CN102986490B

CN102986490B - 一种除草保湿材料和除草保湿布及制备方法

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Publication number: CN102986490B
Application number: CN201210584190.7A
Authority: CN
Inventors: 王建益
Original assignee: CHANGSHA JIANYI NEW MATERIAL Co Ltd
Current assignee: CHANGSHA JIANYI NEW MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: CN102986490A

Abstract

本发明公开了一种除草保湿材料和除草保湿布及制备方法，该除草保湿材料是将除草剂负载在以PET为原材料的无纺布上再和高吸水性树脂复合而成的材料；除草保湿布是底层为无纺土工布，上层为负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布，中层为高吸水性树脂，将三层经针刺复合而成；除草保湿布的制备方法是将PET纺成初生丝，所得的初生丝经牵伸后经气流喷丝成纤维网；得到的纤维网通过针刺加固后在其表面喷洒除草剂的水溶液，烘干后制得负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布；将制得上述无纺布和高吸水性树脂及无纺土工布三种材料通过针刺复合，即得；该除草保湿材料和除草保湿布的除草和保湿效果好、降低育苗成本、对环境友好并能保持水土；除草保湿布的制备方法简单，成本低，可大量工业化生产。

Description

一种除草保湿材料和除草保湿布及制备方法

技术领域

本发明涉及一种除草保湿材料和除草保湿布及制备方法，属于新型复合材料领域。

技术背景

科学调查显示，一般果园林场人工锄草约占总用工的30%以上，而杂草灌木本身具有的顽强生命力及其对不良气候条件的较强适应能力，需要人工锄草或者喷洒除草剂每年2～4次，造成人工成本居高不下并且会造成水土流失，同时，除草剂对土壤、空气造成严重污染。近两年，西南地区持续干旱，给经济作物造成重大损失。面对严峻的形势，节水意识、环保意识、科学利用能源等意识亟需强化，开发环保新型材料取代传统材料或方法，已经成为大家的共识。现阶段国内没有一种材料同时具有除草、保湿又环保的效果，只有单独的除草或者保湿功效。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种除草和保湿效果好、降低育苗成本、对环境友好并能保持水土的除草保湿新型复合材料。

本发明的另一个目的在于提供一种含上述除草保湿材料的除草和保湿效果好、降低育苗成本、对环境友好的除草保湿布。

本发明还有一个目的是在于提供一种上述除草保湿布的低成本、操作简单的制备方法。

本发明提供了一种除草保湿材料，该材料是将除草剂负载在以PET为原材料的无纺布上再和高吸水性树脂复合而成的材料；其中，除草剂:高吸水性树脂:以PET为原材料的无纺布的质量比为0.5～1.5:7～11:85～95。

所述的高吸水性树脂吸水量为自身重量180～210倍。

所述的高吸水性树脂为3630，SAP-YR01或HB-203中一种。3630可购买于法国富春园林物质有限公司或日本三洋化工。

所述的PET的粘度0.5～0.7dL/g，端羟基含量15～25mol/t。

所述的除草剂为百草枯。

上述除草保湿材料中除草剂:高吸水性树脂:以PET为原材料的无纺布的质量比优选为0.5～1.5:7～11:85～95。

本发明还提供了一种含有如上所述的除草保湿材料的除草保湿布，该除草布的底层为无纺土工布，上层为负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布，中层为高吸水性树脂，将三层经针刺复合而成;其中，除草剂:高吸水性树脂:以PET为原材料的无纺布的质量比为0.5～1.5:7～11:85～95。

本发明还提供了一种含上述除草保湿材料的除草保湿布的制备方法，将PET切片通过硫化床预结晶后干燥至水份质量含量不大于30ppm，干燥后的PET切片混合黑色抗老化母粒在275～285℃下纺成初生丝，所得的初生丝经4000～5000倍牵伸后经气流喷丝成丝细度为4～12dt的纤维网；得到的纤维网通过针刺加固后在其表面喷洒除草剂质量百分比浓度为0.3%～0.4%的水溶液，在100～140℃下烘干后制得负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布；将制得上述无纺布和高吸水性树脂及无纺土工布三种材料通过针刺复合，即得；所述的除草剂:高吸水性树脂:PET的质量比为0.5～1.5:7～11:85～95。

