CN104221792A - 一种利用餐厨垃圾和生物质材料制备可降解液体地膜的方法及产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可降解液体地膜的方法及产品，尤其涉及一种利用餐厨垃圾和生物质材料制备可降解液体地膜的方法及产品。属农产品的技术领域。步骤(1)：把生物质材料包括秸秆，杂草和/或枯树叶用机器粉碎成10-100目粉备用；步骤(2)取一定质量餐厨垃圾，按照其重量的30％-70％加入水，煮沸20分钟至120分钟后，分离、备用；在5-45重量份水性树脂中，在高速分散机搅拌下慢慢加入：8-80份步骤(1)制得的生物质粉末，2-20重量份步骤(2)制得的粘稠状浆，2-20重量份水，8-80份无机填料，0.5-2份触变剂；分散均匀后包装即得到可以用水稀释喷涂使用的液体地膜。本发明的效果是能同时解决城市餐厨垃圾和农林产品生产加工过程中产生的秸秆，杂草。

Description

一种利用餐厨垃圾和生物质材料制备可降解液体地膜的方法及产品

(一)技术领域

本发明涉及一种可降解液体地膜的方法及产品，尤其涉及一种利用餐厨垃圾和生物质材料制备可降解液体地膜的方法及产品。属农产品的技术领域。

(二)背景技术

近年来，农业地膜得到了更为广泛的应用，但由于回收困难，每年有数量庞大的地膜被遗弃在农田里。这降低了土壤的透气性和阻碍了水分的正常流动，影响农作物根系的生长，造成

白色污染。随着人们对环保要求的不断提高，严重的地膜污染问题引起了全社会的关注，因此，可降解环境友好是地膜产品的发展方向。加入一定量的淀粉或其它可降解成分对地膜改性可以大大的缩短其降解的时间，如专利200810023959.1，但它的存在成本偏高，耐候性能不足或拉力强度偏低等缺陷，因此未能大规模使用。液体地膜由于大多不存在不可降解问题，是地膜技术的很好的补充，专利CN1445275提供了一种以聚乙烯醇为主要成膜物质的液体地膜配方；为了降低成本CN1277228A开发出以淀粉和沥青为主要成分液体地膜。

另一方面，随着社会的进步和城市的发展，人们生活水平在不断提高。目前城市生活垃圾成分中的有机物含量逐渐提高，特别是餐厨垃圾的产生量有越来越大的趋势。由于高含水率，餐厨垃圾不能满足垃圾焚烧的发热量要求[1]，直接填埋会造成有机物的大量浪费，直接排入下水道又可能造成甲烷气爆炸等问题.目前，我国餐厨垃圾主要成分是油脂，蛋白质，和淀粉，利用现有技术很容易把其中大部分的油脂去除后，剩余部分成分主要以淀粉为主。因此其完全有可能作为地膜的成分来应用。

地膜看上去薄薄一层，但作用相当大。不仅能够提高地温、保水、保土、保肥提高肥效，而且还有灭草、防病虫、防旱抗涝、抑盐保苗、改进近地面光热条件，使产品卫生清洁等多项功能。对于那些刚出土的幼苗来说，具有护根促长等作用。对于我国三北地区，低温、少雨、干旱贫脊、无霜期短等限制农业发展的因素，具有很强的针对性和适用性，对于种植二季水稻育秧及多种作物栽培上也起了作用。在全国31个省市自治区普及和应用，用于粮、棉、油、菜、瓜果、烟、糖、药、麻、茶、林等40多种农作物上，使作物普遍增产30％-50％，增值40％-60％，深受广大农民的欢迎。

二十年来，地膜的应用和发展非常迅速，增产、增收效果也特别显著。1979年以蔬菜为主进行小面积试验开始，1983年各种作物地膜覆盖面积猛增至62.9万公顷。1982年-1992年的11年间，推广地膜覆盖面积2506.7万公顷。1996年地膜覆盖面积超过亿亩，达到700万公顷，其中达到和超过38万公顷的作物有玉米176.1万公顷，棉花181.6万公顷，水稻育秧60.5万公顷，花生58.9万公顷，蔬菜74.3万公顷，西甜瓜60万公顷，烟草38万公顷。

