專利名稱：一種乳化蠟液體地膜的制備及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乳化石蠟液體地膜及其制備和使用方法。
背景技術(shù)：
干旱缺水是世界難題，中國更是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，人均只有 2200立方米，僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5，在世界上名列121位，是全球13個(gè)人均 水資源最貧乏的國家之一。因而，高效利用水資源是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，國內(nèi) 外科學(xué)家對(duì)節(jié)水技術(shù)的探索從來都沒有停止過。塑料地膜栽培技術(shù)的開發(fā)和使用是20世紀(jì)最有效的農(nóng)業(yè)新技術(shù)之一，直到今天 仍然在全球得到廣泛應(yīng)用。使用塑料地膜可以滿足農(nóng)作物保溫、保墑、保持肥力的需要，從 而達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。但塑料地膜主要以聚乙烯、聚丙烯為原料，經(jīng)過一定的工藝制成。 在長(zhǎng)期的使用過程中，人們發(fā)現(xiàn)其存在幾乎無法克服的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在(1)使用后殘留 在農(nóng)田里，不易清理，不易降解，成為環(huán)境公害；(2)鋪膜與破膜需要大量人力，費(fèi)工費(fèi)時(shí)；
(3)成本高，增加了使用者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。為了降低成本，提高使用效率，膜的厚度已經(jīng)降至 10 μ m以下，但同時(shí)增大了殘膜回收難度。近年來，國內(nèi)外科技工作者雖然在降解型地膜的 開發(fā)中取得了很大進(jìn)展，文獻(xiàn)報(bào)道雖多，實(shí)際應(yīng)用卻很少。原因是其在強(qiáng)度、成本和降解性 等方面仍存在很多缺陷。為了克服塑料地膜存在的問題，研究者進(jìn)行了不懈的努力，其中液體地膜的開發(fā) 在近年來成為重點(diǎn)。公開號(hào)為CN101161718A的專利公開了“一種生物降解液體地膜及制備 方法”。該發(fā)明是將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% -10%的淀粉加入帶有攪拌器、冷凝器和溫度計(jì)的反應(yīng) 器中，在75°C _85°C下糊化30分鐘，成透明粘稠狀淀粉糊，然后加入預(yù)先配制好的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為5% -10%的聚乙烯醇水溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% -10%的羧甲基纖維素水溶液，再把表面 活性劑和增塑劑加入混合的水溶液中。調(diào)PH值為2-4，加入交聯(lián)劑，在80°C -90°C下反應(yīng) 1-2小時(shí)，得到一種生物降解液體地膜。該液體地膜采用難降解的烷基苯磺酸鈉或烷基磺酸 鈉為表面活性劑，以有毒的甲醛或有刺激性氣味的戊二醛為交聯(lián)劑，長(zhǎng)期使用不僅對(duì)土壤 有危害，且在使用過程中也會(huì)給人體和環(huán)境帶來不同程度的傷害。公開號(hào)為CN1464029A的 專利公開了一種“木質(zhì)素節(jié)水保水復(fù)合液體地膜”，其成膜劑是由90%的木質(zhì)素溶液、3%的 殼聚糖、6%的膠原蛋白和0. 5%的表面活性劑和發(fā)泡劑混合而成。其同樣以有毒有害的甲 醛作為交聯(lián)劑，同時(shí)其所用的殼聚糖和膠原蛋白價(jià)格較高，無疑增加了產(chǎn)品成本。公開號(hào)為 CN101054454A的專利公開了“一種液體地膜及其制造方法和使用方法”，該液體地膜是由脂 肪酸殘?jiān)⒕垡蚁┐?