CN111703168A - 一种除草母粒、除草地膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种除草地膜，包括完全生物降解膜层和复合在所述完全生物降解膜上的光热降解膜层；其中，所述完全生物降解膜层包括5wt％～15wt％的第一除草剂母粒、5wt％～10wt％的聚丁二酸丁二醇酯、5wt％～10wt％的聚羟基丁酸戊酸共聚酯、15wt％～25wt％的聚乙醇酸和余量的聚酯；所述聚酯由1，4‑丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成；所述光热降解膜层包括5wt％～15wt％的第二除草剂母粒、5w％～10wt％的醋酸锌、1wt％～4wt％的纳米氧化锌、5wt％～10wt％的硫酸钡、5wt％～10wt％的EVA和余量的聚乙烯。本发明提供的除草地膜能够提高作物产量和品质。

Description

一种除草母粒、除草地膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及农业种植技术领域，尤其涉及一种除草母粒、除草地膜及其制备方法。
背景技术
除草地膜是普通地膜在生产过程中加入黑色母粒或选择性化学除草剂制成的，具有除草功能的一种农业覆盖薄膜。
除草地膜可分为以下两种：含除草剂的地膜和含阳光屏蔽剂的除草地膜。其中，含除草剂的地膜又分为双面含药的单层除草地膜、单面含药的双层除草地膜和单面涂刷除草剂的除草地膜。双面含药的单层除草地膜是把除草剂、助剂和树脂预混合好，或做成母粒，再在普通地膜挤出机上经吹塑成膜；单面含药的双层除草地膜由含有除草剂的A树脂层和防止除草剂扩散的B树脂保护层的双层复合除草地膜；单面涂刷除草剂的除草地膜是在普通地膜的一面，用涂刷、干燥工艺将除草剂涂于膜上。含阳光屏蔽剂的除草地膜以低密度聚乙烯树脂、线形低密度聚乙烯树脂为基料，加入黑色母粒和助剂，经吹塑成膜。其中，双面含药的单层除草地膜由于生产工艺简单、设备投资少成为目前国内应用较多的除草地膜。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种除草母粒、除草地膜及其制备方法，本发明提供的除草地膜能够有效去除马铃薯生长全周期中的杂草，从而提高马铃薯产量和品质。
本发明提供了一种除草地膜，包括完全生物降解膜层和复合在所述完全生物降解膜上的光热降解膜层；
其中，所述完全生物降解膜层包括5wt％～15wt％的第一除草剂母粒、5wt％～10wt％的聚丁二酸丁二醇酯、5wt％～10wt％的聚羟基丁酸戊酸共聚酯、15wt％～25wt％的聚乙醇酸和余量的聚酯；所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成；
所述第一除草剂母粒包括10wt％～30wt％的封闭除草剂和余量的聚酯，所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成；
所述光热降解膜层包括5wt％～15wt％的第二除草剂母粒、5w％～10wt％的醋酸锌、1wt％～4wt％的纳米氧化锌、5wt％～10wt％的硫酸钡、5wt％～10wt％的EVA和余量的聚乙烯；
所述第二除草母粒包括10wt％～20wt％的茎叶除草剂、5wt％～10wt％的硫酸钡和余量的聚乙烯。
本发明提供的除草地膜包括完全生物降解膜层和复合在生物降解膜上的光热降解层，其中，完全生物降解膜层中含有封闭除草剂母粒，且能够在30天以内快速降解；光热降解层中含有茎叶除草剂母粒，降解速度较所述完全生物降解膜层缓慢，约120天左右降解完全。该除草地膜在播种后覆膜使用时，将完全生物降解膜层朝向土地侧，用于抑制杂草的萌发及生长；同时，完全生物降解膜降解速度较快，在30天左右完全降解后，光热降解膜中的茎叶除草剂发挥作用，将未受到抑制、萌发的杂草再次进行清理，从而达到长效、彻底去除杂草的效果，同时还能够提高作物产量和品质。另外，本发明提供的除草地膜力学性能较好，具有良好的稳定性和韧性。
本发明提供的除草地膜包括完全生物降解膜层，所述完全生物降解膜层包括5wt％～15wt％的第一除草剂母粒、5wt％～10wt％的聚丁二酸丁二醇酯、5wt％～10wt％的聚羟基丁酸戊酸共聚酯、15wt％～25wt％的聚乙醇酸和余量的聚酯；所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成。
所述完全生物降解膜以可以完全生物降解的聚酯为基材，所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成。在一个实施例中，所述1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1～2∶1～2∶1～2∶1～2，更优选为1∶1∶1∶1。
