CN105461966A - 一种多功能可降解腐殖酸液态地膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能可降解腐殖酸液态地膜,按照质量份包括以下组分:改性纤维素5份-20份,煤0.01份-10份,水40份-80份,成膜剂5份-10份,交联剂3份-10份,表面活性剂0.001份-1份,引发剂0.01份-1份,化肥0份-2份,除草剂0份-1份。本发明还公开了一种多功能可降解腐殖酸液态地膜的制备方法,采用本方法制备得到的多功能可降解腐殖酸液态地膜,使用方便,喷洒后即可在土壤表面形成膜结构,强度接近普通塑料地膜,能起到很好的覆盖作用,而且具有一般光降解和生物降解的作用,在使用后可以完全降解,避免了白色污染,还能为土壤提供有机肥和无机肥。
Description
技术领域
本发明属于农用地膜技术领域,具体涉及一种多功能可降解腐殖酸液态地膜。
背景技术
农用塑料地膜覆盖技术的广泛应用,对提高农作物产量起到了重要作用。然而塑料地膜的降解时间长达200-300年,长期使用给生态环境造成了严重的“白色污染”。因此,关于可降解地膜的研究引起了人们的极大兴趣,开发出了各种各样的可降解地膜,按其形态可分为固体地膜和液体地膜。固体地膜相对普通塑料地膜较厚,价格较高,绝大多数还难以完全降解,其应用受到一定限制。液态地膜由于其降解性能好,已有开发和试用。如中国专利CN1209443提到的喷洒隐性地膜是羟基氯丁醇胶乳树脂溶液,喷洒时由于无色无法控制成膜质量,且成本较高,未见投入实际使用。中国专利CN1459471A提到的多功能可降解黑色液态地膜,喷洒后,在地表形成油状薄膜,但膜的强度较低,实际效果不好。
发明内容
本发明的目的是提供一种多功能可降解腐殖酸液态地膜,解决了现有液态地膜技术中存在的成本较高、来源受限、实用性差的问题。
本发明的另一目的是提供一种多功能可降解腐殖酸液态地膜的制备方法。
本发明所采用的第一技术方案是,一种多功能可降解腐殖酸液态地膜,按照质量份包括以下组分:改性纤维素5份-20份,煤0.01份-10份,水40份-80份,成膜剂5份-10份,交联剂3份-10份,表面活性剂0.001份-1份,引发剂0.01份-1份,化肥0份-2份,除草剂0份-1份。
进一步地,成膜剂为乙二醇、丙三醇、改性纤维素中的一种或多种的混合物。
进一步地,煤为褐煤、风化煤以及它们氧化、硝化产物中的一种或多种的混合物。
进一步地,改性纤维素是羧甲基纤维素、羧乙基纤维素和羟丙基纤维素中的一种或多种的混物。
进一步地,表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合物。
进一步地,交联剂为三乙醇胺或六甲氧基三聚氰胺;所述引发剂为对甲基苯磺酸;所述化肥为施可丰缓释肥。
本发明所采用的第二技术方案是,一种多功能可降解腐殖酸液态地膜的制备方法,包括以下步骤:
1)称量:按照质量份称量以下组分:改性纤维素5份-20份,煤0.01份-10份,水40份-80份,成膜剂5份-10份,交联剂3份-10份,表面活性剂0.001份-1份,引发剂0.01份-1份,化肥0份-2份,除草剂0份-1份;
2)将成称量好的煤粉碎至50-300目,用酸处理30分钟,用碱中和,然后用焦磷酸钠碱液水浴抽提1-3个小时,冷却过滤,过滤液中和至中性,取上层清液,得到腐殖酸溶液;
3)用上层清液溶解的改性纤维素,于50-80℃糊化30-40分钟;
4)依次加入交联剂、成膜剂和引发剂;所得溶液在90-150℃下搅拌聚合1-3个小时;
5)在步骤4)中的聚合液中加入表面活性剂、化肥和除草剂,得到多功能可降解腐殖酸液态地膜。
进一步地,步骤2)中的酸为质量浓度为30%的硝酸。
