CN105175793A - 一种含有微硅粉的地膜材料及其制备方法 - Google Patents

一种含有微硅粉的地膜材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有微硅粉的地膜材料，其包括按重量百分比计的如下组分：5％～30％的微硅粉、1％～10％的淀粉、1％～10％的有机硅、1％～10％的乳化剂；余量为水。其制备方法包括步骤：S101、按比例将微硅粉、淀粉、有机硅、乳化剂和水搅拌混合；S102、将步骤S101得到的混合溶液在85℃～100℃的条件下加热5～15分钟；S103、将步骤S102加热后的混合溶液自然冷却，得到液体状的地膜材料。该地膜材料的配方简单，成本低；其制备工艺简单，适于大规模的工业化生产；该地膜材料喷洒于地表表面形成地膜，具有保温保水的作用，适宜作物生长，且使用一段时间后自然降解，对环境和土壤污染性较小。

Description

一种含有微硅粉的地膜材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及农业用具技术领域，具体涉及一种含有微硅粉的地膜材料及其制备方法。
背景技术
地膜具有保温、保水、防霜冻等作用，在农业生产中得到广泛应用。目前国内外农业生产中使用的地膜大多为塑料地膜，其生产方法是将聚氯乙烯等原料用加热设备融解，加入多种改性添加剂后，经吹塑或拉塑机械制成一定厚度的薄膜。在使用时用薄膜器或人工覆盖于地表，以达到保水、保温的目的。现有的塑料地膜存在下列问题：1、由于塑料膜分解时间在200年以上，使用后收集废料费工费力，造成大量污染，国内外称之为环境的“白色污染”。2、在生产过程中，其融化设备使用大量电力，造成能源浪费。据农业环境监测站调查的结果显示：玉米地每年使用塑料薄膜45kg/hm2，使用1年残留量为26.55kg/hm2，连续使用3年残留量为32.85kg/hm2，连续使用5年残留量为42.45kg/hm2，连续使用8年残留量为86.10kg/hm2，平均残留量为10.76kg/hm2，残留率为23.90％。塑料地膜的残留会对土壤的物理性能造成不利的影响，同时造成环境污染。
基于塑料地膜存在的缺陷，目前业内开发出了液体地膜，其主要是以可生物降解高分子材料、富含腐殖酸的有机物废液或煤粉、植物秸秆为原料，通过添加各种助剂、肥料、除草剂等制成黑色或棕褐色的乳状悬浮液，喷洒在土壤表面形成一层薄膜，起到地膜作用。但是，现在已研发的液体地膜还没有形成产业化，原因主要液体地膜成膜后强度不够，容易破膜开裂，尤其是下雨天对其有较大的破坏；并且由于强度不足，其成膜周期性短，保温保水性能差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种含有微硅粉的地膜材料及其制备方法，该地膜材料为液体地膜材料，通过添加有微硅粉，可以提高地膜成膜后的强度，具有很好的保温、保水的作用，促进作物生长能力，并且使用一段时间后可自然降解，对环境和土壤污染性较小。
为了达到上述的发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种含有微硅粉的地膜材料，其包括按重量百分比计的如下组分：5％～30％的微硅粉、1％～10％的淀粉、1％～10％的有机硅、1％～10％的乳化剂；余量为水。
其中，所述微硅粉为冶炼硅铁合金或工业硅时产生的SiO2和Si气体，与空气中的氧气氧化并冷凝而形成的微纳米级微硅粉粉体。
其中，所述微硅粉的粒径为0.1～1μm。
其中，所述微硅粉的粒径为0.1～0.5μm。
其中，所述淀粉选自洋芋淀粉、红薯淀粉、小麦淀粉中的一种或多种。
其中，所述有机硅选自硅烷偶联剂、生物活性有机硅、硅油、高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶和硅树脂中的一种或多种。
其中，所述乳化剂为OP-10乳化剂。
其中，所述地膜材料通过喷洒设备喷洒于地表表面形成地膜。
如上所述的含有微硅粉的地膜材料的制备方法，其包括步骤：S101、按比例将所述微硅粉、淀粉、有机硅、乳化剂和水搅拌混合；S102、将步骤S101得到的混合溶液在85℃～100℃的条件下加热5～15分钟；S103、将步骤S102加热后的混合溶液自然冷却，得到液体状的地膜材料。