所述聚酯按照以下方法制备：
将1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇制成浆料后进行酯化反应，得到低聚物，所述酯化反应的温度为200～300℃，时间为1～5h；
得到低聚物后继续进行缩聚反应，得到聚酯；所述缩聚反应的温度为300～400℃，时间为1～4h。
所述完全生物降解膜包括第一除草母粒，所述第一除草剂母粒包括封闭除草剂和聚酯，所述封闭除草剂选自乙草胺或异丙草胺，所述封闭除草剂的含量为10wt％～30wt％，优选为15wt％～25wt％。所述聚酯与作为基材的聚酯相同，本申请不再赘述。所述第一除草母粒的含量为5wt％～15wt％，优选为10wt％。
所述完全生物降解膜层还包括聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸戊酸共聚酯和聚乙醇酸，上述三种添加剂的作用在于加速聚酯的降解，从而控制完全生物降解膜层的降解速度。其中聚丁二酸丁二醇酯的添加量为5wt％～15wt％，优选为10wt％；聚羟基丁酸戊酸共聚酯的添加量为5wt％～15wt％，优选为10wt％；聚乙醇酸的添加量为15wt％～25wt％，优选为20wt％。
本发明提供的除草地膜包括复合在所述完全生物降解膜上的光热降解膜层，所述光热降解膜层包括5wt％～15wt％的第二除草剂母粒、5w％～10wt％的醋酸锌、1wt％～4wt％的纳米氧化锌、5wt％～10wt％的硫酸钡、5wt％～10wt％的EVA和余量的聚乙烯。
所述光热降解膜以聚乙烯为基材，在一个实施例中，所述聚乙烯选自质量比为10～20∶40～60的低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯。
所述光热降解地膜包括第二除草母粒，所述第二除草母粒包括10wt％～20wt％的茎叶除草剂、5wt％～10wt％的硫酸钡和余量的聚乙烯。在一个实施例中，所述茎叶除草剂选自砜嘧磺隆、精吡氟禾草灵或精喹禾灵。所述茎叶除草剂的含量为10wt％～20wt％，优选为15wt％。第二除草母粒还包括硫酸钡，所述硫酸钡的作用在于增加除草剂的稳定性，其在第二除草母粒中的含量为5wt％～10wt％，优选为8wt％。所述聚乙烯与作为基材的聚乙烯相同，本申请不再赘述。所述第二除草母粒在光热降解膜中的含量为5wt％～15wt％，优选为10wt％。
所述光热降解膜还包括醋酸锌和纳米氧化锌，醋酸锌和纳米氧化锌的作用在于加速光热降解膜在光和热的作用下降解。所述醋酸锌的含量为5w％～10wt％，优选为8wt％；纳米氧化锌的含量为1wt％～4wt％，优选为3wt％。在本发明中，纳米氧化锌的粒径为50nm～100nm。
所述光热降解膜还包括硫酸钡，硫酸钡的含量为5wt％～10wt％，优选为8wt％。
所述光热降解膜还包括EVA，即乙烯-醋酸乙烯共聚物，其作用在于增加膜的韧性，获得良好的力学性能。
本发明还提供了一种除草地膜的制备方法，包括以下步骤：
将完全生物降解膜层材料与光热降解膜层材料共挤出，得到包括完全生物降解膜层和光热降解膜层复合的除草地膜；
其中，所述完全生物降解膜层材料包括5wt％～15wt％的第一除草剂母粒、5wt％～10wt％的聚丁二酸丁二醇酯、5wt％～10wt％的聚羟基丁酸戊酸共聚酯、15wt％～25wt％的聚乙醇酸和余量的聚酯；所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成；
所述第一除草剂母粒包括10wt％～30wt％的封闭除草剂和余量的聚酯，所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成；
所述光热降解膜层材料包括5wt％～15wt％的第二除草剂母粒、5w％～10wt％的醋酸锌、1wt％～4wt％的纳米氧化锌、5wt％～10wt％的硫酸钡、5wt％～10wt％的EVA和余量的聚乙烯；
所述第二除草母粒包括10wt％～20wt％的茎叶除草剂、5wt％～10wt％的硫酸钡和余量的聚乙烯。
本发明采用共挤出的方法制备除草地膜，将完全生物降解膜层材料和光热降解膜层材料通过第一机头和第二机头共挤出，得到复合膜。
本发明还提供了一种马铃薯的种植方法，包括以下步骤：
将马铃薯播种后进行覆膜处理，所述膜选自上述技术方案所述的除草地膜；
破膜放苗并进行田间管理。