所述的负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布，针刺密度在200～250次/cm²，纵横向断裂强度不小于5KN/m，厚度在1.5～2.0mm之间。

所述的除草保湿布针刺复合后底层是无纺土工布，上层是负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布，中层是高吸水性树脂。

上述制备方法中PET切片的结晶温度为145～160℃，干燥温度为165～175℃。

上述制备方法中针刺复合后得到的除草保湿布的针刺密度为20～30次/cm²。

所述的抗老化剂为BE-240或LC-2030中一种；

所述初生丝的直径为0.3～0.5mm。

本发明中所选用的原料：

PET是聚酯PET90（俗称涤纶，简称PET），可以用聚对苯二甲酸乙二醇酯为4mm/4mm/5mm颗粒，其中粘度0.677dL/g，熔点261℃，端羟基含量20mol/t，水分质量＜0.2%，生产单位：中国石化仪征化纤股份有限公司或中国石化洛阳分公司；为了节约资源和降低成本，选用的大都是回收聚对苯二甲酸乙二醇酯切片，通常为3mm/3mm/4mm的颗粒，生产单位：赤壁双利科技有限公司或湖北赤壁化纤有限公司；

高吸水性树脂是一种吸水能力特别强的功能性高分子材料，主要采用广州市友润化工有限公司的SAP-YR01和任丘市华北化工有限公司的HB-203型；

除草剂可以根据作物种类和杂草品种，选用有效的除草剂品种；本发主要选用西安绿坪园艺农资有限公司的全能-苗木、绿篱专用除草剂和瑞士先正达有限公司，型号：百草枯。

本发明的具体制备方法：

1、纺织纤维网：

将PET切片通过输送装置送至硫化床预结晶，温度控制在145～160℃，经过预结晶的PET切片送进干燥塔进一步干燥，干燥温度控制在165～175℃，使最终水分小于30ppm，达到纺丝的要求；干燥好的切片送入挤压机里熔融并和加入的黑色抗老化母粒混合，在6公斤的压力下送入纺丝箱体，纺丝温度控制在275～285℃，经过纺丝计量泵和纺丝组件，生产出直径为0.3～0.5mm的初生丝，初生丝经过4000～5000倍的牵伸，使丝达到4～12dtx细度后经气流喷丝均匀成网；

上述过程中将预结晶的PET切片进一步干燥目的是除去表面水分和提高PET切片的软化点，防止在干燥过程中PET切片发生粘连和结快；

黑色抗老化母粒为苏州百盛纤维母粒有限公司生产，型号：BE240；或深圳丽彩母粒有限公司生产，型号：LC～2030，通常为3mm/3mm/4mm的颗粒；

初生丝较粗、强力小，不能达到使用要求，必须经过拉伸才能到达要求；

2、制备负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布：

初生的纤维网强度较低，必须经过针刺加固后成为具有一定强度和厚度的无纺布，针刺密度控制在200～250次/cm²，产品纵横向断裂强度大于5KN/m，厚度控制在1.5～2.0mm之间，在针刺的无纺布上面喷洒除草剂质量百分比为0.3%～0.4%的水溶液，用100～140℃温度烘干，即得负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布；

所添加的除草剂为三氮苯类（津、净、通）的莠去津（阿特拉津）；

3、针刺复合成型：

用120g/m²无纺土工布为底层，加入高吸水性树脂为中层，负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布为上层，三层材料同时进入针刺机，经过针刺复合，针刺密度控制在20～30次/cm²，形成具有保湿、抗老化、除草、供肥功能的复合材料——除草保湿布；

高吸水性树脂：进口，生产厂家：法国富春园林物质有限公司，型号：3630；也可采用广州市友润化工有限公司的SAP～YR01和任丘市华北化工有限公司的HB～203型。