优选地，步骤S102中加热的时间为5～10分钟。
有益效果：
本发明实施例提供的地膜材料及其制备方法，该地膜材料为液体地膜材料，其配方简单，成本低，通过添加有微硅粉，可以提高地膜成膜后的强度；其制备工艺简单，适于大规模的工业化生产；该地膜材料喷洒于地表表面形成地膜，具有很好的保温、保水的作用，促进作物生长能力，并且使用一段时间后可自然降解，对环境和土壤污染性较小。
附图说明
图1是本发明实施例提供的地膜材料的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
如前所述，本发明的目的是为了提供一种具有保温、保水的作用并且易于降解，对环境的污染小的液体地膜，同时还要提高液体地膜的强度。为此，本发明实施例提供了一种含有微硅粉的地膜材料，其包括按重量百分比计的如下组分：5％～30％的微硅粉、1％～10％的淀粉、1％～10％的有机硅、1％～10％的乳化剂；余量为水。包含有微硅粉的液体地膜材料，可以提高地膜成膜后的强度，可以在农业生产中大规模地产业化生产。
其中，所述微硅粉为冶炼硅铁合金或工业硅时产生的SiO2和Si气体，与空气中的氧气氧化并冷凝而形成的微纳米级微硅粉粉体。微硅粉的粒径可以选择为0.1～1μm之间。更为优选的粒径范围是0.1～0.5μm。
其中，所述淀粉选自洋芋淀粉、红薯淀粉、小麦淀粉中的一种或多种。
其中，所述有机硅选自硅烷偶联剂、生物活性有机硅、硅油、高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶和硅树脂中的一种或多种。
其中，所述乳化剂优选为OP-10乳化剂。
如图1所示，如上所述的含有微硅粉的地膜材料的制备方法包括步骤：
S101、按比例将所述微硅粉、淀粉、有机硅、乳化剂和水搅拌混合。
S102、将步骤S101得到的混合溶液在85℃～100℃的条件下加热5～15分钟。其中，加热时间更为优选的是5～10分钟。
S103、将步骤S102加热后的混合溶液自然冷却，得到液体状的地膜材料。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将用实施例对本发明做进一步说明。这些具体的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
实施例1
以总量为100份的重量计算：取10份微硅粉、2份淀粉、1.5份有机硅、3份OP-10乳化剂，余量为水。按照上述比例配置物料后，搅拌混合均匀，将混合均匀的物料在85℃的条件下加热5分钟，自然冷却得到得到液体状的地膜材料。其中微硅粉为的微纳米级微硅粉粉体，其粒径约在0.1～1μm之间。
本实施例中，淀粉选用洋芋淀粉，有机硅选用硅烷偶联剂。
将上述得到的液体状地膜材料通过喷洒设备喷洒于地表表面形成地膜。经过实际实验验证，该地膜的成膜周期更长，并且使用一段时间后，可自然降解。
实施例2
以总量为100份的重量计算：取20份微硅粉、5份淀粉、3份有机硅、1份OP-10乳化剂，余量为水。按照上述比例配置物料后，搅拌混合均匀，将混合均匀的物料在90℃的条件下加热6分钟，自然冷却得到得到液体状的地膜材料。其中微硅粉为的微纳米级微硅粉粉体，其粒径约在0.1～5μm之间。
本实施例中，淀粉选用小麦淀粉，有机硅选用高温硫化硅橡胶。
将上述得到的液体状地膜材料通过喷洒设备喷洒于地表表面形成地膜。经过实际实验验证，该地膜的成膜周期更长，并且使用一段时间后，可自然降解。
实施例3
以总量为100份的重量计算：取30份微硅粉、10份淀粉、1份有机硅、5份OP-10乳化剂，余量为水。按照上述比例配置物料后，搅拌混合均匀，将混合均匀的物料在100℃的条件下加热10分钟，自然冷却得到得到液体状的地膜材料。其中微硅粉为的微纳米级微硅粉粉体，其粒径约在0.1～5μm之间。
本实施例中，淀粉选用小麦淀粉，有机硅选用高温硫化硅橡胶。
将上述得到的液体状地膜材料通过喷洒设备喷洒于地表表面形成地膜。经过实际实验验证，该地膜的成膜周期更长，并且使用一段时间后，可自然降解。
实施例4