本发明提供的除草地膜包括完全生物降解膜层和复合在生物降解膜上的光热降解层，其中，完全生物降解膜层中含有封闭除草剂母粒，且能够在30天以内快速降解；光热降解层中含有茎叶除草剂母粒，降解速度较所述完全生物降解膜层缓慢，约120天左右降解完全。该除草地膜在播种后覆膜使用时，将完全生物降解膜层朝向土地侧，用于抑制杂草的萌发及生长；同时，完全生物降解膜降解速度较快，在30天左右完全降解后，光热降解膜中的茎叶除草剂发挥作用，将未受到抑制、萌发的杂草再次进行清理，从而达到长效、彻底去除杂草的效果，同时还能够提高作物产量和品质。另外，本发明提供的除草地膜力学性能较好，具有良好的稳定性和韧性。
具体实施方式
实施例1
将20wt％的乙草胺与80wt％的聚酯在高速混合机中充分混合后，在单螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到第一除草母粒；其中，所述聚酯按照以下方法制备：将摩尔比为1∶1∶1∶1的1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇制成浆料后在钛酸四丁酯的催化作用下在200℃下进行酯化反应，得到低聚物；然后升温至300℃继续进行缩聚反应，得到聚酯。
将15wt％的砜嘧磺隆、8wt％的硫酸钡和25wt％的低密度聚乙烯和52wt％的线型低密度聚乙烯在高速混合机中充分混合后，在单螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到第二除草母粒。
实施例2
将10wt％的实施例1制备的第一除草母粒、8wt％的聚丁二酸丁二醇酯、10wt％的聚羟基丁酸戊酸共聚酯、20wt％的聚乙醇酸和52wt％聚酯混合均匀，得到完全生物降解膜材料；其中，所述聚酯按照以下方法制备：将摩尔比为1∶1∶1∶1的1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇制成浆料后在钛酸四丁酯的催化作用下在200℃下进行酯化反应，得到低聚物；然后升温至300℃继续进行缩聚反应，得到聚酯。
将10wt％实施例1制备的第二除草剂母粒、8wt％的醋酸锌、3wt％的纳米氧化锌、8wt％的硫酸钡、10wt％的EVA、21wt％的低密度聚乙烯和50wt％的线型低密度聚乙烯混合均匀，得到光热降解膜材料；
将所述生物降解膜材料和光热降解膜材料通过双螺杆挤出机共挤，得到包括完全生物降解膜层和光热降解膜的复合膜，其中，复合膜中，生物降解膜的厚度为0.006mm，光热降解膜的厚度为0.01mm，膜总厚度为0.016mm。
比较例1
将10wt％的实施例1制备的第一除草母粒、8wt％的聚丁二酸丁二醇酯、10wt％的聚羟基丁酸戊酸共聚酯、20wt％的聚乙醇酸和52wt％聚酯混合均匀，得到完全生物降解膜材料；其中，所述聚酯按照以下方法制备：将摩尔比为1∶1∶1∶1的1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇制成浆料后在钛酸四丁酯的催化作用下在200℃下进行酯化反应，得到低聚物；然后升温至300℃继续进行缩聚反应，得到聚酯。
将所述生物降解膜材料通过双螺杆挤出机挤出，得到包括完全生物降解膜，厚度为0.016mm。
比较例2
将10wt％实施例1制备的第二除草剂母粒、8wt％的醋酸锌、3wt％的纳米氧化锌、8wt％的硫酸钡、10wt％的EVA、21wt％的低密度聚乙烯和50wt％的线型低密度聚乙烯混合均匀，得到光热降解膜材料；
将所述光热降解膜材料通过双螺杆挤出机挤出，得到光热降解膜，膜厚度为0.016mm。
分别测试实施例2、比较例1和比较例2得到的膜的性能，结果参见表1，表1为本发明实施例及比较例提供的除草地膜的性能测试结果。
表1本发明实施例及比较例提供的除草地膜的性能测试结果
Figure BDA0002570298270000061
由表1可知，本发明提供的除草地膜力学性能较好。
实施例3
实验在山东省滕州市进行，分为三组：实验组、对照1组和对照2组，其中，实验组覆膜为实施例2制备的地膜，对照1组覆膜为比较例1制备的地膜，对照2组覆膜为比较例2制备的地膜，马铃薯品种为荷兰15，种植过程如下：
将马铃薯切块后于2月中旬播种，播种的具体规格为垄底宽100cm，垄面宽50cm，垄高15cm，一垄2行，株距25cm，播深15cm，播8万株/hm2；
播种后分别覆盖上述地膜，播种后30天进行破膜放苗；
马铃薯生长期间进行常规田间管理，包括浇水、施肥，施肥包括施底肥：75kg/hm2复合肥和50kg/hm2有机肥，其中复合肥中N、P、K的比例为13∶7∶19；并在4月中旬追施25kg/hm2尿素；
6月上旬进行收获。
覆膜后对地膜进行取样检测，结果参见表2，表2为本发明实施例及比较例提供的地膜降解情况。
表2本发明实施例及比较例提供的地膜降解情况
Figure BDA0002570298270000071
