CN103828662B - 一种膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜及其生产方法，该除草地膜是由以下重量份数比的组分组成：茂金属聚乙烯5～15份，低密度聚乙烯5～20份，线型低密度聚乙烯30～70份，高密度聚乙烯5～20份，药物母粒15～30份。所述中的药物母粒由下列重量份数比的组分组成：水稻专用除草剂吡嘧磺隆15～30份，丁草胺10～25份，纳米二氧化硅15～30份，低密度聚乙烯25～65份，润滑剂0.5～1.5份。该除草地膜采用共挤吹塑的生产工艺，使地膜和药物薄膜共挤复合而成，除草剂能在地膜中均一分散、含量高；共挤吹塑外层保证该除草地膜的强度和韧性均达到使用要求，内层保证除草剂的含量和不易挥发，加工工艺简便，易于控制。

Description

一种膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种农用地面覆盖地膜及其生产方法，尤其涉及一种膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜及其生产方法。

背景技术

我国是世界上最大的水稻生产国和消费国，常规水田栽培因用水量大，过量化肥农药施用造成的土壤水源污染，病虫害多发，劳动强度大，高投入低效益，温室气体排放等问题，使水稻生产面临诸多困局。膜下滴灌水稻栽培可以大幅度提高水肥利用率，改变传统水稻田的施肥、施药方式，降低肥料和农药对环境造成的危害，显著减少甲烷气体排放，同时，滴灌平台的建立大幅度降低劳动强度，将农民从繁重的水田生产中解放出来。但是地膜覆盖栽培给作物创造良好土壤环境的同时，也为水稻田的主要阔叶、莎草科及禾本科杂草提供了良好的滋生条件。膜下杂草不但损坏地膜、影响作物产质量，也为人工除草带来不便。为解决膜下除草问题，目前除草地膜多采用两种方法，一是将除草剂的有效成分添入塑料薄膜原料中制成含药薄膜，如中国专利CN1927919A公开了一种“新型除草地膜及其制作工艺”，申请日为：2005.09.08，公开日为：2007.03.14，它是在地膜原料中添加了除草剂，制成双面含除草剂的地膜，该发明所用的除草剂是都尔乳油，因为加入的液体除草剂与聚乙烯颗粒混合均匀性没办法控制，除草剂的加入会降低该地膜的强度和韧性，而且液体除草剂易受热挥发污染环境，所以没能被普遍推广。二是在成品地膜一侧涂布除草药剂，较早申请的如中国专利CN 1033504A公开了一种“一种农用复合除草地膜”，申请日为1987.12.12：，公开日为：1989.6.28，它是以丁草胺为除草活性组分，将其与聚乙烯醇水溶液及助剂按一定比例配制成涂敷药液，采用涂布方式与基膜复合而成；较近申请的如中国专利CN 101347112A公开了一种“一种新型高效除草地膜”，申请日为2008.09.09，公开日为：2009.1.21，它是以根据田间杂草种类而选针对性强的除草剂为除草活性组分，并将其用新型配方配制成涂敷药液，采用涂布方式使其与基膜复合而成。这两种制膜工艺本身复杂，因为地膜生产收卷转速一般在1000r/min以上，要想在此速度生产的地膜上均匀涂布药物，药物层要及时干燥是有很大的技术难度，药液涂层得不到及时干燥，不但使该地膜收卷后会粘合到一起，而且药物会粘附在地膜的另一侧，使药物的含量及分散均匀性都受到影响，粘附在地膜表面的药物易挥发到空中污染环境。综上所述自从产生了地膜覆盖栽培技术后，在长达二十余年的研究中，目前还没有一种能够彻底解决除草剂在地膜中的均匀分散、可控制药物含量稳定、除草剂的加入使除草地膜强度和韧性不受影响、生产和使用中药物不易挥发对环境无污染以及除草剂含量较低满足不了田间杂草有效根治的除草地膜。

发明内容

本发明的首要目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种除草剂能在地膜中均一分散、药物含量高、地膜强度和韧性好、生产和使用中药物不易挥发、对环境无污染的膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜；另一目的是提供一种工艺简便、易于操作的共挤吹塑生产该除草地膜的生产方法。

本发明从水稻生长习性及水稻田的主要杂草：阔叶、莎草科杂草及禾本科杂草，针对性地选用了对水稻生长几乎无作用的吡嘧磺隆(熔点181℃)、丁草胺(沸点196℃)特效根除以上杂草的除草剂，并抛弃原来直接将除草剂加入地膜生产原料和在成品地膜表面涂布除草剂生产除草地膜的方法，而采用地膜和药物层薄膜共挤吹塑的制膜方法。

实现本发明的首要目的方案如下：

一种膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜，是由地膜层和药物薄膜层经共挤而成，药物薄膜层由如下重量份数的组分制成：聚乙烯70-85份，药物母粒15-30份；药物母粒含有以下重量份数的组分：吡嘧磺隆15～30份，丁草胺10～25份，纳米无机功能材料15～30份，低密度聚乙烯25～65份，润滑剂0.5～1.5份。

