CN105669312A - 一种黑色液态肥料地膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农用液态地膜领域，公开了一种黑色液态肥料地膜及其制备方法。液态地膜由下列物质制得：沥青，海藻浓缩液，聚乙烯醇，羧甲基纤维素，丝蛋白粉，增氧剂，无机肥粒子，烷基二胺，吐温，水。制备方法为：将沥青加热至150-190℃并进行搅拌；将海藻浓缩液，聚乙烯醇，羧甲基纤维素，丝蛋白粉，增氧剂，无机肥粒子，烷基二胺，吐温添加到水中搅拌均匀，并加热至45-65℃；将步骤1)和步骤2)制得的物料混合均匀后进行研磨，即制得黑色液态肥料地膜。本发明的液态地膜在使用后，在地表的成膜效果好，能够改善土壤结构，保水、保温、保墒效果出色，容易降解，且具有增肥，促进农作物根系生长的功能。

Description

一种黑色液态肥料地膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及农用液态地膜领域，尤其涉及一种黑色液态肥料地膜及其制备方法。

背景技术

在农作物种植过程中，通常会在农作物种植后在地表上覆盖塑料地膜，起到保温、保湿作用，从而使农作物早出苗、早熟和提高产量。传统的塑料地膜在运输、覆膜、收膜时较为麻烦，影响效率。此外，塑料地膜容易被风吹跑，影响农作物生长。而且塑料地膜容易破碎，碎片残留在土壤中后回收困难，不易降解，造成土壤受污染，导致土壤结块板结，肥力下降。

授权公告号为CN103613460B，申请日为2011年11月25日的中国发明专利公开了一种液态地膜功能、制备及其使用方法。其主要技术方案为：取污泥，加入由水溶解的三氯异氰尿酸构成的灭菌剂除臭灭菌；然后加入腐殖酸原粉、无机盐和水混合搅拌均质后，再通过研磨、反应制成膏状体构成的母料；取聚丙烯酰胺及其衍生物、木质素磺酸盐或/和纤维素衍生物构成具有成膜、渗透、分散、螯合和保水性能的子料；使用时由水将上述子料溶解，再将其加入母料中搅拌制成粥状体，然后再加入水搅拌稀释均匀，即可由喷雾器喷洒形成地膜。由污泥为主料制备液态地膜，不仅基本解决了污泥处理的难题，更主要的是使其变废为宝可以大大培肥地力，并有增温、保墒、促进作物生长之功能，实现消除“白色污染”，控制农业扬尘因子，改良土壤，节约水资源，农民增收节支，促进农业可持续发展。

上述技术方案的液态地膜在一定程度上解决了“白色污染”的问题，且利用污泥变废为宝，节能环保，但是该液态地膜的保水、保温效果不够理想，且功能性较为单一。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种黑色液态肥料地膜及其制备方法。本发明的海藻液态地膜在使用后，在地表的成膜效果好，能够改善土壤结构，保水、保温效果出色，容易降解，且具有增肥，促进农作物根系生长的功能。

本发明的具体技术方案为：一种黑色液态肥料地膜，由下列质量份的物质组成：沥青80-120份，海藻浓缩液20-40份，聚乙烯醇3-5份，羧甲基纤维素3-5份，丝蛋白粉3-5份，增氧剂3-5份，无机肥粒子3-6份，烷基二胺1-3份，吐温1-3份，水80-100份。

本发明的黑色液态肥料地膜中，由于沥青、海藻浓缩液、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丝蛋白粉的存在，形成具有一定黏稠度的液体，在喷洒到土壤表面后，能够迅速形成一层凝胶状的膜，成膜后能够抑制土壤水分蒸发，热量散失，起到保水、保温的作用。该膜与土壤的粘附力强，可将土壤中的土颗粒联结成理想的团聚体，从而改善土壤结构，使土壤具有较好的通透性，适合农作物的生长。该液态地膜中海藻浓缩液、聚乙烯醇、羧甲基纤维素成分具有出色的保湿功能，与丝蛋白粉复配后且成膜性、粘结性好，且成膜后膜中具有无数的立体微细孔道，增加了土壤与外界的通透性，便于“呼吸换气”，但又不至于使热量迅速散发，特别适用于液态地膜的主要成分。烷基二胺为表面活性剂，能够增强沥青的溶解度，吐温能够增强液态地膜的乳化能力。该液态地膜喷洒后可自然降解，对环境无污染，绿色环保。