由表2可知，聚酯为基材的地膜降解速度较快，30天左右降解完全；聚乙烯为基材的地膜降解速度较慢，120天左右才能够降解完全。
对马铃薯的质量和产量进行检测，结果见表3，表3为本发明实施例及比较例提供的马铃薯质量和产量检测结果。
表3本发明实施例及比较例提供的马铃薯质量和产量检测结果
实施例2 比较例1 比较例2
单株薯数 4.8 3.7 4.2
单株薯重(g) 796.3 511.2 638.6
单株商品薯数 4.1 3.2 3.5
单株商品薯重(g) 729.7 493.5 573.8
产量(kg/亩) 3012.5 2012.6 2349.1
由表3可知，本发明提供的除草地膜能够有效提高马铃薯的质量和产量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种除草地膜，包括完全生物降解膜层和复合在所述完全生物降解膜上的光热降解膜层；
其中，所述完全生物降解膜层包括5wt％～15wt％的第一除草剂母粒、5wt％～10wt％的聚丁二酸丁二醇酯、5wt％～10wt％的聚羟基丁酸戊酸共聚酯、15wt％～25wt％的聚乙醇酸和余量的聚酯；所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成；
所述第一除草剂母粒包括10wt％～30wt％的封闭除草剂和余量的聚酯，所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成；
所述光热降解膜层包括5wt％～15wt％的第二除草剂母粒、5w％～10wt％的醋酸锌、1wt％～4wt％的纳米氧化锌、5wt％～10wt％的硫酸钡、5wt％～10wt％的EVA和余量的聚乙烯；
所述第二除草母粒包括10wt％～20wt％的茎叶除草剂、5wt％～10wt％的硫酸钡和余量的聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的除草地膜，其特征在于，所述完全生物降解膜层中，所述聚酯中，1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1～2∶1～2∶1～2∶1～2。
3.根据权利要求1所述的除草地膜，其特征在于，所述封闭除草剂选自乙草胺或异丙草胺。
4.根据权利要求1所述的除草地膜，其特征在于，所述茎叶除草剂选自砜嘧磺隆、精吡氟禾草灵或精喹禾灵。
5.根据权利要求1所述的除草地膜，其特征在于，所述聚乙烯选自质量比为10～20∶40～60的低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯。
6.一种除草母粒，包括第一除草母粒和第二除草母粒，其中，所述第一除草剂母粒包括10wt％～30wt％的封闭除草剂和余量的聚酯，所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成；所述第二除草母粒包括10wt％～20wt％的茎叶除草剂、5wt％～10wt％的硫酸钡和余量的聚乙烯。
7.根据权利要求6所述的除草母粒，其特征在于，所述封闭除草剂选自乙草胺或异丙草胺。
8.根据权利要求6所述的除草母粒，其特征在于，所述茎叶除草剂选自砜嘧磺隆、精吡氟禾草灵或精喹禾灵。
9.一种除草地膜的制备方法，包括以下步骤：
将完全生物降解膜层材料与光热降解膜层材料共挤出，得到包括完全生物降解膜层和光热降解膜层复合的除草地膜；
其中，所述完全生物降解膜层材料包括5wt％～15wt％的第一除草剂母粒、5wt％～10wt％的聚丁二酸丁二醇酯、5wt％～10wt％的聚羟基丁酸戊酸共聚酯、15wt％～25wt％的聚乙醇酸和余量的聚酯；所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成；
所述第一除草剂母粒包括10wt％～30wt％的封闭除草剂和余量的聚酯，所述聚酯由1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成；
所述光热降解膜层材料包括5wt％～15wt％的第二除草剂母粒、5w％～10wt％的醋酸锌、1wt％～4wt％的纳米氧化锌、5wt％～10wt％的硫酸钡、5wt％～10wt％的EVA和余量的聚乙烯；
所述第二除草母粒包括10wt％～20wt％的茎叶除草剂、5wt％～10wt％的硫酸钡和余量的聚乙烯。
10.一种马铃薯的种植方法，包括以下步骤：
将马铃薯播种后进行覆膜处理，所述膜选自权利要求1～5任意一项所述的除草地膜；
破膜放苗并进行田间管理。
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