、十八醇、中性乳化劑和水?jīng)過預(yù)處理、皂化、乳化和冷卻工藝制備而成 的。公開號(hào)為CN101054459A的專利公開了一種“一種液體地膜在棉花種植上的使用方法”， 該液體地膜的制備方法與CN101054454A相同，但該液體地膜僅用于棉花的種植，使用范圍 窄。公開號(hào)為CN101007903A的專利公開了一種“全降解液體地膜”，它以可再生、成本低廉 的天然高分子資源(腐植酸類、木素類、廢渣類等)為主要原料，配料中不含人工合成高分子單體，其降解時(shí)間為30-120天。該地膜仍然需要加入化學(xué)增塑成膜劑及抗氧劑等，同樣 有可能給土壤帶來潛在的危害。河北省科學(xué)技術(shù)情報(bào)所對(duì)國內(nèi)外文獻(xiàn)的查新報(bào)告認(rèn)為“本課題以石蠟和表面活性 劑為原料，通過正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)，得到了不同復(fù)合乳化劑制備乳化石蠟的優(yōu)化工藝，并利用制 備的乳化蠟開發(fā)了乳化蠟液體地膜的特點(diǎn)，在國內(nèi)外文獻(xiàn)中未見報(bào)道”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生物可降解的液體地膜，它不含甲醛等有毒交聯(lián)劑、也 不含各種抗氧劑。本發(fā)明以乳化石蠟為母體，添加少量聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纖維素、 聚乙烯吡咯烷酮、聚氨基酸等水溶性無毒可降解高分子中的一種或幾種，在使用時(shí)根據(jù)需 要可添加(當(dāng)然也可以不加)適量除草劑或各種肥料(氮、磷、鉀肥)，即可獲得本發(fā)明的液 體地膜。本發(fā)明提供一種生物可降解的液體地膜的組成及其各組分的質(zhì)量百分比為10_20 份石蠟，1-10份水溶性高分子，0. 5-5份乳化劑，0-10份除草劑，0-5份化肥，其余為水。本發(fā)明所述的乳化劑至少為皂腳、司班、硬脂酸或硬脂酸鈉、油酸或油酸鈉、 十二-十八醇中的二種。本發(fā)明所述的除草劑根據(jù)液體地膜所用作物中的主要雜草的品種進(jìn)行選擇，如2， 4-D 丁酯等。本發(fā)明所述的水溶性高分子為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氨基酸、聚乙烯吡咯烷 酮、乙基纖維素等水溶性高分子中的一種或幾種。本發(fā)明所述的氮肥為常用水溶性氮肥，如尿素、硫酸銨、硝酸銨、碳酸氫銨或碳酸 銨中的一種或幾種；本發(fā)明所述的磷肥為水溶性磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鈣中的 一種或幾種；本發(fā)明所述的鉀肥為水溶性鉀鹽，如氯化鉀、硝酸鉀等。本發(fā)明提供一種生物可降解液體地膜的制備方法及其工藝條件如下在帶有 熱夾套、攪拌器，冷凝器、溫度計(jì)的反應(yīng)釜中，按上述配比分別加入石蠟、乳化劑、水，在 500C -98°C，600-800r/min下攪拌一定時(shí)間，即可得到合格的乳化蠟產(chǎn)品；以乳化蠟為母 體，加入1-10份水溶性高分子，根據(jù)需要加入0-10份除草劑，0-5份化肥，充分?jǐn)嚢?，得到?種生物降解乳化蠟液體地膜；根據(jù)實(shí)際情況和需要，以任意比例的水進(jìn)行稀釋使用。與其他液體地膜相比，本發(fā)明的液體地膜具有如下特點(diǎn)(1)本發(fā)明所采用的原料均為無毒、無污染、且廉價(jià)易得的生物可降解材料，部分 為土壤需要的肥料；(2)本發(fā)明的乳化蠟及其液體地膜的制備設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝流程短、工藝 條件易于控制；(3)本發(fā)明的乳化蠟及其液體地膜無毒、無味、易于儲(chǔ)存、使用方便，屬于綠 色化學(xué)品；(4)本發(fā)明的液體地膜成本低、使用方便、適用范圍廣，可廣泛用于在農(nóng)業(yè)、林業(yè) 的各個(gè)方面。