这项技术用于“老、少、边、穷”地区，高寒山区及边远地区，能有效增加积温量，克服了低温干旱，生育期短等不良自然条件，使晚熟高产优质玉米良种获得丰收，产量成倍增加，1989年-1991年在16个省市实施的“温饱工程”中，这一技术，使3200余万农民越过了温饱线，1993年-1996年4年间，共推广地膜覆盖玉米育苗移栽及水稻育苗抛秧栽培2866.7万公顷，其中地膜覆盖2333.3万公顷，共增产各种农产品1亿多吨，增产值1143.12亿元，增加纯收入达971.65亿元。地膜覆盖技术的推广，也有力地促进了化工、轻工、农机制造、农资供销、交通运输等相关产业的发展。由地膜覆盖技术发展到大棚蔬菜，使人们在寒冷的季节也能吃到新鲜的蔬菜，改善和提高了人们的生活水平。

蓬勃发展的地膜覆盖技术，使中国这个传统农业大国，走出了一条农业高产稳产的路，为中国的经济发展做出了重大贡献。

塑料地膜的副作用如下：地膜种植在田地内覆盖大量的塑料薄膜，作物收获后残留在土壤中，难以降解，对土壤造成了污染和损害。随着塑化剂风波的漫延，地膜无法沉降是否会导致土壤中塑化剂含量过高而影响人们的健康仍在检测，急需权威部门的信息公布。

生物全降解液体地膜以农作物秸秆为原料，由木质素，胶原蛋白，表面活性剂，土壤保水剂等天然高分子物质经特殊加工形成的高分子材料，使用时可将除草剂混入其中，兑入2～3倍的水，直接喷洒在农田表面，即时可在表层形成能看得见的黑色的膜，100％降解这层膜物质可起到保持土壤水分，使5～15厘米土层温度上升1～6度据测算使用液体地膜，每亩比使用传统地膜省钱10％，液体地膜比人工覆膜大大减轻了劳动强度并提高了劳动效率。生物可降解液体地膜有极好的浸润性，能把所有的土壤表面全部覆盖，有保水增湿的作用，极有效地防止土壤水分蒸发，水分蒸发抑制率在20％～50％之间配合吸水材料，就能长时间保持土壤水分植物的幼苗长出时，可自行将膜顶破，膜会自动降解，变成腐植酸肥料，翻压入土后，具有改良土壤团粒结构的作用。经专家测定覆盖花生比使用塑料地膜增产20％以上，可广泛应用于干旱、寒冷、丘岭地区农作物早期覆盖和林木、果树等的防寒。具有增温、保墒和良好的通气透水功能，改善作物的生长环境，促进作物增产、增收。使用液体地膜的花生比使用塑料地膜的花生根系发达，茎粗叶厚，抗旱能力较强，无叶斑病、根腐病、烂根、烂果等现象发生，专家实地测产比使用塑料地膜每亩增产鲜果300斤以上。

但是现有技术中的生物全降解液体地膜，缺点是：

1、到目前为止市场上的液体地膜都存在成膜时间期短的问题，它对植物的后期抗旱效果很差。

2、在成膜时由于用量比较少，在成膜后的现场眼观效果不是很好，造成使用人觉的好像没有效果，其实它是存在的。

3、在成地膜后没有韧性，导至地表容易开裂。

(三)发明内容

【要解决的问题】

本发明的目的是得到一种利用餐厨垃圾和生物质材料制备可降解液体地膜的方法及产品。

本发明的技术方案为：

本发明的一种利用餐厨垃圾和生物质材料制备可降解液体地膜的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1.把生物质材料包括秸秆，杂草和/或枯树叶用机器粉碎成10-100目(优选50目)粉备用；

2.取一定质量餐厨垃圾，按照其重量的30％-70％加入水，煮沸20分钟至120分钟(优选80分钟)后，通过油水分离，把高附加值的油脂层回收，残余部分，用粉碎机，粉碎得到粘稠状浆料备用；本发明人经过很长时间的实验，创造性的发现，将油脂层回收对于最终产品的效果不但有好处，而且还得到了高附加值的油脂。

3.在5-45重量份水性树脂中，在高速分散机搅拌下慢慢加入：8-80份步骤(1)制得的生物质粉末，2-20重量份步骤(2)制得的粘稠状浆，2-20重量份水，8-80份无机填料，0.5-2份触变剂；分散均匀后包装即得到可以用水稀释喷涂使用的液体地膜。

上述步骤(3)中还可以包括2-20重量份的杀虫剂和2-20重量份的杀菌剂。

上述水性树脂为聚醋酸乙烯树脂，聚乙烯醇树脂，聚丙烯酸树脂，醇酸树脂的一种或多种。

上述的无机填料为，轻钙，重钙，滑石粉，硫酸钡，石英粉，二氧化硅，高领土中的一种或多种。

上述的触变剂为无机类，纤维素类，乙烯类，聚丙烯酸类，聚氨酯类或聚酰胺类的一种或多种。其中触变剂的选择是本发明的一个发明点，利用了本发明的触变剂，最终产品的效果非常好。

