專利名稱：一種纖維素基可降解液體地膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是農(nóng)用地膜，具體是一種纖維素基可降解液體地膜。
二背景技術(shù)：
農(nóng)用塑料地膜覆蓋技術(shù)在我國(guó)已有近四十年的歷史，由于膜覆蓋栽培增產(chǎn) 增收效果顯著，使地膜覆蓋技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)高寒、干旱、半干旱、低洼、鹽 堿區(qū)域，特別是我國(guó)廣闊的西北部地區(qū)和東北地區(qū)農(nóng)業(yè)抗旱節(jié)水、農(nóng)作物增產(chǎn)
的重要措施。目前，我國(guó)地膜覆蓋面積已達(dá)2.5億畝，每年以1000萬(wàn)畝的速度 遞增，地膜年使用總量已超過45萬(wàn)噸，居世界首位。
農(nóng)用塑料地膜的大量使用，導(dǎo)致土壤中殘膜大量累積，土地污染嚴(yán)重。隨 著地膜覆蓋時(shí)間的延續(xù)，殘膜在土壤耕層中的累積將導(dǎo)致土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞， 土壤毛管水和自然水的滲透嚴(yán)重受阻，土壤孔隙度、通透性以及含水量明顯降 低，容重和相對(duì)密度明顯上升，直接影響土壤微生物微環(huán)境和土壤耕收，使土 壤肥力下降，導(dǎo)致作物嚴(yán)重減產(chǎn)。據(jù)農(nóng)業(yè)部調(diào)查測(cè)定，地膜污染較重的北京、 天津、新疆、黑龍江、上海、湖北等省市區(qū)，在連續(xù)覆蓋5年的表層土壤中， 每公頃殘膜積累量一般在90 135kg之間，污染嚴(yán)重的地方高達(dá)270kg，作物減 產(chǎn)15% 30%，此外，用后破損的殘膜不易回收，直接在田間焚燒，其產(chǎn)生的有 害氣體，又影響空氣質(zhì)量；殘膜碎片摻入農(nóng)作物的秸稈和飼料，被牛羊等家畜 誤食，導(dǎo)致腸胃功能失調(diào)，膘情下跌或死亡的事件也時(shí)有發(fā)生。
為了改變上述情況，科技人員開始嘗試用生物質(zhì)資源為主要原料制備全生 物降解液體地膜。申請(qǐng)?zhí)枮?2117933.6的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種"多功 能可降解黑色液態(tài)地膜"，該發(fā)明是將是將改性植物秸稈、煤、成膜劑、表面活 性劑、植物生長(zhǎng)所需的化肥和微肥、農(nóng)藥、除草劑等物料合成了一種黑色液膜
高分子材料，膜韌性和拉伸性能較差，對(duì)土壤粘結(jié)保水性能不足且水分通透性
低，農(nóng)作物光效差，降解周期較長(zhǎng)。申請(qǐng)?zhí)枮?00710066872.8的中國(guó)發(fā)明專利 申請(qǐng)公開了一種"全降解液體地膜"，主要用腐植酸類、木素類、廢渣類為原料 生產(chǎn)全降解液體地膜。兩個(gè)技術(shù)方案的產(chǎn)品均為黑色液膜，由于個(gè)別原料的使 用問題，使地膜在對(duì)土壤的粘結(jié)固定保水作用及降解周期等方面不夠理想，致 使膜適用區(qū)域范圍較窄，尤其在東北或西北區(qū)域因受溫度環(huán)境的影響，難于推 廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題提供一種纖維素基可降解液體地膜，改善液 體地膜的粘結(jié)性、生物降解性和對(duì)農(nóng)藥化肥的緩釋性能，使制作的液體地膜不 僅濕強(qiáng)度大，而且具有保溫、保墑、保苗和生物環(huán)保性能。