进一步地,步骤2)中的碱为质量浓度为50%的氢氧化钠。
进一步地,焦磷酸钠碱液为将15g结晶Na4P2O7.10H2O和10g氢氧化钠溶于1000mL水中,其浓度为2.15%。
本发明的有益效果是:
本发明通过选择特定类型交联剂和配比优化,达到控制交联强度目的。获得适宜的交联强度、既满足地膜保苗保墒的短期作用(40天左右),又能在使用后较快降解。
交联剂选择三乙醇胺或六甲氧基三聚氰胺,制备得到的多功能可降解腐殖酸液态地膜在土壤中具有不错的降解性能。埋在土壤中6周后,其重量损失达到67.83%,此时已经不能测定其抗张强度。7周容易碎裂成小块分散在土壤中。
1.使用方便,喷洒后即可在土壤表面形成膜结构,强度接近普通塑料地膜,能起到很好的覆盖作用,而且具有一般光降解和生物降解的作用,在使用后可以完全降解,避免了白色污染,还能为土壤提供有机肥和无机肥。
2.采用改性纤维素和廉价的煤为原料,大大降低了可降解地膜的生产成本,提高了地膜的吸热保墒性能,合理利用了资源,具有很好的市场前景。
3.本发明所得的产品浓度高,便于储存运输。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种多功能可降解腐殖酸液态地膜,按照质量份包括以下组分:改性纤维素5份-20份,煤0.01份-10份,水40份-80份,成膜剂5份-10份,交联剂3份-10份,表面活性剂0.001份-1份,引发剂0.01份-1份,化肥0份-2份,除草剂0份-1份。
其中,成膜剂为乙二醇、丙三醇、改性纤维素中的一种或多种的混合物。煤为褐煤、风化煤以及它们氧化、硝化产物中的一种或多种的混合物。改性纤维素是羧甲基纤维素、羧乙基纤维素和羟丙基纤维素中的一种或多种的混物。表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合物。交联剂为三乙醇胺或六甲氧基三聚氰胺;所述引发剂为对甲基苯磺酸;所述化肥为施可丰缓释肥。所述除草剂为草甘膦、巨星、禾大壮等非正离子型活性基除草剂中的一种。
增塑剂(成膜剂)以甘油(丙三醇)和山梨醇效果比较好,乙二醇的效果比较差。主要原因是因为乙二醇分子结构中含有的羟基少,结合的水分子就比较少,成膜脆,质地比较硬,抗张强度较低。山梨醇是六元醇,甘油是三元醇,结合水分较多,地膜性能比较好,但是二者抗张强度差异比较显著。由于山梨醇的成本比甘油高,综合各种考虑,最终确定最佳的增塑剂是甘油(丙三醇)。
当甘油(丙三醇)的质量分数超过5.0%时,形成的膜质地就非常柔软,并且会有少量甘油析出,数据不容易测出来;当甘油质量分数低于2.0%时,成膜就比较脆,容易发生断裂,其原因是结合的水份较少。当甘油的质量分数在2.0%~5.0%之间时,能够得到具有一定弹性的地膜。
本发明还提供一种多功能可降解腐殖酸液态地膜的制备方法,包括以下步骤:
1)称量:按照质量份称量以下组分:改性纤维素5份-20份,煤0.01份-10份,水40份-80份,成膜剂5份-10份,交联剂3份-10份,表面活性剂0.001份-1份,引发剂0.01份-1份,化肥0份-2份,除草剂0份-1份;
2)将成称量好的煤粉碎至50-300目,用酸处理30分钟,用碱中和,然后用焦磷酸钠碱液水浴抽提1-3个小时,冷却过滤,过滤液中和至中性,取上层清液;其中,酸为质量浓度为30%的硝酸;碱为质量浓度为50%的氢氧化钠;焦磷酸钠碱液为将15g结晶Na4P2O7.10H2O和10g氢氧化钠溶于1000mL水中,其浓度为2.15%。
3)用上层清液溶解的改性纤维素,于50-80℃糊化30-40分钟;
4)依次加入交联剂、成膜剂和引发剂;所得溶液在90-150℃下搅拌聚合1-3个小时;
5)在步骤4)中的聚合液中加入表面活性剂、化肥和除草剂,得到多功能可降解腐殖酸液态地膜。