上述的无机类包含：硅酸盐，蒙脱土。其中无机类的选择是本发明的另外一个发明点，利用了本发明的无机类，最终产品的效果非常好，发明人经过长时间、多次的选择，用了其他的无机类添加剂均无法达到很好的发明效果，最终选择了硅酸盐，蒙脱土。

上述的纤维素类包含羟甲基剂纤维素，羟乙基剂纤维素，羧基甲基剂纤维素。

上述的乙烯类包括聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮。上述的聚丙烯酸类包括聚丙烯酸盐，聚丙烯酸(甲基)丙烯酸酯共聚物。上述的聚氨酯类包括聚醚改性聚氨酯，聚氧化乙烯聚氨酯共聚物，上述的聚酰胺类为聚酰胺盐蜡。

本发明主要优点：

(1)能同时解决城市餐厨垃圾和农林产品生产加工过程中产生的秸秆，杂草，树叶等生物质废料的处理问题；

(2)成本非常低，每吨本液体地膜的成本大约100元，每亩成本20元，其他用塑料地膜的每亩成本70-100元，且使用人工成本更高；

(3)生物可降解更好，降解时间3-5个月。

另外，生物全降解液体地膜可根除“白色污染”问题，可达到农业增产增收、资源综合利用的目的；生物全降解液体地膜具有多重功效：即有塑料地膜的吸热增温、保墒、保苗作用；有肥效药效和较强的粘附能力，可将土粒联结成理想的团聚体以此改良土壤通透性的作用；生物全降解液体地膜在消除白色污染改善农业生产环境的同时，又有集农药、肥料和农膜于一身的特点；现场喷施造膜，省工省时，可将农药、除草剂搀混到地膜中一起喷施，从而提高劳动效率，节省劳动力，且对地形地貌适应能力强；作物出苗时，可自然出苗，不用人工放苗。

具体实施方式

本发明的实施例如下：

预处理方法：

把10公斤的秸秆，杂草，树叶中的一种或者几种生物质材料，用粉碎机打成粉末状，干燥，用一定目筛网过滤得到生物质粉末，在50℃-60℃烘箱烘干10-24小时至恒重备用，把3公斤餐厨垃圾用湿热离心法(随着温度升高和加热时间延长，餐厨垃圾固相内部油脂液化浸出效果最佳)把油层回收了后，水层部分餐厨垃圾用粉碎机打碎成浆糊状餐厨垃圾备用。本发明的湿热离心法是本发明人的另外一个发明点，数据参数为：75℃下加热5-30分钟，迅速加热至92℃下加热5-25分钟，迅速加热至105℃下加热5-25分钟，迅速加热至125℃下加热5-20分钟，迅速加热至130℃下加热5-20分钟，然后在2500r/min下将其分离，这个数据是发明人经过了非常多次数的实验，以保障油脂的分离。

实施例1：

步骤(1)把生物质材料包括秸秆，杂草和/或枯树叶的混合物用机器粉碎成50目粉备用；步骤(2)取一定质量餐厨垃圾，按照其重量的70％加入水，煮沸80分钟后，通过油水分离，把高附加值的油脂层回收，残余部分，用粉碎机，粉碎得到粘稠状浆料备用；在45重量份聚醋酸乙烯树脂中，在高速分散机搅拌下慢慢加入：80份步骤(1)制得的生物质粉末，20重量份步骤(2)制得的粘稠状浆，20重量份水，80份轻钙，重钙，滑石粉，硫酸钡，石英粉，二氧化硅，高领土中的一种或多种，2份触变剂(无机类，纤维素类，乙烯类，聚丙烯酸类，聚氨酯类或聚酰胺类的一种或多种，纤维素类包含羟甲基剂纤维素，羟乙基剂纤维素，羧基甲基剂纤维素。乙烯类包括聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮。聚丙烯酸类包括聚丙烯酸盐，聚丙烯酸(甲基)丙烯酸酯共聚物。聚氨酯类包括聚醚改性聚氨酯，聚氧化乙烯聚氨酯共聚物，聚酰胺类为聚酰胺盐蜡)；最终混合物在1000转/分钟高速搅拌15分钟，得到液体地膜。用1500ML水稀释后喷施在土面，物理实验结果如表一中的(1)。