本发明的原理：本发明的除草保湿布通过将除草剂和高吸水性树脂跟PET树脂材料复合，并添加了少量抗老化剂，使除草保湿布具有蓄水、保湿、渗水、除杂草灌木、抗UV（紫外线）、抗老化、抗生物降解等多重功效。除草保湿布中的高吸水性树脂和除草剂，降雨时高吸水性树脂能吸收自身重量180～210倍的水分并将除草成分溶解，多余的雨水通过PET纤维和纤维之间的毛细管作用均匀渗入土壤里；除草保湿布中的高吸水性树脂吸水膨胀后变成透明晶体状，将流动的液态水固定保存，成为一个固体的微型水库，当干旱无雨土壤干燥时，微型水库的水可补充渗入土壤中，为苗木的生长提供宝贵的水分；并且在开垦荒山、种植养护幼苗、成苗阶段，除草剂能完全抑制杂草灌木的生长条件，解决土壤中营养成分被其它杂草灌木侵占吸收的问题，还能保证作物生长的湿润条件，提高苗木的成活率和生长速度；采用PET材料为基料，并添加了少量抗老化剂使材料经久耐用，满足户外长期使用的效果。

本发明除草保湿布的使用方法：

在实际的铺设过程中，要将粗、高、大的灌木、杂草清除，尽量做到材料与地面紧贴、少悬空，然后直接采用满铺方式铺设，覆盖杂草即可，根据除草保湿布上的标准线留出作物杆茎的生长空间；为保证铺设后的稳定性，可采用间距式打桩固定；通过实验在杂草上覆盖本发明的除草保湿布，20天内杂草开始变黄枯萎并腐烂，并且不会再发芽生长。

本发明的有益效果：

1、抑制杂草和灌木的生长：杂草、灌木生长速度过快，不仅遮盖苗木生长的光线条件，还抢占作物繁殖的营养空间；在幼苗、成年苗养护期间，地表面铺设除草保湿布能完全阻隔杂草灌木的生长条件，无需重复人工锄草，大大降低了人工成本，并有效解决了苗木作物生长面临的营养问题。

2、保持水土，防土壤荒漠化：在开垦荒山、种植幼苗和成年林的除草、除灌木阶段都会出现表层土壤松动的情况，覆盖除草保湿布，避免了表层土壤被雨水直接冲洗、解决了水土流失的问题；另外通过蓄水保湿延长挥发时间，又保证了作物生长的湿润环境，降低了养护成本。

3、经济和社会效益高：除草保湿布防止了水土流失，稳固了生态环境，减少了人工支出，同时增加了单位面积的产量，创造出良好的经济和社会效益。

4、美化形象：施工现场整洁舒适，铺设后地面颜色均一，无泥土、杂草，大大美化了经济林场的形象。

5、改善工作环境：铺设除草保湿布后的果园林场，大大降低了蛇虫鼠蚁的危害，工作环境更优美，收获季节采摘工作更高效、更安全。

6、使用周期长：本发明的除草保湿布的使用周期达20年以上，一次性投入，功效显著，无后顾之忧。

7、无毒无害：PET为无毒无污染原料，除草保湿布为环境友好产品。

8、该除草保湿布制备方法简单，可以大规模工业化生产。

附图说明

【图1】是本发明的除草保湿布结构图：1是上层，为负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布；2是中层，为高吸水性树脂；3是下层，为无纺土工布。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明。

实施例1

制备除草保湿布：

1、纺织纤维网：

2、制备负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布：

初生的纤维网强度较低，必须经过针刺加固后成为具有一定强度和厚度的无纺布，针刺密度控制在200～250次/cm²，产品纵横向断裂强度大于5KN/m，厚度控制在1.5～2.0mm之间，在针刺的无纺布上面喷洒除草剂质量百分比浓度为0.3%～0.4%的水溶液，用100～140℃温度烘干，即得负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布；

把120g/m²无纺土工布作为底层，加入高吸水性树脂为中层，把负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布作为上层，三层材料同时进入针刺机，经过针刺复合，针刺密度控制在20～30次/cm²，形成具有保湿、抗老化、除草、供肥功能的复合材料——除草保湿布。

通过上述方法制成的成品指标如下：

上述方法制成的产品试验试用实例：

2012年4月开始于湖南省宁乡县新科油茶林幼苗基地进行试验，试验面积为3亩分隔为A、B、C三块地，土质相同、位置相邻，幼苗高度和健康状况与栽种方法相同，其中1亩在栽种时使用本产品，标记为A地，1亩不使用本产品，标记为B地，1亩不使用本产品，标记为C地。