作为本技术方案的优选，所述海藻浓缩液由以下方法制得：将所述海藻切碎为海藻碎末，接着将海藻碎末添加到其100-200倍质量的沸水中蒸煮5-10min；然后将海藻碎末取出沥水，将其添加到10-20倍质量的焦磷酸钠溶液中，并超声波处理1-2h，制得海藻黏液；其中焦磷酸钠的质量浓度为3％，超声波处理温度为65-70℃，超声波功率为800-1200W，超声波频率为18-22kHz；向海藻黏液中滴加氢氧化钠溶液调至中性，最后将海藻黏液浓缩至固含量为30-50％的海藻浓缩液。

按上述方法提取得到的海藻浓缩液，具有丰富的海藻多糖以及其他活性物质，不仅成膜性、保湿性好，自身降解后也可作为土壤的调节剂，增强土壤肥力。

作为本技术方案的优选，所述丝蛋白粉由以下方法制得：将蚕丝浸没到6g/L的碳酸钾溶液中在96-98℃下进行脱胶40min，并且在20min时更换碳酸钾溶液，其中蚕丝与碳酸钾溶液的固液比为(2-3)g/100mL；脱胶后将蚕丝取出并用水洗净，在60℃下烘干，再将蚕丝添加到100-200倍质量的浓度为1-2wt％的氯化钙溶液中在94-96℃下溶解2-3h，溶解后自然冷却，滤去固体杂质，将滤液装入透析袋中，将透析袋放置于水中透析2-3天，最后将透析袋中液体真空干燥后制得丝蛋白粉。

上述方法制备的丝蛋白粉，纯度高，溶于水后粘性好，能够增强液态地膜成膜后的强度，且丝蛋白自身也可作为养分，提高土壤肥力。

作为本技术方案的优选，所述增氧剂由以下方法制得：将β-环糊精与水按质量比1：(1-2)混合后搅拌，使β-环糊精呈糊状，再将糊状的β-环糊精与过氧化脲、过碳酸钠中的一种按质量比1：(2-4)混合搅拌，在50-60℃下真空干燥，最后粉碎后制得增氧剂。

过氧化脲、过碳酸钠能够释放氧，将β-环糊精与过氧化脲、过碳酸钠复合后，β-环糊精能够将其进行包覆，由于过氧化脲、过碳酸钠易过度溶于水和受热而分解，有了β-环糊精的包覆，能够在一定程度上对过氧化脲、过碳酸钠起到保护、缓释作用，防止过氧化脲、过碳酸钠过快失效。且同时β-环糊精与水结合后呈糊状，易于与海藻浓缩液、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丝蛋白粉等物质相容。当液态地膜兑水喷洒后，增氧剂渗透进入土壤中，缓慢释放氧，时效长，能够促进农作物根部生长。

作为本技术方案的优选，所述无机肥粒子由以下方法制得：将无机肥溶于水中制得质量浓度为4-8％的无机肥液，将纳米凹凸棒土添加到无机肥液中进行超声波分散，再静置2-4h后过滤得到无机肥粒子。将无机肥溶于水后制成无机肥液，纳米凹凸棒土具有很强的吸附性，将其分散到无机肥液中能够对无机肥液进行吸附，与液态地膜其他成分一同添加水后，使无机肥液中的无机肥稳定性更好，喷洒后无机肥能够渗透进入土壤中，起到增肥作用，纳米凹凸棒土的具体加入量不限，保证其能饱和吸附无机肥液即可。

作为本技术方案的优选，所述无机肥选自选自尿素、氯化铵、硫胺、磷酸二铵、磷酸二氢钾、氯化钾中的至少三种。

一种黑色液态肥料地膜的制备方法，步骤为：

1)、将沥青加热至150-190℃并进行搅拌。

2)、将海藻浓缩液，聚乙烯醇，羧甲基纤维素，丝蛋白粉，增氧剂，无机肥粒子，烷基二胺，吐温添加到水中搅拌均匀，并加热至45-65℃。

3)、将步骤1)和步骤2)制得的物料混合均匀后进行研磨，即制得黑色液态肥料地膜。

与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明的黑色液态肥料地膜在使用后，在地表的成膜效果好，能够改善土壤结构，保水、保温、保墒效果出色，容易降解，且具有增肥，促进农作物根系生长的功能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

一种黑色液态肥料地膜，其特征在于，由下列质量份的物质组成：沥青100份，海藻浓缩液30份，聚乙烯醇4份，羧甲基纤维素4份，丝蛋白粉4份，增氧剂4份，无机肥粒子4.5份，烷基二胺2份，吐温-80为2份，水90份。