上述發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是 一種纖維素基可降解液體地膜的以 膨化稻草纖維為主要原料，添加玉米淀粉、丙烯酸淀粉樹脂、聚乙烯醇、三乙 醇胺、硼酸、聚酰胺一環(huán)氧氯丙垸樹脂、吐溫-80、水構(gòu)成，其添加量以膨化稻
草纖維的重量份數(shù)為基準(zhǔn)分別計(jì)為膨化稻草纖維100份；玉米淀粉50 75份； 丙烯酸淀粉樹脂1 5份；聚乙烯醇25 50份；三乙醇胺10 30份；硼酸1 5份；
聚酰胺一環(huán)氧氯丙烷樹脂1~4份；吐溫-80 1~6份；水5000~6000份。
上述方案可視土壤情況添加增效劑磷酸二氫胺，亦可使用尿素/氯化銨/磷 酸鈣鉀/磷酸鈣銨/過磷酸鈣/硫酸鉀，其中以磷酸二氫胺為最佳，添加量以膨化稻
草纖維的重量份數(shù)為基準(zhǔn)，計(jì)為0.1-1份，也可將其中的一種與其它混合使用，
添加增效劑主要目的是增強(qiáng)肥效，具體使用時(shí)需根據(jù)土壤情況調(diào)整添加量。
上述方案可視土壤情況添加除草劑2-4D 丁酯，亦可使用乙草胺/丁草胺/ 克草靈或其他生物農(nóng)藥，其中以2-4D丁酯為最佳，添加量為膨化稻草纖維重量 的0.1 1份，也可視情況選擇一種或與其它混合使用，目的是使地膜具有一定的 除草功能，具體使用時(shí)需根據(jù)土壤情況調(diào)整添加量。
方案中的玉米淀粉與丙烯酸淀粉樹脂為土壤粘附劑，該劑同時(shí)還具有保水、 促進(jìn)生物降解作用。聚乙烯醇作為增強(qiáng)劑，是用于增加地膜的強(qiáng)度。三乙醇胺 為增塑劑，三乙醇胺分子的胺基與淀粉分子以及聚乙烯醇(PVA)分子鏈段上的 羥基發(fā)生接枝共聚反應(yīng)，體系分子鏈段引入酰胺基團(tuán)。亦可添加聚乙二醇/丙三 醇/山梨醇代替三乙醇胺，其中以三乙醇胺為最佳，或?qū)⑵渲械囊环N與其它混合 選擇。硼酸在方案中作為交聯(lián)劑，硼酸于水溶液中與淀粉分子以及聚乙烯醇分 子鏈段上的羥基形成了物理交聯(lián)絡(luò)合或螯合物結(jié)構(gòu)，體系羥基封閉，疏水性增 強(qiáng)；亦可添加多聚甲醛、乙二醛代替硼酸，其中以硼酸為最佳，也可將硼酸與 多聚甲醛或乙二醛混合使用，混合配比為2: 1。聚酰胺一環(huán)氧氯丙垸樹脂(PPE) 是一種水溶性較強(qiáng)的陽(yáng)離子熱固型無毒濕強(qiáng)劑或抗水劑，在方案中為濕強(qiáng)劑。
在常溫條件下，多胺聚酰胺環(huán)氧氯丙垸樹脂(PPE)與淀粉以及聚乙烯醇(PVA) 充分混合分散。溶液溫度升高時(shí)， 一方面聚酰胺一環(huán)氧氯丙垸樹脂(PPE)長(zhǎng)鏈 分子與淀粉以及聚乙烯醇分子的羥基發(fā)生分子間強(qiáng)化學(xué)建和作用，形成了亞甲 基醚共價(jià)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聚合體結(jié)構(gòu)；同時(shí)，聚酰胺一環(huán)氧氯丙烷樹脂(PPE)長(zhǎng)鏈分 子發(fā)生自身聚合固化作用，在共混體系表面行形成了疏水層，使體系的耐水性 能和力學(xué)性能增強(qiáng)。吐溫-80是表面活性劑，在方案中作為助劑用于改良加工工 藝，亦可添加斯潘-80/十二垸基苯磺酸鈉/十二烷基硫酸鈉代替吐溫-80，其中以 添加吐溫-80效果最佳，亦可將吐溫-80與其它混合使用，混合比例3: 1: 1: 1。水作為全部組分的溶解劑，可使用普通自來水。