2012年4月至5月期间，A、B地均无人养护，C地有2名专人进行正常的养护。30天后，A地的幼苗存活率为90%，幼苗平均高度35.5cm，B地幼苗存活率为60%，幼苗平均高度29.5cm。C地幼苗存活率为85%，幼苗平均高度34.5cm，耗费人工工资及费用1890元/亩。

综上所述，采用本发明的除草保湿布用于旱地种植经济作物，在15年内可以节约直接人工成本19000元/亩，并在水土流失、环境保护、产量增收等方面产生极大的社会效益和经济效益。

1、现行经济作物林的除草、清除灌木及养护，每年需3～4次。每亩经济林全年除草等养护管理，所需人工10天，费用为10天×120元/人=1200元/年，以15年为单位计算为18000元/年/亩。采用本发明的除草保湿布使用寿命可达20年以上，本产品单价为5.6元/㎡，计：5.6元/㎡×666.66㎡/亩=3729.6元/亩。15年为单位计算，每亩可节约人工成本，计：18000～3729.6=14270.4元。

2、现行油茶林、茶叶林、橡胶林、葡萄等旱地经济作物林的栽种，所需苗木和栽种成本为1200元/亩，采用本发明除草保湿布使幼苗成活率比不使用该产品的同类幼苗高30%，可降低幼苗成本1200元/亩×30%=360元/亩。

3、2011年9月期间，在云南某地区对亚热带橡树林实验中，与同类橡树产量相对比，采用本发明除草保湿布使橡胶林橡胶产量增加15～20%。

Claims

1.一种除草保湿材料，其特征在于，将除草剂负载在以PET为原材料的无纺布上再和高吸水性树脂复合而成的材料；其中，除草剂:高吸水性树脂:以PET为原材料的无纺布的质量比为0.5～1.5:7～11:85～95。

2.如权利要求1所述的除草保湿材料，其特征在于，所述的高吸水性树脂吸水量为自身重量180～210倍。

3.如权利要求2所述的除草保湿材料，其特征在于，所述的高吸水性树脂为3630，SAP-YR01或HB-203中的一种。

4.如权利要求1所述的除草保湿材料，其特征在于，所述的PET的粘度为0.5～0.7dL/g，端羟基含量15～25mol/t。

5.如权利要求1所述的除草保湿材料，其特征在于，所述的除草剂为百草枯。

6.一种含有权利要求1～5任一项所述的除草保湿材料的除草保湿布，其特征在于，底层为无纺土工布，上层为负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布，中层为高吸水性树脂，将三层经针刺复合而成；其中，除草剂:高吸水性树脂:以PET为原材料的无纺布的质量比为0.5～1.5:7～11:85～95。

7.一种含权利要求1～5任一项所述除草保湿材料的除草保湿布的制备方法，其特征在于，将PET切片通过硫化床预结晶后干燥至水份质量含量不大于30ppm，干燥后的PET切片混合黑色抗老化母粒在275～285℃下纺成初生丝，所得的初生丝经4000～5000倍牵伸后经气流喷丝成丝细度为4～12dt的纤维网；得到的纤维网通过针刺加固后在其表面喷洒除草剂质量百分比为0.3～0.4%的水溶液，在100～140℃下烘干后制得负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布；将制得上述无纺布和高吸水性树脂及无纺土工布三种材料通过针刺复合，即得；所述的除草剂:高吸水性树脂:PET的质量比为0.5～1.5:7～11:85～95。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布，针刺密度在200～250次/cm²，纵横向断裂强度不小于5KN/m，厚度在1.5～2.0mm之间。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的除草保湿布针刺复合后底层是无纺土工布，上层是负载了除草剂的以PET为原材料的无纺布，中层是高吸水性树脂。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，PET切片的结晶温度为145～160℃，干燥温度为165～175℃。

11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，针刺复合后得到的除草保湿布的针刺密度为20～30次/cm²。

12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述初生丝的直径为0.3～0.5mm。