实施例2：

步骤(1)：把生物质材料包括秸秆，杂草和/或枯树叶用机器粉碎成100目粉备用；步骤(2)取一定质量餐厨垃圾，按照其重量的30％加入水，煮沸120分钟后，通过油水分离，把高附加值的油脂层回收，残余部分，用粉碎机，粉碎得到粘稠状浆料备用；在5重量份聚醋酸乙烯树脂中，在高速分散机搅拌下慢慢加入：8份步骤(1)制得的生物质粉末，2重量份步骤(2)制得的粘稠状浆，2重量份水，8份无机填料(轻钙，重钙，滑石粉，硫酸钡，石英粉，二氧化硅，高领土中的一种或多种)，0.5份触变剂(无机类，纤维素类，乙烯类，聚丙烯酸类，聚氨酯类或聚酰胺类的一种或多种，纤维素类包含羟甲基剂纤维素，羟乙基剂纤维素，羧基甲基剂纤维素。乙烯类包括聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮。聚丙烯酸类包括聚丙烯酸盐，聚丙烯酸(甲基)丙烯酸酯共聚物。聚氨酯类包括聚醚改性聚氨酯，聚氧化乙烯聚氨酯共聚物，聚酰胺类为聚酰胺盐蜡)；2重量份的杀虫剂和2重量份的杀菌剂。

最终混合物在1000转/分钟高速搅拌15分钟，得到液体地膜。用1500ML水稀释后喷施在土面，物理实验结果如表一中的(2)：

实施例3：

步骤(1)：把生物质材料包括秸秆，杂草和/或枯树叶用机器粉碎成10目粉备用；步骤(2)取一定质量餐厨垃圾，按照其重量的50％加入水，煮沸20分钟后，通过油水分离，把高附加值的油脂层回收，残余部分，用粉碎机，粉碎得到粘稠状浆料备用；在45重量份聚醋酸乙烯树脂中，在高速分散机搅拌下慢慢加入：80份步骤(1)制得的生物质粉末，2重量份步骤(2)制得的粘稠状浆，20重量份水，8份无机填料(轻钙，重钙，滑石粉，硫酸钡，石英粉，二氧化硅，高领土中的一种或多种)，份触变剂(无机类，纤维素类，乙烯类，聚丙烯酸类，聚氨酯类或聚酰胺类的一种或多种，纤维素类包含羟甲基剂纤维素，羟乙基剂纤维素，羧基甲基剂纤维素。乙烯类包括聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮。聚丙烯酸类包括聚丙烯酸盐，聚丙烯酸(甲基)丙烯酸酯共聚物。聚氨酯类包括聚醚改性聚氨酯，聚氧化乙烯聚氨酯共聚物，聚酰胺类为聚酰胺盐蜡)；8重量份的杀虫剂和8重量份的杀菌剂。

最终混合物在1000转/分钟高速搅拌15分钟，得到液体地膜。用1500ML水稀释后喷施在土面，物理实验结果如表一中的(2)：

实施例4：

步骤(1)：把生物质材料包括秸秆，杂草和/或枯树叶用机器粉碎成60目粉备用；步骤(2)取一定质量餐厨垃圾，按照其重量的45％加入水，煮沸30分钟后，通过油水分离，把高附加值的油脂层回收，残余部分，用粉碎机，粉碎得到粘稠状浆料备用；在25重量份聚醋酸乙烯树脂中，在高速分散机搅拌下慢慢加入：40份步骤(1)制得的生物质粉末，2重量份步骤(2)制得的粘稠状浆，12重量份水，45份无机填料(轻钙，重钙，滑石粉，硫酸钡，石英粉，二氧化硅，高领土中的一种或多种)，1.5份触变剂(无机类，纤维素类，乙烯类，聚丙烯酸类，聚氨酯类或聚酰胺类的一种或多种，纤维素类包含羟甲基剂纤维素，羟乙基剂纤维素，羧基甲基剂纤维素。乙烯类包括聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮。聚丙烯酸类包括聚丙烯酸盐，聚丙烯酸(甲基)丙烯酸酯共聚物。聚氨酯类包括聚醚改性聚氨酯，聚氧化乙烯聚氨酯共聚物，聚酰胺类为聚酰胺盐蜡)；12重量份的杀虫剂和12重量份的杀菌剂。