(5)本發(fā)明的液體地膜除了具有保墑、保溫、提暄和增產(chǎn)的作用外，還具有減少 作物病蟲害的作用，這可能是液體地膜中的各種材料與土壤中的硅鋁酸鹽緊密結(jié)合，形成 了致密的保護(hù)膜，從而將土壤中的蟲卵或其他作物致病菌殺死所致。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明不僅限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1 在攪拌條件下，于100克50°C的熱水中，加入油酸鈉3克，十二醇1克， 而后加入熔融的石蠟15克，攪拌均勻后，得到乳化蠟。在制備的乳化蠟中加入聚天冬氨酸 1克，攪拌均勻，即得乳化蠟液體地膜。
實(shí)施例2 在攪拌條件下，于100克98°C的熱水中，加入硬脂酸2克，油酸鈉2克， 十八醇1克，而后加入熔融的石蠟20克，攪拌均勻后，得到乳化蠟。在制備的乳化蠟中加入 聚天冬氨酸0. 5克，聚乙烯醇0. 5克，攪拌均勻，即得乳化蠟液體地膜。實(shí)施例3 在攪拌條件下，于100克60°C的熱水中，加入硬脂酸1克，油酸1克，氫 氧化鈉0. 3克，十四醇1克，而后加入熔融的石蠟10克，攪拌均勻后，得到乳化蠟。在制備 的乳化蠟中加入聚天冬氨酸0. 5克，聚乙烯醇0. 5克，聚乙烯吡咯烷酮0. 5克，攪拌均勻，即 得乳化蠟液體地膜。實(shí)施例4 在攪拌條件下，于100克80°C的熱水中，加入司班-80 2克，皂腳1克， 而后加入熔融的石蠟10克，攪拌均勻后，得到乳化蠟。在制備的乳化蠟中加入聚丙烯酰胺 1. 5克，乙基纖維素3克，攪拌均勻，即得乳化蠟液體地膜。實(shí)施例5 在攪拌條件下，于100克65°C的熱水中，加入皂腳2克，油酸2克，十六 醇1克，而后加入熔融的石蠟30克，攪拌均勻后，得到乳化蠟。在制備的乳化蠟中加入聚丙 烯酰胺1. 5克，聚乙烯吡咯烷酮5克，攪拌均勻，即得乳化蠟液體地膜。實(shí)施例6 在攪拌條件下，于100克70°C的熱水中，加入皂腳2克，油酸2克，十六 醇1克，而后加入熔融的石蠟20克，攪拌均勻后，得到乳化蠟。在制備的乳化蠟中加入聚丙 烯酰胺1. 5克，聚乙烯吡咯烷酮5克，攪拌均勻，即得乳化蠟液體地膜。實(shí)施例7 在攪拌條件下，于100克50°C的熱水中，加入油酸鈉2克，十二醇2克， 而后加入熔融的石蠟15克，攪拌均勻后，得到乳化蠟。在制備的乳化蠟中加入聚天冬氨酸 1克，氯化鉀1克，2，4-D 丁酯除草劑成品5克，攪拌均勻，得到乳化蠟液體地膜。實(shí)施例8 取實(shí)施例1制備的液體地膜1升，用水稀釋至40升，均勻噴施于1畝播 種后的豇豆地中。使用液體地膜的地塊幼苗苗壯、葉為墨綠色，不使用保墑劑的豇豆幼苗為 黃綠色；結(jié)莢后使用液體地膜的豇豆產(chǎn)量約比對(duì)比地塊產(chǎn)量提高25% ；使用液體地膜的豆 莢不出現(xiàn)病蟲害，而不使用保墑劑的豆莢20%有蟲害。實(shí)施例9 取實(shí)施例4制備的液體地膜1升，用水稀釋至40升，均勻噴施于1畝播 種后的菠菜地。與不噴施液體地膜的同樣的地塊對(duì)比，土壤保濕時(shí)間長(zhǎng)，低溫高，出苗提前 一天，出苗率提高12%。實(shí)施例10 取實(shí)施例2制備的液體地膜1升，用水稀釋至50升，在小麥澆完第一 次返青水后，均勻噴灑液體地膜，與不噴施液體地膜的同樣的地塊對(duì)比，20天后5cm 土壤表 層含水量分別為22%和12% ；經(jīng)處理后的小麥成熟期葉片明顯厚于對(duì)比組，且抗熱干風(fēng)能 力強(qiáng)，比對(duì)照組小麥晚收5-7天，千粒重增加5克。實(shí)施例11 取實(shí)施例2制備的液體地膜0. 9升，用水稀釋至30升，均勻噴灑于1畝 蔬菜大棚中，與不噴施液體地膜的同樣的大棚對(duì)比，棚內(nèi)濕度下降40-50%，液體地膜具有 明顯的保濕作用。實(shí)施例12 取實(shí)施例4制備的液體地膜0. 9升，用水稀釋至30升，均勻噴灑于1畝 小拱棚土豆中，測(cè)試表明液體地膜與普通地膜具有相同的增溫作用，但大大地減少了使用 成本和環(huán)境污染。