实施例1
1)将2克研磨至200目的褐煤,用30%的硝酸溶液将其氧化30分钟后,用氢氧化钠中和,再用焦磷酸钠碱液抽提2小时,过滤后清液用盐酸中和,蒸发浓缩得到腐殖酸溶液60mL。
2)将5克羧甲基纤维素分散到腐殖酸溶液中,在60℃条件下搅拌糊化30分钟,然后加入六甲氧基三聚氰胺4克,丙三醇3mL,对甲苯磺酸1克,十二烷基硫酸钠0.3克,所得溶液于130℃下搅拌聚合1小时,最后加入化肥0.1克,除草剂0.01克,得本发明多功能可降解腐殖酸液态地膜。
实施例2
1)将3克研磨至150目的褐煤,用35%的硝酸溶液将其氧化30分钟后,用氢氧化钠中和,再用焦磷酸钠碱液抽提2小时,过滤后清液用盐酸中和,蒸发浓缩得到腐殖酸溶液65mL。
2)将6克羟丙基纤维素分散到腐植酸溶液中,在70℃条件下搅拌糊化40分钟,然后加入六甲氧基三聚氰胺4.5克,丙三醇3mL,对甲苯磺酸1克,十六烷基硫酸钠0.3克,所得溶液于120℃下搅拌聚合1小时,最后加入化肥0.15克,得本发明多功能可降解腐殖酸液态地膜。
实施例3
1)将3克研磨至200目的风化煤,用40%的硝酸溶液将其氧化40分钟后,用氢氧化钠中和,再用焦磷酸钠碱液抽提1.5小时,过滤后清液用盐酸中和,蒸发浓缩得到腐殖酸溶液60mL。
2)将8克羧甲基纤维素分散到腐植酸溶液中,在65℃条件下搅拌糊化45分钟,然后加入乙二醇3mL,三乙醇胺3mL,过硫酸钾1.5克,十二烷基硫酸钠0.2克,所得溶液于130℃下搅拌聚合1.5小时,最后加入除草剂0.01克,得本发明多功能可降解腐殖酸液态地膜。
实施例4
1)将1千克研磨至250目的风化煤,用35%的硝酸溶液将其氧化35分钟后,用氢氧化钠中和,再用焦磷酸钠碱液抽提2小时,过滤后清液用盐酸中和,蒸发浓缩得到腐殖酸溶液2.8L。
2)将2.8千克羟乙基纤维素分散到腐植酸溶液中,在65℃条件下搅拌糊化40分钟,然后加入六甲氧基三聚氰胺0.8千克,乙二醇1.2L,对甲苯磺酸0.6千克,十二烷基苯磺酸钠0.8千克,所得溶液于120℃下搅拌聚合2小时,最后加入化肥0.05千克,除草剂0.004千克,得本发明多功能可降解腐殖酸液态地膜。
实施例5
一种多功能可降解腐殖酸液态地膜的制备方法,包括以下步骤:
1)称量:按照质量份称量以下组分:羟丙基纤维素5份,风化煤10份,水40份,丙三醇10份,六甲氧基三聚氰胺3份,十二烷基苯磺酸钠1份,对甲基苯磺酸0.01份,施可丰缓释肥2份,除草剂1份;
2)将成称量好的风化煤粉碎至50目,用酸处理30分钟,用碱中和,然后用焦磷酸钠碱液水浴抽提1个小时,冷却过滤,过滤液中和至中性,取上层清液;
3)用上层清液溶解的羟丙基纤维素,于50℃糊化30分钟;
4)依次加入六甲氧基三聚氰胺、丙三醇和对甲基苯磺酸;所得溶液在150℃下搅拌聚合3个小时;
5)在步骤4)中的聚合液中加入十二烷基苯磺酸钠、化肥除草剂,得到多功能可降解腐殖酸液态地膜。
实施例6
一种多功能可降解腐殖酸液态地膜的制备方法,包括以下步骤:
1)称量:按照质量份称量以下组分:羧乙基纤维素20份,褐煤0.01份,水80份,乙二醇5份,三乙醇胺10份,十六烷基硫酸钠0.001份,对甲基苯磺酸1份,施可丰缓释肥0份,草甘膦0份;
2)将成称量好的煤粉碎至300目,用酸处理30分钟,用碱中和,然后用焦磷酸钠碱液水浴抽提3个小时,冷却过滤,过滤液中和至中性,取上层清液;
3)用上层清液溶解的羧乙基纤维素,于80℃糊化40分钟;
4)依次加入三乙醇胺、乙二醇和对甲基苯磺酸;所得溶液在90℃下搅拌聚合1个小时;
5)在步骤4)中的聚合液中加入十六烷基硫酸钠、施可丰缓释肥、草甘膦,得到多功能可降解腐殖酸液态地膜。
实施例1的产品在玉米地地面用温水稀释3倍,然后喷洒成膜。该膜30天开裂,90天完全降解。