最终混合物在1000转/分钟高速搅拌5分钟，得到液体地膜。用1500ML水稀释后喷施在土面，物理实验结果如表一中的(2)：

实施例5：

步骤(1)：把生物质材料包括秸秆，杂草和/或枯树叶用机器粉碎成100目粉备用；步骤(2)取一定质量餐厨垃圾，按照其重量的70％加入水，煮沸110分钟后，通过油水分离，把高附加值的油脂层回收，残余部分，用粉碎机，粉碎得到粘稠状浆料备用；在35重量份聚醋酸乙烯树脂中，在高速分散机搅拌下慢慢加入：35份步骤(1)制得的生物质粉末，2重量份步骤(2)制得的粘稠状浆，10重量份水，55份无机填料(轻钙，重钙，滑石粉，硫酸钡，石英粉，二氧化硅，高领土中的一种或多种)，1.8份触变剂(无机类，纤维素类，乙烯类，聚丙烯酸类，聚氨酯类或聚酰胺类的一种或多种，纤维素类包含羟甲基剂纤维素，羟乙基剂纤维素，羧基甲基剂纤维素。乙烯类包括聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮。聚丙烯酸类包括聚丙烯酸盐，聚丙烯酸(甲基)丙烯酸酯共聚物。聚氨酯类包括聚醚改性聚氨酯，聚氧化乙烯聚氨酯共聚物，聚酰胺类为聚酰胺盐蜡)；20重量份的杀虫剂和20重量份的杀菌剂。

最终混合物在800转/分钟高速搅拌25分钟，得到液体地膜。用1500ML水稀释后喷施在土面，物理实验结果如表一中的(2)：

实施例6：

步骤(1)：把生物质材料包括秸秆，杂草和/或枯树叶用机器粉碎成20目粉备用；步骤(2)取一定质量餐厨垃圾，按照其重量的30％加入水，煮沸120分钟后，通过油水分离，把高附加值的油脂层回收，残余部分，用粉碎机，粉碎得到粘稠状浆料备用；在45重量份聚醋酸乙烯树脂中，在高速分散机搅拌下慢慢加入：8份步骤(1)制得的生物质粉末，2重量份步骤(2)制得的粘稠状浆，20重量份水，80份无机填料(轻钙，重钙，滑石粉，硫酸钡，石英粉，二氧化硅，高领土中的一种或多种)，2份触变剂(无机类，纤维素类，乙烯类，聚丙烯酸类，聚氨酯类或聚酰胺类的一种或多种，纤维素类包含羟甲基剂纤维素，羟乙基剂纤维素，羧基甲基剂纤维素。乙烯类包括聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮。聚丙烯酸类包括聚丙烯酸盐，聚丙烯酸(甲基)丙烯酸酯共聚物。聚氨酯类包括聚醚改性聚氨酯，聚氧化乙烯聚氨酯共聚物，聚酰胺类为聚酰胺盐蜡)；20重量份的杀虫剂和20重量份的杀菌剂。

最终混合物在1200转/分钟高速搅拌8分钟，得到液体地膜。用1500ML水稀释后喷施在土面，物理实验结果如表一中的(2)：

表1

Claims (10)

1.一种利用餐厨垃圾和生物质材料制备可降解液体地膜的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)把生物质材料包括秸秆，杂草和/或枯树叶用机器粉碎成10-100目(优选50目)粉备用；

(2)取一定质量餐厨垃圾，按照其重量的30％-70％加入水，煮沸20分钟至120分钟(优选80分钟)后，通过油水分离，把高附加值的油脂层回收，残余部分，用粉碎机，粉碎得到粘稠状浆料备用；

(3)在5-45重量份水性树脂中，在高速分散机搅拌下慢慢加入：8-80份步骤(1)制得的生物质粉末，2-20重量份步骤(2)制得的粘稠状浆，2-20重量份水，8-80份无机填料，0.5-2份触变剂；分散均匀后包装即得到可以用水稀释喷涂使用的液体地膜。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：上述步骤(3)中还可以包括2-20重量份的杀虫剂和2-20重量份的杀菌剂。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述水性树脂为聚醋酸乙烯树脂，聚乙烯醇树脂，聚丙烯酸树脂，醇酸树脂的一种或多种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的无机填料为，轻钙，重钙，滑石粉，硫酸钡，石英粉，二氧化硅，高领土中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的触变剂为无机类，纤维素类，乙烯类，聚丙烯酸类，聚氨酯类或聚酰胺类的一种或多种。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：无机类包含：硅酸盐，蒙脱土。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：纤维素类包含羟甲基剂纤维素，羟乙基剂纤维素，羧基甲基剂纤维素。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：乙烯类包括聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于：聚丙烯酸类包括聚丙烯酸盐，聚丙烯酸(甲基)丙烯酸酯共聚物；聚氨酯类包括聚醚改性聚氨酯，聚氧化乙烯聚氨酯共聚物，聚酰胺类为聚酰胺盐蜡。

10.如权利要求1-9所述方法制备的产品。