该除草地膜中药物薄膜层的聚乙烯由如下重量份数的组分组成：茂金属聚乙烯5～15份，低密度聚乙烯5～20份，线型低密度聚乙烯30～70份，高密度聚乙烯5～20份，该组分的配比使药物薄膜层与地膜层之间的相容性能达到最佳。

吡嘧磺隆和丁草胺有效成分含量在0.10～0.80g/m²，此范围的含量可根据杂草数量及除草剂的用量以共挤药物薄膜层的层数控制。

采用三层共挤，药物薄膜层厚度占该除草地膜总厚度的2/3，吡嘧磺隆和丁草胺有效成分含量在0.35～0.80g/m²。

纳米无机功能材料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙或二者的混合物。

地膜为耐候性地膜，地膜药物母粒含有以下重量份数的组分：光稳定剂0.1～1份，抗氧剂0.1～1份，加入此两种助剂可以延长地膜的使用周期和老化衰减周期，使共挤多层的除草地膜中的药物药效持久、释放时间增长。

实现本发明的另一方案如下：

一种膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜的生产方法，包含：①药物薄膜层中药物母粒的制备，是将重量份数为15～30份的吡嘧磺隆，10～25份的丁草胺分别于重量份数为15～30份的纳米无机功能材料高速搅拌捏合后，并与重量份数为25～65份的低密度聚乙烯，0.5～1.5份的润滑剂充分混合，加入挤出机挤出，切粒制成药物母粒。②将该药物母粒与重量份数为5～15份的茂金属聚乙烯，5～20份的低密度聚乙烯，30～70份的线型低密度聚乙烯，5～20份的高密度聚乙烯按配比进行充分混合后，加入共挤吹塑机中与另一个挤出机头挤出的地膜在共挤机头处汇合，挤出，吹胀，牵引，冷却，分切，收卷，成品。

工艺温度分区控制：制备药物母粒的工艺温度是一区150±5℃，二区165±5℃，三区170±5℃，四区180±5℃，五区183±5℃，六区180±5℃；制备该除草地膜的工艺温度是一区168±5℃，二区175±5℃，三区185±5℃，四区185±5℃，五区190±5℃，六区190±5℃，七区190±5℃，此工艺温度保证了吡嘧磺隆和丁草胺不易挥发，药效利用率最佳，而且能稳定生产。

生产该除草地膜共挤层至少为两层，也可根据需要将药物薄膜层共挤多层。

采用三层共挤药物薄膜层厚度占该除草地膜总厚度的2/3，吡嘧磺隆和丁草胺有效成分含量在0.35～0.80g/m²。

本发明的显著优点有：

该除草地膜的除草剂选用了高熔点、不易挥发的吡嘧磺隆(熔点181℃)、丁草胺(沸点196℃)，180-195℃的工艺生产正好符合塑料地膜共挤吹塑工艺技术要求，避免了普通除草剂在高温加工过程容易挥发的难题；优选的这两种除草剂复配后，正好可以抑制或根除水稻田里的主要杂草，以纳米无机材料作为它们的载体，由于纳米无机材料的比表面积大，吸附力强，使它们在塑料制品中的均匀分散提供了可能和条件，使塑料地膜的增温、保墒特性和水稻专用除草剂的高效除草功能完美结合。

该除草地膜是由共挤吹塑工艺生产，除草剂与纳米无机材料高速捏合后，与低密度聚乙烯及加工助剂制成药物母粒，保证了除草剂的有效含量和均一分散；经过两层或三层共挤吹塑制膜方式，地膜层不但主要保证了该除草地膜的使用强度和韧性，而且对药物层起到保护和隔绝作用，防止了药物缓释到空气中污染环境，共挤药物薄膜层的药物分散均一，药物含量高，也可根据需要共挤多层药物薄膜层，调整药物浓度，以达到药物缓释时间长，药效持久的目的。

该除草地膜外层的地膜层选用耐候性地膜，耐候性地膜是在普通地膜中加入光稳定剂和抗氧剂，使该除草地膜的使用和老化衰减周期增长，保证了该除草地膜药物的缓释时间。

该除草地膜总厚度在0.007mm～0.012mm；药物含量高、分散均匀，药效持久60～70天，有效药物含量成分在0.20～0.80g/m²，是普通除草地膜药物含量的2倍。

具体实施方式

实施例1，它是由下列重量份数比的原料组成：茂金属聚乙烯5份，低密度聚乙烯5份，线型低密度聚乙烯70份，高密度聚乙烯5份，药物母粒15份。药物母粒是由以下重量份数比的原料组成：吡嘧磺隆15份，丁草胺12份；纳米二氧化硅15份，低密度聚乙烯56.9份，光稳定剂0.3份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.5份。

实施例2，它是由下列重量份数比的原料组成：茂金属聚乙烯15份，低密度聚乙烯10份，线型低密度聚乙烯42份，高密度聚乙烯13份，药物母粒20份。药物母粒是由以下重量份数比的原料组成：吡嘧磺隆20份，丁草胺14份；纳米二氧化硅20份，低密度聚乙烯44.4份，光稳定剂0.3份，抗氧剂0.3份，润滑剂1份。

