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CN111303907B - 一种防尘固沙环保液体地膜材料的制备方法 - Google Patents

一种防尘固沙环保液体地膜材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防尘固沙环保液体地膜材料的制备方法，主要应用于土地沙漠化的治理以及吸附公路、铁路周边粉尘。该方法采用二次喷洒的方式，先将阳离子淀粉、木质素磺酸钠、丙三醇进行共混制备出共混膜液，喷洒在土壤表面，喷后风干，然后进一步将腐植酸溶液和水性聚氨酯进行共混，进行二次喷洒，干后即可在土壤表面形成一层褐色的膜。本发明的液体地膜原料均为无毒环保材料，价格低，制备工艺简单，成膜后具有一定的抗水性和好的力学强度，增温保墒，防尘固沙，降低PM2.5，具有可降解的特点，降解后可为土壤提供肥料，具有较大的现实应用价值和经济效益。

Description

一种防尘固沙环保液体地膜材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种防尘固沙环保液体地膜材料的制备方法，属于化工农林材料领域。
背景技术
近年来，人们愈加重视对环境的保护，由于塑料地膜大多以聚乙烯、聚丙烯等化学物质制成，具有增温保墒、保水保肥、促进植物对水的吸收，提高土壤肥力的作用外，还有易破碎，无法二次利用，不易降解等问题，地膜长期使用不能及时回收处理，致使土壤板结，通透性变差，对土壤和环境造成了严重的污染。
液体地膜是一种乳状悬浮液，喷洒在土壤表面，可改善土壤的物理性状，使分散的土壤形成团粒，起到防尘固沙的作用。液体地膜的作用机理是，成膜物质会封闭土壤表面的空隙，达到抑制水分蒸发的作用，使土壤粘结在一起，保温保水，改良土壤结构，具有可降解性。目前液体地膜大多是纤维素类和木质素类地膜，还普遍存在以下问题：价格较高，膜维持时间短，强度低，韧性差，抗水性差，地表易开裂，对雨水渗透性差，使用一段时间后力学性能显著下降，效果不理想，市场推广困难等。对地膜的生产技术和方法进行改进，使用无毒环保可降解的原料，利用生物质原料，开发研制性能优良的可降解液体地膜，是解决目前膜污染问题的有效途径。
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，具有无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。水性聚氨酯是一种绿色高分子材料，分子中含有大量的氨基甲酸酯链段，具有良好的生物相容性，同时这种结构也决定了它具有良好的生物可降解性。
发明内容
本发明提供了一种防尘固沙环保液体地膜材料的制备方法，采用二次喷洒的方式，先将阳离子淀粉、木质素磺酸钠、丙三醇进行共混制备出共混膜液，喷洒在土壤表面，喷后风干，然后进一步将腐植酸溶液和水性聚氨酯进行共混，进行二次喷洒，干后即可在土壤表面形成一层褐色的膜，制备出各项性能稳定、防尘固沙的环保液体地膜材料。
为实现上述目的，本发明所制备的防尘固沙环保液体地膜厚度为25~100μm，干拉伸强度为1.7~9MPa，断裂伸长率为25~300%，湿拉伸强度为0.3~7.5MPa，断裂伸长率为10~180%。
本发明所采取的技术方案如下：一种防尘固沙环保液体地膜材料，第一层由以下重量百分比的组分组成：阳离子淀粉1~4%、木质素磺酸钠0.3~1.2%、丙三醇0.5~2%、水补足；第二层由以下重量百分比的组分组成：腐植酸1~5%、水性聚氨酯25~40%、水补足。
所述液体地膜第一层反应温度为80~95℃，反应时间为2~4h。
所述液体地膜第二层腐植酸溶解的反应温度为80~90℃，反应时间为1~2h。
所述阳离子淀粉为季铵型阳离子淀粉、叔氨型阳离子淀粉中的一种。
所述水性聚氨酯为阴离子脂肪族水性聚氨酯中的一种。
所述腐植酸为溶于碱的棕腐植酸中的一种。
上述的防尘固沙环保液体地膜材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：用去离子水溶解阳离子淀粉，温度为80~95℃，待其糊化后继续搅拌10~15min，然后加入木质素磺酸钠和丙三醇，继续搅拌1~2h，得到共混膜液，降温至常温，喷洒施用在土壤表面；