實(shí)施例13 取實(shí)施例3制備的液體地膜20升，用水稀釋至600升，均勻噴灑于20 畝播種后的白菜地中，在田間管理相同條件下與不噴施液體地膜的同樣地塊對(duì)比，使用液 體地膜的白菜提前10天進(jìn)入圓棵期，且菜很緊，增產(chǎn)1/3。實(shí)施例14 取實(shí)施例5制備的液體地膜1升，用水稀釋至40升，在春寒無雨氣候下 提前15天均勻噴施于早播的花生、玉米地中，種子能夠正常發(fā)芽、出苗，且幼苗既齊又壯。
實(shí)施例15 取實(shí)施例6制備的液體地膜1升，用水稀釋至60升，均勻噴灑于1畝 間苗后6葉1蕊期玉米地中，在其他條件相同的情況下，與不噴施液體地膜的同樣地塊對(duì) 比，玉米千粒重分別為333克和292克，噴施液體地膜的地塊增產(chǎn)26. 47%，投入產(chǎn)出比為 1 9. 87ο實(shí)施例16 取實(shí)施例7制備的液體地膜1升，用水稀釋至60升，均勻噴灑于1畝 間插秧后的水稻中，在其他條件相同的情況下，與不噴施液體地膜的同樣地塊對(duì)比，水稻千 粒重分別為22. 2克和18克，增產(chǎn)15. 79%，投入產(chǎn)出比為1 17.1。實(shí)施例17 取實(shí)施例1制備的液體地膜1升，用水稀釋至20升，均勻噴灑于將剛 起苗的楊樹苗木和大杏扁苗木上，按常規(guī)植樹方法進(jìn)行栽種、管理，在栽種后澆水一次。移 栽的楊樹和大杏扁樹的成活率分別比對(duì)比組分別提高16%和13.4% ；此外，從成活的苗木 可看出，噴灑液體膜組的苗木未發(fā)現(xiàn)蟲害，而對(duì)照組的苗木有膩蟲等蟲害發(fā)生。實(shí)施例18 取實(shí)施例5制備的液體地膜1升，用水稀釋至30升，均勻地噴灑在花 蕾期的大杏扁樹上。試驗(yàn)表明，噴灑“液體地膜”的大杏扁樹較對(duì)比組有明顯的抗凍和防風(fēng) 能力——大杏扁樹花朵掉落程度低于對(duì)比組，結(jié)果率明顯高于對(duì)比組；“液體地膜”確有防 治蟲害的作用。
權(quán)利要求
一種生物可降解的液體地膜的組成及其各組分的質(zhì)量百分比為90-95份乳化石蠟，1-10份水溶性高分子，0-10份除草劑成品，水溶性0-5份化肥。
2.權(quán)利要求1所指的乳化蠟在下列條件下制備即在50°C-98°C范圍內(nèi)，在100份水 中分別加入乳化劑2-5份、石蠟10-20份，于600-800r/min下攪拌一定時(shí)間，即可得到乳化蠟。
3.權(quán)利要求1所指的水溶性高分子為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氨基酸、聚乙烯吡咯烷 酮、乙基纖維素等水溶性高分子中的一種或幾種。
4.權(quán)利要求1所指的除草劑可以根據(jù)液體地膜應(yīng)用的作物或植物不同而任意選定。
5.權(quán)利要求1所指的水溶性化肥為氮肥、磷肥、鉀肥中的一種或幾種。
6.權(quán)利要求2所指的乳化劑為皂腳、司班、硬脂酸、硬脂酸鈉、油酸、油酸鈉、十二-十八 醇中的二種或二種以上的復(fù)合物。
7.權(quán)利要求5所指的水溶性氮肥為尿素、硫酸銨、硝酸銨、碳酸氫銨或碳酸銨；所指的 水溶性磷肥為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鈣；所指的水溶性鉀肥為氯化鉀、硝酸鉀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種生物可降解的無毒、無污染的乳化蠟液體地膜。該液體地膜的組成及其各組分的質(zhì)量百分比為乳化石蠟90-95，水溶性高分子1-10份，除草劑0-10份，化肥0-5份。該液體地膜可廣泛用于農(nóng)作物、蔬菜及林木，具有保濕、保溫、增產(chǎn)及抗病蟲害的作用。
文檔編號(hào)C08L29/04GK101805482SQ20091000889
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者侯占忠, 史建公, 史建純, 孫喜龍, 張敏宏, 張毅, 王萬林, 王金娥, 石勤智, 董友平, 趙丙寅, 趙桂良, 郝罡 申請(qǐng)人:河北北方學(xué)院;中石化催化劑北京燕山分公司