以总量为100份的重量计算：取5份微硅粉、1份淀粉、8份有机硅、10份OP-10乳化剂，余量为水。按照上述比例配置物料后，搅拌混合均匀，将混合均匀的物料在90℃的条件下加热8分钟，自然冷却得到得到液体状的地膜材料。其中微硅粉为的微纳米级微硅粉粉体，其粒径约在0.1～5μm之间。
本实施例中，淀粉选用红薯淀粉，有机硅选用硅油。
将上述得到的液体状地膜材料通过喷洒设备喷洒于地表表面形成地膜。经过实际实验验证，该地膜的成膜周期更长，并且使用一段时间后，可自然降解。
实施例5
以总量为100份的重量计算：取25份微硅粉、10份淀粉、10份有机硅、6份OP-10乳化剂，余量为水。按照上述比例配置物料后，搅拌混合均匀，将混合均匀的物料在90℃的条件下加热15分钟，自然冷却得到得到液体状的地膜材料。其中微硅粉为的微纳米级微硅粉粉体，其粒径约在0.1～5μm之间。
本实施例中，淀粉选用红薯淀粉和小麦淀粉按1：1比例的混合物(在另外的一些实施例中，可按任意比例混合)，有机硅选用生物活性有机硅和硅树脂按1：1比例的混合物(在另外的一些实施例中，可按任意比例混合)。
将上述得到的液体状地膜材料通过喷洒设备喷洒于地表表面形成地膜。经过实际实验验证，该地膜的成膜周期更长，并且使用一段时间后，可自然降解。
本发明实施例提供的地膜材料，其原料之一为微硅粉，微硅粉的加入提供了成膜后地膜的强度，成膜周期更长，经过实际实验验证，地膜的强度可以比现有技术提高50％左右。其中，所使用的微硅粉是冶炼硅铁合金或工业硅时产生的SiO2和Si气体，与空气中的氧气氧化并冷凝而形成的微纳米级微硅粉粉体，该微硅粉是一种工业生产中的尾气回收物，价格低廉。该地膜材料的配方简单，成本低，并且其制备工艺简单，不需要昂贵的生产设备，适于大规模的工业化生产。进一步地，该地膜材料喷洒于地表表面形成地膜，具有很好的保温、保水的作用，促进作物生长能力，并且使用一段时间后，在太阳光的照射以及降水条件下或浇水条件下，原料中的有机硅、淀粉和OP乳化剂材料分解后被植物吸收，微硅粉进入土壤起到改良作土壤作用，对环境和土壤污染性较小。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种含有微硅粉的地膜材料，其特征在于，包括按重量百分比计的如下组分：5％～30％的微硅粉、1％～10％的淀粉、1％～10％的有机硅、1％～10％的乳化剂；余量为水。
2.根据权利要求1所述的地膜材料，其特征在于，所述微硅粉为冶炼硅铁合金或工业硅时产生的SiO2和Si气体，与空气中的氧气氧化并冷凝而形成的微纳米级微硅粉粉体。
3.根据权利要求1或2所述的地膜材料，其特征在于，所述微硅粉的粒径为0.1～1μm。
4.根据权利要求1或2所述的地膜材料，其特征在于，所述微硅粉的粒径为0.1～0.5μm。
5.根据权利要求1所述的地膜材料，其特征在于，所述淀粉选自洋芋淀粉、红薯淀粉、小麦淀粉中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的地膜材料，其特征在于，所述有机硅选自硅烷偶联剂、生物活性有机硅、硅油、高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶和硅树脂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的地膜材料，其特征在于，所述乳化剂为OP-10乳化剂。
8.根据权利要求1所述的地膜材料，其特征在于，所述地膜材料通过喷洒设备喷洒于地表表面形成地膜。
9.如权利要求1-8任一所述的含有微硅粉的地膜材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S101、按比例将所述微硅粉、淀粉、有机硅、乳化剂和水搅拌混合；
S102、将步骤S101得到的混合溶液在85℃～100℃的条件下加热5～15分钟；
S103、将步骤S102加热后的混合溶液自然冷却，得到液体状的地膜材料。
10.根据权利要求9所述的地膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S102中加热的时间为5～10分钟。
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