步骤二：用1%NaOH溶液溶解腐植酸，温度为80~90℃，搅拌1~2h，加入柠檬酸将腐植酸溶液中和，然后与水性聚氨酯在常温下共混，得到共混液，喷洒在步骤一成膜后的表面。
本发明的有益效果在于：本发明生产的防尘固沙环保液体地膜，该液体地膜原料均为无毒环保材料，价格低，使用安全，制备工艺简单，成膜后具有一定的抗水性和好的力学强度，韧性好，增温保墒，防尘固沙，降低PM2.5，具有可降解的特点，降解后可为土壤提供肥料。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本例。
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
实施例1防尘固沙环保液体地膜的制备
步骤一：用去离子水溶解2%阳离子淀粉，温度为80℃，待其糊化后继续搅拌10min，然后加入0.6%木质素磺酸钠和1.5%丙三醇，继续搅拌1h，得到共混膜液，降温至常温，喷洒施用在土壤表面；
步骤二：用1%NaOH溶液溶解1%腐植酸，温度为80℃，搅拌1h，加入柠檬酸将腐植酸溶液中和，然后与30%水性聚氨酯在常温下共混，得到共混液，喷洒在步骤一成膜后的表面。
实施例2防尘固沙环保液体地膜的制备
步骤一：用去离子水溶解3%阳离子淀粉，温度为85℃，待其糊化后继续搅拌12min，然后加入0.8%木质素磺酸钠和1.8%丙三醇，继续搅拌1.5h，得到共混膜液，降温至常温，喷洒施用在土壤表面；
步骤二：用1%NaOH溶液溶解2%腐植酸，温度为85℃，搅拌1.5h，加入柠檬酸将腐植酸溶液中和，然后与32%水性聚氨酯在常温下共混，得到共混液，喷洒在步骤一成膜后的表面。
实施例3防尘固沙环保液体地膜的制备
步骤一：用去离子水溶解4%阳离子淀粉，温度为90℃，待其糊化后继续搅拌15min，然后加入0.9%木质素磺酸钠和2%丙三醇，继续搅拌2h，得到共混膜液，降温至常温，喷洒施用在土壤表面；
步骤二：用1%NaOH溶液溶解3%腐植酸，温度为90℃，搅拌2h，加入柠檬酸将腐植酸溶液中和，然后与35%水性聚氨酯在常温下共混，得到共混液，喷洒在步骤一成膜后的表面。
对实施例1-3生产的液体地膜进行测试：其厚度为25~50μm，干拉伸强度为3MPa以上，断裂伸长率为100%以上，湿拉伸强度为2MPa以上，断裂伸长率为80%以上。
上述说明指出并描述了本发明的若干优选实施例，但应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其它实施例的排除。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种防尘固沙环保液体地膜材料的制备，其特征在于，第一层由以下重量百分比的组分组成：阳离子淀粉1~4%、木质素磺酸钠0.3~1.2%、丙三醇0.5~2%、水补足；第二层由以下重量百分比的组分组成：腐植酸1~5%、水性聚氨酯25~40%、水补足；步骤一：用去离子水溶解阳离子淀粉，温度为80~95℃，待其糊化后继续搅拌10~15min，然后加入木质素磺酸钠和丙三醇，继续搅拌1~2h，得到共混膜液，降温至常温，喷洒施用在土壤表面；步骤二：用1%NaOH溶液溶解腐植酸，温度为80~90℃，搅拌1~2h，加入柠檬酸将腐植酸溶液中和，然后与水性聚氨酯在常温下共混，得到共混液，喷洒在步骤一成膜后的表面。
2.根据权利要求1所述的防尘固沙环保液体地膜材料的制备，其特征在于，所述液体地膜厚度为25~100μm，干拉伸强度为1.7~9MPa，断裂伸长率为25~300%，湿拉伸强度为0.3~7.5MPa，断裂伸长率为10~180%。
3.根据权利要求1所述的防尘固沙环保液体地膜材料的制备，其特征在于，所述液体地膜第一层反应温度为80~95℃，反应时间为2~4h。
4.根据权利要求1所述的防尘固沙环保液体地膜材料的制备，其特征在于，所述液体地膜第二层腐植酸溶解的反应温度为80~90℃，反应时间为1~2h。
5.根据权利要求1所述的防尘固沙环保液体地膜材料的制备，其特征在于，所述阳离子淀粉为季铵型阳离子淀粉、叔氨型阳离子淀粉中的一种。
6.根据权利要求1所述的防尘固沙环保液体地膜材料的制备，其特征在于，所述水性聚氨酯为阴离子脂肪族水性聚氨酯中的一种。
7.根据权利要求1所述的防尘固沙环保液体地膜材料的制备，其特征在于，所述腐植酸为溶于碱的棕腐植酸中的一种。
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