地膜的制備方法先稻草秸稈粉碎，取80目秸稈粉在膨化機(jī)中做膨化處理， 得到膨化稻草纖維；將膨化稻草纖維投入反應(yīng)釜，加入水?dāng)嚢柚僚蚧静堇w維 分散后，依次加入土壤粘附劑、增強(qiáng)劑聚、增塑劑、交聯(lián)劑、濕強(qiáng)劑、表面活 性劑；如果生產(chǎn)具有一定肥效和滅草功能的液態(tài)地膜，再加入增效劑和除草劑; 然后在80 9(TC溫度下反應(yīng)0.5-1小時(shí)，得到膠狀粘稠半透明液態(tài)物料，將液態(tài) 物料在田間壟上直接噴灑覆蓋成膜。 本發(fā)明具有的積極效果本發(fā)明以膨化稻草纖維為主要原料，添加土壤粘 附劑、增強(qiáng)劑聚、增塑劑、交聯(lián)劑、濕強(qiáng)劑、表面活性劑等制成，因地膜含有 膨化稻草纖維，使地膜濕強(qiáng)度大，具有保溫、保墑、保苗和生物環(huán)保性能；加 入的土壤粘附劑玉米淀粉和增強(qiáng)劑聚乙烯醇使地膜具有很好的成膜性，韌性、 拉伸性、強(qiáng)粘結(jié)性、生物降解性和對(duì)農(nóng)藥化肥的緩釋性能；土壤粘附劑丙烯酸 淀粉樹脂的加入可使地膜具有較強(qiáng)的吸水、保水性能；添加增肥劑、除草劑后 地膜具有一定的肥效和滅草功能；產(chǎn)品為液態(tài)，半透明，在田間壟上直接噴灑 覆蓋成膜，成膜工藝簡(jiǎn)單，方便使用，尤其適用于東北或西北區(qū)域使用。
地膜經(jīng)田間作物實(shí)驗(yàn)表明對(duì)土壤具有強(qiáng)粘附團(tuán)聚固定化作用；5 20cm表 層土壤可增溫1 6。C，有效積溫增加100 300°C;水分蒸發(fā)抑制率為20%以上， 土壤水分含量增加10%以上；土壤穩(wěn)定性團(tuán)粒含量增加超過5%; 土壤孔隙度增 加5°/。以上，容重降低5%;在土壤中60 180天達(dá)到全降解。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
1) 膨化稻草纖維的制備
稻草秸稈粉碎至80目，置于長(zhǎng)徑比為1: 40的雙螺桿擠壓膨化機(jī)中，蒸汽 閃爆條件為5MPa，閃爆時(shí)間2min，得到膨化稻草纖維。
2) 稱膨化稻草纖維100g，玉米淀粉50g，丙烯酸淀粉酯5g，聚乙烯醇25g， 三乙醇胺10g，硼酸lg，聚酰胺一環(huán)氧氯丙烷樹脂4g，吐溫-80 lg，自來水5000g， 上述原料依次置于反應(yīng)釜中，85。C土5t:條件下反應(yīng)lh后，得到膠狀粘稠液態(tài) 半透明物料，在田間現(xiàn)場(chǎng)將膠狀粘稠液態(tài)半透明物料在壟上直接噴灑成膜。
實(shí)施例2:
稱膨化稻草纖維100g，玉米淀粉75g，丙烯酸淀粉酯lg，聚乙烯醇50g，三 乙醇胺30g，硼酸3g，聚酰胺一環(huán)氧氯丙烷樹脂lg，吐溫-80 6g，自來水6000g， 上述原料依次置于反應(yīng)釜中，85X:條件下反應(yīng)lh后，得到膠狀粘稠液態(tài)半透明 物料，在田間現(xiàn)場(chǎng)將膠狀粘稠液態(tài)半透明物料在壟上直接噴灑成膜。
實(shí)施例3:
稱膨化稻草纖維100g，玉米淀粉60g，丙烯酸淀粉酯3g，聚乙烯醇30g，三 乙醇胺20g，硼酸5g，聚酰胺一環(huán)氧氯丙垸樹脂2g，吐溫-80 3g，自來水5500g， 上述原料依次置于反應(yīng)釜中，85。C士5。C條件下反應(yīng)lh后，得到膠狀粘稠液態(tài) 半透明物料，在田間現(xiàn)場(chǎng)將膠狀粘稠液態(tài)半透明物料在壟上直接噴灑成膜。
實(shí)施例4:
稱膨化稻草纖維100g，玉米淀粉55g，丙烯酸淀粉酯4g，聚乙烯醇30g，聚 乙二醇30g，硼酸3g和乙二醛1.5g，聚酰胺一環(huán)氧氯丙垸樹脂2g，吐溫-80 2g， 磷酸二氫胺0.7g，硫酸鉀0.3g， 2-4D丁酯lg，自來水6000g，上述原料依次置 于反應(yīng)釜中，85'C士5。C條件下反應(yīng)lh后，得到膠狀粘稠液態(tài)半透明物料，在 田間現(xiàn)場(chǎng)將膠狀粘稠液態(tài)半透明物料在壟上直接噴灑成膜。
實(shí)施例5:
稱膨化稻草纖維100g玉米淀粉，60g,丙烯酸淀粉酯5g，聚乙烯醇45g，山 梨醇30g，硼酸3g，聚酰胺一環(huán)氧氯丙垸樹脂3g，吐溫-80 4g，磷酸二氫胺lg， 2-4D丁酯0.1g， 5000g自來水，上述原料依次置于反應(yīng)釜中，85。C土5。C條件下 反應(yīng)lh后，得到膠狀粘稠液態(tài)半透明物料，在田間現(xiàn)場(chǎng)將膠狀粘稠液態(tài)半透明 物料在壟上直接噴灑成膜。
實(shí)施例6:
稱膨化稻草纖維100g，玉米淀粉65g，丙烯酸淀粉酯3g，聚乙烯醇35g，三 乙醇胺15g，丙三醇15g,硼酸2g和多聚甲醛lg，聚酰胺一環(huán)氧氯丙烷樹脂3g， 吐溫-80 3g、斯潘-80 1g、十二烷基苯磺酸鈉lg，十二烷基硫酸鈉lg，磷酸二氫 胺O. lg ， 2-4D丁酯lg， 5000g自來水，上述原料依次置于反應(yīng)釜中，85°C± 5。C條件下反應(yīng)lh后，得到膠狀粘稠液態(tài)半透明物料，在田間現(xiàn)場(chǎng)將膠狀粘稠 液態(tài)半透明物料在壟上直接噴灑成膜。 實(shí)施例7:
稱膨化稻草纖維100g，玉米淀粉50g，丙烯酸淀粉酯5g，聚乙烯醇35g，三 乙醇胺20g，聚乙二醇10g，硼酸4g，聚酰胺一環(huán)氧氯丙烷樹脂3g，吐溫-80 5g， 6000g自來水，上述原料依次置于反應(yīng)釜中，85。C士5。C條件下反應(yīng)lh后，得到 膠狀粘稠液態(tài)半透明物料，在田間現(xiàn)場(chǎng)將膠狀粘稠液態(tài)半透明物料在壟上直接 噴灑成膜。
實(shí)施例8:
稱膨化稻草纖維100g，玉米淀粉70g，丙烯酸淀粉酯5g，聚乙烯醇40g，三 乙醇胺10g，聚乙二醇10g，山梨醇10g，硼酸4g，聚酰胺一環(huán)氧氯丙垸樹脂5g， 吐溫-80 3g、斯潘-80 1g、十二垸基苯磺酸鈉lg，十二烷基硫酸鈉lg， 6000g自 來水，上述原料依次置于反應(yīng)釜中，85'C士5。C條件下反應(yīng)lh后，得到膠狀粘 稠液態(tài)半透明物料，在田間現(xiàn)場(chǎng)將膠狀粘稠液態(tài)半透明物料在壟上直接噴灑成 膜。
實(shí)施例9:
稱膨化稻草纖維100g，玉米淀粉75g，丙烯酸淀粉酯5g，聚乙烯醇50g， 三乙醇胺30g，硼酸5g，聚酰胺一環(huán)氧氯丙垸樹脂5g，吐溫-806g，磷酸二氫胺 0.5g，尿素0.3，磷酸f丐鉀0.2， 2-4D丁酯lg， 6000g自來水，上述原料依次置 于反應(yīng)釜中，85'C士5"C條件下反應(yīng)lh后，得到膠狀粘稠液態(tài)半透明物料，在 田間現(xiàn)場(chǎng)將膠狀粘稠液態(tài)半透明物料在壟上直接噴灑成膜。
權(quán)利要求
1、一種纖維素基可降解液體地膜，其特征在于該液體地膜以膨化稻草纖維為主要原料，添加玉米淀粉、丙烯酸淀粉樹脂、聚乙烯醇、三乙醇胺、硼酸、聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹脂、吐溫-80、水構(gòu)成，其添加量以膨化稻草纖維的重量份數(shù)為基準(zhǔn)分別計(jì)為膨化稻草纖維100份；玉米淀粉50～75份；丙烯酸淀粉樹脂1～5份；聚乙烯醇25～50份；三乙醇胺10～30份；硼酸1～5份；聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹脂1～4份；吐溫-801～6份；水5000～6000份。