实施例2的产品在玉米地地面用温水稀释2.5倍,然后喷洒成膜。该膜40天开裂,100天完全降解。
实施例3的产品在花生地地面用温水稀释1.5倍,然后喷洒成膜。该膜50天开裂,120天完全降解。
实施例4的产品在花生地地面用温水稀释2倍,然后喷洒成膜。该膜45天开裂,110天完全降解。
实施例5的产品在花生地地面用温水稀释1.5倍,然后喷洒成膜。该膜40天开裂,115天完全降解。
实施例6的产品在花生地地面用温水稀释1.8倍,然后喷洒成膜。该膜42天开裂,105天完全降解。
Claims (10)
1.一种多功能可降解腐殖酸液态地膜,其特征在于,按照质量份包括以下组分:改性纤维素5份-20份,煤0.01份-10份,水40份-80份,成膜剂5份-10份,交联剂3份-10份,表面活性剂0.001份-1份,引发剂0.01份-1份,化肥0份-2份,除草剂0份-1份。
2.根据权利要求1所述的多功能可降解腐殖酸液态地膜,其特征在于,所述成膜剂为乙二醇、丙三醇、改性纤维素中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的多功能可降解腐殖酸液态地膜,其特征在于,所述煤为褐煤、风化煤以及它们氧化、硝化产物中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的多功能可降解腐殖酸液态地膜,其特征在于,所述改性纤维素是羧甲基纤维素、羧乙基纤维素和羟丙基纤维素中的一种或多种的混物。
5.根据权利要求1所述的多功能可降解腐殖酸液态地膜,其特征在于,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的多功能可降解腐殖酸液态地膜,其特征在于,所述交联剂为三乙醇胺或六甲氧基三聚氰胺;所述引发剂为对甲基苯磺酸;所述化肥为施可丰缓释肥。
7.一种多功能可降解腐殖酸液态地膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)称量:按照质量份称量以下组分:改性纤维素5份-20份,煤0.01份-10份,水40份-80份,成膜剂5份-10份,交联剂3份-10份,表面活性剂0.001份-1份,引发剂0.01份-1份,化肥0份-2份,除草剂0份-1份;
2)将成称量好的煤粉碎至50-300目,用酸处理30分钟,用碱中和,然后用焦磷酸钠碱液水浴抽提1-3个小时,冷却过滤,过滤液中和至中性,取上层清液,得到腐殖酸溶液;
3)用上层清液溶解的改性纤维素,于50-80℃糊化30-40分钟;
4)依次加入交联剂、成膜剂和引发剂;所得溶液在90-150℃下搅拌聚合1-3个小时;
5)在步骤4)中的聚合液中加入表面活性剂、化肥和除草剂,得到多功能可降解腐殖酸液态地膜。
8.根据权利要求7所述的多功能可降解腐殖酸液态地膜的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中的酸为质量浓度为30%的硝酸。
9.根据权利要求7所述的多功能可降解腐殖酸液态地膜的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中的碱为质量浓度为50%的氢氧化钠。
10.根据权利要求7所述的多功能可降解腐殖酸液态地膜的制备方法,其特征在于,所述焦磷酸钠碱液为将15g结晶Na4P2O7.10H2O和10g氢氧化钠溶于1000mL水中,其浓度为2.15%。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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