所述海藻浓缩液由以下方法制得：将所述海藻切碎为海藻碎末，接着将海藻碎末添加到其150倍质量的沸水中蒸煮7.5min；然后将海藻碎末取出沥水，将其添加到15倍质量的焦磷酸钠溶液中，并超声波处理1.5h，制得海藻黏液；其中焦磷酸钠的质量浓度为3％，超声波处理温度为67.5℃，超声波功率为1000W，超声波频率为20kHz；向海藻黏液中滴加氢氧化钠溶液调至中性，最后将海藻黏液浓缩至固含量为40％的海藻浓缩液。

所述丝蛋白粉由以下方法制得：将蚕丝浸没到6g/L的碳酸钾溶液中在97℃下进行脱胶40min，并且在20min时更换碳酸钾溶液，其中蚕丝与碳酸钾溶液的固液比为2.5g/100mL；脱胶后将蚕丝取出并用水洗净，在60℃下烘干，再将蚕丝添加到150倍质量的浓度为1.5wt％的氯化钙溶液中在95℃下溶解2.5h，溶解后自然冷却，滤去固体杂质，将滤液装入透析袋中，将透析袋放置于水中透析2.5天，最后将透析袋中液体真空干燥后制得丝蛋白粉。

所述增氧剂由以下方法制得：将β-环糊精与水按质量比1：1.5混合后搅拌，使β-环糊精呈糊状，再将糊状的β-环糊精与过氧化脲按质量比1：3混合搅拌，在55℃下真空干燥，最后粉碎后制得增氧剂。

所述无机肥粒子由以下方法制得：将等量的尿素、磷酸二氢钾、氯化钾溶于水中制得质量浓度为6％的无机肥液，将纳米凹凸棒土添加到无机肥液中进行超声波分散，再静置3h后过滤得到无机肥粒子。

一种黑色液态肥料地膜的制备方法，步骤为：

1)、将沥青加热至170℃并进行搅拌。

2)、将海藻浓缩液，聚乙烯醇，羧甲基纤维素，丝蛋白粉，增氧剂，无机肥粒子，烷基二胺，吐温添加到水中搅拌均匀，并加热至55℃。

3)、将步骤1)和步骤2)制得的物料混合均匀后进行研磨，即制得黑色液态肥料地膜。

实施例2

一种黑色液态肥料地膜，其特征在于，由下列质量份的物质组成：沥青80份，海藻浓缩液40份，聚乙烯醇5份，羧甲基纤维素5份，丝蛋白粉5份，增氧剂3份，无机肥粒子3份，烷基二胺1份，吐温-80为1份，水80份。

所述海藻浓缩液由以下方法制得：将所述海藻切碎为海藻碎末，接着将海藻碎末添加到其100倍质量的沸水中蒸煮5min；然后将海藻碎末取出沥水，将其添加到10倍质量的焦磷酸钠溶液中，并超声波处理1h，制得海藻黏液；其中焦磷酸钠的质量浓度为3％，超声波处理温度为65℃，超声波功率为800W，超声波频率为18kHz；向海藻黏液中滴加氢氧化钠溶液调至中性，最后将海藻黏液浓缩至固含量为30％的海藻浓缩液。

所述丝蛋白粉由以下方法制得：将蚕丝浸没到6g/L的碳酸钾溶液中在96℃下进行脱胶40min，并且在20min时更换碳酸钾溶液，其中蚕丝与碳酸钾溶液的固液比为2g/100mL；脱胶后将蚕丝取出并用水洗净，在60℃下烘干，再将蚕丝添加到100倍质量的浓度为1wt％的氯化钙溶液中在94℃下溶解2h，溶解后自然冷却，滤去固体杂质，将滤液装入透析袋中，将透析袋放置于水中透析2天，最后将透析袋中液体真空干燥后制得丝蛋白粉。

所述增氧剂由以下方法制得：将β-环糊精与水按质量比1：1混合后搅拌，使β-环糊精呈糊状，再将糊状的β-环糊精与过碳酸钠按质量比1：2混合搅拌，在50℃下真空干燥，最后粉碎后制得增氧剂。

所述无机肥粒子由以下方法制得：将等量的氯化铵、硫胺、磷酸二氢钾溶于水中制得质量浓度为4％的无机肥液，将纳米凹凸棒土添加到无机肥液中进行超声波分散，再静置2h后过滤得到无机肥粒子。