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素基可降解液體地膜，其特征在于該液體地膜添加聚乙二醇/丙三醇/山梨醇/作為增塑劑代替三乙醇胺，或?qū)⑵渲械囊环N 與其它混合使用。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素基可降解液體地膜，其特征在于該液體地膜添加多聚甲醛/乙二醛作為交聯(lián)劑代替硼酸，也可將硼酸與多聚甲醛或乙二醛以2: l的比例混合使用。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素基可降解液體地膜，其特征在于該液體地膜添加斯潘-80/十二烷基苯磺酸鈉/十二烷基硫酸鈉作為交聯(lián)劑代替硼酸，也可將硼酸與其它以3: 1: 1: l的比例混合使用。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素基可降解液體地膜，其特征在于該液體地膜添加增效劑磷酸二氫胺，添加量為0.1 1份。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素基可降解液體地膜，其特征在于該液體地膜添加除草劑2-4D 丁酯，添加量為0.1~1份。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維素基可降解液體地膜，其特征在于該液體地膜添加尿素/氯化銨/磷酸鈣鉀/磷酸鈣銨/過磷酸鈣/硫酸鉀作為增效劑代替磷 酸二氫胺。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維素基可降解液體地膜，其特征在于添加乙草胺、丁草胺、克草靈或其他生物農(nóng)藥代替2-4D丁酯。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的纖維素基可降解液體地膜，其特征在于所 添加的增效劑單獨(dú)或混合使用。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的纖維素基可降解液體地膜，其特征在于所 添加的除草劑單獨(dú)或混合使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種纖維素基可降解液體地膜，以膨化稻草纖維為主要原料，添加玉米淀粉、丙烯酸淀粉樹脂、聚乙烯醇、三乙醇胺、硼酸、聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹脂、吐溫-80、水構(gòu)成，其添加量以膨化稻草纖維的重量份數(shù)為基準(zhǔn)分別計(jì)為膨化稻草纖維100份；玉米淀粉50～75份；丙烯酸淀粉樹脂1～5份；聚乙烯醇25～50份；三乙醇胺10～30份；硼酸1～5份；聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹脂1～4份；吐溫-80 1～6份；水5000～6000份。添加增效劑、除草劑后地膜具有一定的肥效和滅草功能。纖維素基可降解液體地膜的濕強(qiáng)度大，保水性能好；同時(shí)具有較好的生物降解性和對(duì)農(nóng)藥化肥的緩釋性能，產(chǎn)品在田間壟上直接噴灑覆蓋成膜，成膜工藝簡(jiǎn)單，方便使用，尤其適用于東北或西北區(qū)域使用。
文檔編號(hào)C08L51/02GK101343383SQ20081013682
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者睿 周, 曹龍奎 申請(qǐng)人:曹龍奎