实施例3，它是由下列重量份数比的原料组成：茂金属聚乙烯10份，低密度聚乙烯11份，线型低密度聚乙烯36份，高密度聚乙烯13份，药物母粒30份。药物母粒是由以下重量份数比的原料组成：吡嘧磺隆15份，丁草胺20份；纳米二氧化硅25份，低密度聚乙烯37.5份，光稳定剂0.5份，抗氧剂0.5份，润滑剂1.5份。

实施例4，它是由下列重量份数比的原料组成：茂金属聚乙烯5份，低密度聚乙烯20份，线型低密度聚乙烯30份，高密度聚乙烯20份，药物母粒25份。药物母粒是由以下重量份数比的原料组成：嘧磺隆30份，丁草胺12份；纳米二氧化硅30份，低密度聚乙烯25份，光稳定剂0.5份，抗氧剂1份，润滑剂1.5份。

上述各实施例的生产方法为：

①所述药物母粒的制备：将吡嘧磺隆与丁草胺分别与纳米二氧化硅或纳米碳酸钙高速搅拌捏合后，再与低密度聚乙烯、光稳定剂、抗氧剂和润滑剂按其配比充分混合→双螺杆混炼挤出机挤出→冷却→切粒→包装→水稻专用除草地膜药物母粒；②将此药物母粒与所述的茂金属聚乙烯，低密度聚乙烯，线型低密度聚乙烯，高密度聚乙烯按所述比例充分混合加入两层或三层共挤吹塑机的一个或两个料筒中，另一个料筒中加入地膜生产原料→塑化→挤出→吹胀→牵引→冷却→分切→收卷→检验→包装→入库。

该除草地膜药物母粒制备工艺参数为：主机转速300r/min，温度：一区150±5℃，二区165±5℃，三区170±5℃，四区180±5℃，五区183±5℃，六区180±5℃。

该除草地膜制备工艺参数为：主机转速1500r/min，温度：一区168±5℃，二区175±5℃，三区185±5℃，四区185±5℃，五区190±5℃，六区190±5℃，七区190±5℃。

该除草地膜药物薄膜层根据需要也可共挤多层。在生产上只需改为多层共挤生产工艺，即在主机上增加共挤机，吹塑模头改为多层共挤模头。

Claims (10)

1.一种膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜，其特征在于是由地膜层和药物薄膜层经共挤而成，药物薄膜层由如下重量份数的组分制成：聚乙烯70—85份，药物母粒15—30份；药物母粒含有以下重量份数的组分：吡嘧磺隆15～30份，丁草胺10～25份，纳米无机功能材料15～30份，低密度聚乙烯25～65份，润滑剂0.5～1.5份。

2.如权利要求1所述膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜，其特征在于：药物薄膜层的聚乙烯由如下重量份数的组分组成：茂金属聚乙烯5～15份，低密度聚乙烯5～20份，线型低密度聚乙烯30～70份，高密度聚乙烯5～20份。

3.如权利要求1或2所述的膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜，其特征在于：吡嘧磺隆和丁草胺有效成分含量在0.10～0.80g/m²。

4.如权利要求3所述的膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜，其特征在于：药物薄膜层厚度占该除草地膜总厚度的2/3，吡嘧磺隆和丁草胺有效成分含量在0.35～0.80g/m²。

5.如权利要求1所述膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜，其特征在于：纳米无机功能材料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙或二者的混合物。

6.如权利要求1所述膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜，其特征在于：地膜为耐候性地膜；药物母粒还含有以下重量份数的组分：光稳定剂0.1～1份，抗氧剂0.1～1份。

7.一种根据权利要求1～6任一权利要求所述的膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜的生产方法，其特征在于包含：①药物薄膜层中药物母粒的制备，是将重量份数为15～30份的吡嘧磺隆，10～25份的丁草胺均与重量份数为15～30份的纳米无机功能材料高速搅拌捏合后，并与重量份数为25～65份的低密度聚乙烯，0.5～1.5份的润滑剂充分混合，加入挤出机挤出、切粒制成药物母粒；②将该药物母粒与重量份数为5～15份的茂金属聚乙烯，5～20份的低密度聚乙烯，30～70份的线型低密度聚乙烯，5～20份的高密度聚乙烯按配比进行充分混合后，加入共挤吹塑机中与另一个挤出机头挤出的地膜在共挤机头处汇合、挤出、吹胀、牵引、冷却、分切、收卷、成品，工艺温度分区控制。

8.如权利要求7所述的膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜的生产方法，其特征在于：制备药物母粒的工艺温度是一区150±5℃，二区165±5℃，三区170±5℃，四区180±5℃，五区183±5℃，六区180±5℃；制备该除草地膜的工艺温度是一区168±5℃，二区175±5℃，三区185±5℃，四区185±5℃，五区190±5℃，六区190±5℃,七区190±5℃。

9.如权利要求8所述的膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜的生产方法，其特征是生产该除草地膜共挤层至少为两层，总厚度在0.007～0.012mm。

10.如权利要求9所述的膜下滴灌水稻栽培专用除草地膜的生产方法，其特征在于：吡嘧磺隆和丁草胺有效成分含量在0.10～0.80g/m²。