一种黑色液态肥料地膜的制备方法，步骤为：

1)、将沥青加热至150℃并进行搅拌。

2)、将海藻浓缩液，聚乙烯醇，羧甲基纤维素，丝蛋白粉，增氧剂，无机肥粒子，烷基二胺，吐温添加到水中搅拌均匀，并加热至45℃。

3)、将步骤1)和步骤2)制得的物料混合均匀后进行研磨，即制得黑色液态肥料地膜。

实施例3

一种黑色液态肥料地膜，其特征在于，由下列质量份的物质组成：沥青120份，海藻浓缩液20份，聚乙烯醇3份，羧甲基纤维素3份，丝蛋白粉3份，增氧剂5份，无机肥粒子6份，烷基二胺3份，吐温-60为3份，水100份。

所述海藻浓缩液由以下方法制得：将所述海藻切碎为海藻碎末，接着将海藻碎末添加到其200倍质量的沸水中蒸煮10min；然后将海藻碎末取出沥水，将其添加到20倍质量的焦磷酸钠溶液中，并超声波处理2h，制得海藻黏液；其中焦磷酸钠的质量浓度为3％，超声波处理温度为70℃，超声波功率为1200W，超声波频率为22kHz；向海藻黏液中滴加氢氧化钠溶液调至中性，最后将海藻黏液浓缩至固含量为50％的海藻浓缩液。

所述丝蛋白粉由以下方法制得：将蚕丝浸没到6g/L的碳酸钾溶液中在98℃下进行脱胶40min，并且在20min时更换碳酸钾溶液，其中蚕丝与碳酸钾溶液的固液比为3g/100mL；脱胶后将蚕丝取出并用水洗净，在60℃下烘干，再将蚕丝添加到200倍质量的浓度为2wt％的氯化钙溶液中在96℃下溶解3h，溶解后自然冷却，滤去固体杂质，将滤液装入透析袋中，将透析袋放置于水中透析3天，最后将透析袋中液体真空干燥后制得丝蛋白粉。

所述增氧剂由以下方法制得：将β-环糊精与水按质量比1：2混合后搅拌，使β-环糊精呈糊状，再将糊状的β-环糊精与过氧化脲按质量比1：4混合搅拌，在60℃下真空干燥，最后粉碎后制得增氧剂。

所述无机肥粒子由以下方法制得：将等量的尿素、氯化铵、硫胺、磷酸二铵溶于水中制得质量浓度为8％的无机肥液，将纳米凹凸棒土添加到无机肥液中进行超声波分散，再静置4h后过滤得到无机肥粒子。

一种黑色液态肥料地膜的制备方法，步骤为：

1)、将沥青加热至190℃并进行搅拌。

2)、将海藻浓缩液，聚乙烯醇，羧甲基纤维素，丝蛋白粉，增氧剂，无机肥粒子，烷基二胺，吐温添加到水中搅拌均匀，并加热至65℃。

3)、将步骤1)和步骤2)制得的物料混合均匀后进行研磨，即制得黑色液态肥料地膜。

实施例4

一种黑色液态肥料地膜，其特征在于，由下列质量份的物质组成：沥青90份，海藻浓缩液25份，聚乙烯醇4份，羧甲基纤维素5份，丝蛋白粉3份，增氧剂4份，无机肥粒子5份，烷基二胺2份，吐温-60为2份，水95份。

所述海藻浓缩液由以下方法制得：将所述海藻切碎为海藻碎末，接着将海藻碎末添加到其120倍质量的沸水中蒸煮6min；然后将海藻碎末取出沥水，将其添加到12倍质量的焦磷酸钠溶液中，并超声波处理1h，制得海藻黏液；其中焦磷酸钠的质量浓度为3％，超声波处理温度为70℃，超声波功率为800W，超声波频率为21kHz；向海藻黏液中滴加氢氧化钠溶液调至中性，最后将海藻黏液浓缩至固含量为35％的海藻浓缩液。

所述丝蛋白粉由以下方法制得：将蚕丝浸没到6g/L的碳酸钾溶液中在98℃下进行脱胶40min，并且在20min时更换碳酸钾溶液，其中蚕丝与碳酸钾溶液的固液比为3g/100mL；脱胶后将蚕丝取出并用水洗净，在60℃下烘干，再将蚕丝添加到180倍质量的浓度为1.5wt％的氯化钙溶液中在95℃下溶解2h，溶解后自然冷却，滤去固体杂质，将滤液装入透析袋中，将透析袋放置于水中透析3天，最后将透析袋中液体真空干燥后制得丝蛋白粉。

所述增氧剂由以下方法制得：将β-环糊精与水按质量比1：1.5混合后搅拌，使β-环糊精呈糊状，再将糊状的β-环糊精与过碳酸钠按质量比1：3混合搅拌，在55℃下真空干燥，最后粉碎后制得增氧剂。

所述无机肥粒子由以下方法制得：将等量的尿素、氯化铵、硫胺、磷酸二铵、磷酸二氢钾、氯化钾溶于水中制得质量浓度为5％的无机肥液，将纳米凹凸棒土添加到无机肥液中进行超声波分散，再静置2.5h后过滤得到无机肥粒子。

一种黑色液态肥料地膜的制备方法，步骤为：

1)、将沥青加热至160℃并进行搅拌。

2)、将海藻浓缩液，聚乙烯醇，羧甲基纤维素，丝蛋白粉，增氧剂，无机肥粒子，烷基二胺，吐温添加到水中搅拌均匀，并加热至50℃。

3)、将步骤1)和步骤2)制得的物料混合均匀后进行研磨，即制得黑色液态肥料地膜。

将本发明的黑色液态肥料地膜兑水后喷洒至土壤表面，按600-800ml/m²的喷洒量，与未喷洒液态地膜相比，可使土壤温度升高6-8℃，与覆盖塑料地膜相比，土壤保水率可提高12-18％。

本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种黑色液态肥料地膜，其特征在于，由下列质量份的物质组成：沥青80-120份，海藻浓缩液20-40份，聚乙烯醇3-5份，羧甲基纤维素3-5份，丝蛋白粉3-5份，增氧剂3-5份，无机肥粒子3-6份，烷基二胺1-3份，吐温1-3份，水80-100份。

2.如权利要求1所述的一种黑色液态肥料地膜，其特征在于，所述海藻浓缩液由以下方法制得：将所述海藻切碎为海藻碎末，接着将海藻碎末添加到其100-200倍质量的沸水中蒸煮5-10min；然后将海藻碎末取出沥水，将其添加到10-20倍质量的焦磷酸钠溶液中，并超声波处理1-2h，制得海藻黏液；其中焦磷酸钠的质量浓度为3％，超声波处理温度为65-70℃，超声波功率为800-1200W，超声波频率为18-22kHz；向海藻黏液中滴加氢氧化钠溶液调至中性，最后将海藻黏液浓缩至固含量为30-50％的海藻浓缩液。

3.如权利要求1所述的一种黑色液态肥料地膜，其特征在于，所述丝蛋白粉由以下方法制得：将蚕丝浸没到6g/L的碳酸钾溶液中在96-98℃下进行脱胶40min，并且在20min时更换碳酸钾溶液，其中蚕丝与碳酸钾溶液的固液比为(2-3)g/100mL；脱胶后将蚕丝取出并用水洗净，在60℃下烘干，再将蚕丝添加到100-200倍质量的浓度为1-2wt％的氯化钙溶液中在94-96℃下溶解2-3h，溶解后自然冷却，滤去固体杂质，将滤液装入透析袋中，将透析袋放置于水中透析2-3天，最后将透析袋中液体真空干燥后制得丝蛋白粉。

4.如权利要求1所述的一种黑色液态肥料地膜，其特征在于，所述增氧剂由以下方法制得：将β-环糊精与水按质量比1：(1-2)混合后搅拌，使β-环糊精呈糊状，再将糊状的β-环糊精与过氧化脲、过碳酸钠中的一种按质量比1：(2-4)混合搅拌，在50-60℃下真空干燥，最后粉碎后制得增氧剂。

5.如权利要求1所述的一种黑色液态肥料地膜，其特征在于，所述无机肥粒子由以下方法制得：将无机肥溶于水中制得质量浓度为4-8％的无机肥液，将纳米凹凸棒土添加到无机肥液中进行超声波分散，再静置2-4h后过滤得到无机肥粒子。

6.如权利要求5所述的一种黑色液态肥料地膜，其特征在于，所述无机肥选自尿素、氯化铵、硫胺、磷酸二铵、磷酸二氢钾、氯化钾中的至少三种。

7.如权利要求1-6之一所述的一种黑色液态肥料地膜的制备方法，其特征在于，步骤为：

1)、将沥青加热至150-190℃并进行搅拌；

2)、将海藻浓缩液，聚乙烯醇，羧甲基纤维素，丝蛋白粉，增氧剂，无机肥粒子，烷基二胺，吐温添加到水中搅拌均匀，并加热至45-65℃；

3)、将步骤1)和步骤2)制得的物料混合均匀后进行研磨，即制得黑色液态肥料地膜。