技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于農(nóng)用薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種地膜噴涂液，特別是一種全降解土壤保墑膜噴涂液，用于農(nóng)業(yè)場合對土壤墑情進行調(diào)整和保護，提高作物發(fā)育能力。

背景技術(shù)：
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施用地膜可以滿足農(nóng)作物保溫、保墑、保持肥力達到增產(chǎn)增收的需要而被廣泛推廣應(yīng)用，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的一項重要技術(shù)。但由于目前大多數(shù)地膜為聚乙烯或聚氯乙烯，其穩(wěn)定性極高，降解過程相當(dāng)緩慢，已造成嚴(yán)重的白色污染。為解決這一問題，在科技發(fā)展的推動下，逐步研制出多種可降解地膜，主要以腐殖酸、乳化瀝青、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯及其聚合物中的一種或幾種為主要原料，如中國專利cn102533276a公開了用蒙脫石、腐殖酸生產(chǎn)可降解液態(tài)地膜，腐殖酸作主要原料解決了地膜對土地環(huán)境的污染；中國專利cn1277228a公開的多功能可降解黑色液態(tài)地膜主要是以石油瀝青或渣油為原料，成本較高，原料來源受到一定限制，另外該物質(zhì)稀釋時遇硬水容易被乳化導(dǎo)致成膜性降低；中國專利cn1935878a公開了一種多功能可降解地膜是聚乙烯醇、丙烯酸、淀粉的混合溶液，二者的成本較高，降解性差。中國專利cn105503482a公開了一種海藻液態(tài)肥料地膜粉，以海藻提取粉為主要原料，配合聚乙烯醇、羥甲基纖維素、絲蛋白粉、增氧劑和無機肥粒子，制得可降解的地膜，但是存在海藻提取粉制作復(fù)雜，海藻作為主要原料單一使用帶來的成膜時間長、抗張強度不夠的問題。

發(fā)展可完全降解地膜能夠較好的解決地膜污染的問題。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的可降解地膜在一定程度上避免了“白色污染”，但普遍存在成膜時間長、成膜效果差，不能完全降解等缺點，使用效果差，推廣也具有一定的局限性，因此，設(shè)計制備一種全降解土壤保墑膜噴涂液。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供一種全降解土壤保墑膜噴涂液，在地表的成膜效果好且速度快，能夠自動全降解，具有保墑、增溫的作用，且具有改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力的功能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的全降解土壤保墑膜噴涂液，按照重量份數(shù)包括：聚羥基鏈烷酸酯聚合物20～40份，脂肪酯類縮聚物8～15份，海藻提取物20～30份，正己烷100～150份，秋葵秸葉粉30～40份，玉米須5～10份，改性粘土粉3～5份，成膜劑10～15份，交聯(lián)劑5～12份，光敏劑3～5份，任選的功能助劑8～15份。

本發(fā)明所述聚羥基鏈烷酸酯聚合物能夠生物降解，包含兩種無規(guī)重復(fù)單體單元；其中占聚羥基鏈烷酸酯單體單元40～60％的第一種無規(guī)重復(fù)單體單元具有通式(ⅰ)的結(jié)構(gòu)：

式中：r¹是h，或者c1～c3烷基，并且n是1或2。

聚羥基鏈烷酸酯聚合物中包括的第二種無規(guī)重復(fù)單體單元具有通式(ⅱ)的結(jié)構(gòu)：

式中：r²是h，或者c3～c19烷基或者c3～c19鏈烯基，并且m是2至16。

本發(fā)明使用的聚羥基鏈烷酸酯優(yōu)選由生物有機體通過發(fā)酵或者由轉(zhuǎn)基因的綠色植物獲得；優(yōu)選的，聚羥基鏈烷酸酯聚合物中第一種無規(guī)重復(fù)單體單元與第二種無規(guī)重復(fù)單體單元的摩爾比為約50:50，在成膜過程中具有優(yōu)異的拉伸模量和破裂韌性；聚羥基鏈烷酸酯聚合物的數(shù)均分子量為大于250,000克/摩爾。

本發(fā)明所述脂肪酯類縮聚物由1,4-丁二酸和琥珀酸或其酸酐合成，或1,4-丁二酸、琥珀酸或其酸酐和己二酸合成。

本發(fā)明涉及的聚羥基鏈烷酸酯通常結(jié)晶相當(dāng)緩慢，與其它組分的加工速度差異較大而對產(chǎn)品造成不利影響，為避免聚羥基鏈烷酸酯的內(nèi)在結(jié)晶緩慢問題，脂肪酯類縮聚物有助于加速共混物中聚羥基鏈烷酸酯的結(jié)晶，這是由于共混物的酯類縮聚物部分結(jié)晶加速和聚羥基鏈烷酸酯部分的結(jié)晶加速共同作用的結(jié)果，因此，能夠以更快的速率達到成膜性的要求，在整體上獲得有益效果。

本發(fā)明所述的海藻提取物由以下方法制得：將新鮮海藻或者浸泡后的干海藻洗凈備用，采用機械破碎成細小的顆粒后加入到反應(yīng)裝置中，再加入水和乙醇，一并進行打漿，得到打漿液a，在超聲波條件下處理打漿液a20～40分鐘，所述超聲頻率為60～90hz，處理溫度為20～50℃，打完漿后加入脂肪醇聚氧乙烯醚，在20～45℃下浸泡12～48小時，低溫低壓蒸餾回收部分有機溶劑，蒸餾溫度為45～65℃，蒸餾壓力為-0.5～-1.2mpa，壓濾得到海藻渣及濾液，壓濾機選用濾布孔徑為800～4500目，所述濾液為海藻提取物；其中海藻顆粒、水、乙醇和脂肪醇聚氧乙烯醚的質(zhì)量比為5～30:10～85:10～85:0.01～0.1。

本發(fā)明涉及的海藻包括滸苔和海帶，采用水和有機溶劑相結(jié)合的提取方法，首先利用超聲的作用破壞海藻植物細胞，使溶劑滲透到其中，然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚作為濕潤滲透劑，能夠在常溫常壓下快速溶解海藻的保護膜，達到快速提取的目的；海藻及其提取液中含有植物生長所必需的很多無機養(yǎng)分和天然成膜成份，并且含有豐富的胺類、吲哚類化合物等植物生長物質(zhì)和對其他生理活性物質(zhì)，以及海藻藥類等，作為噴涂液的成份之一，不僅能夠使地膜的粘彈性、成膜性和保濕性好，還可作為肥料、農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)劑等。

本發(fā)明所述的改性粘土粉由以下方法制得：將粘土粉與氨水、硅烷偶聯(lián)劑kh-550按1:3～5:0.2～0.8的重量比密封混合，在攪拌的作用下浸泡2～5h，再沉淀3～5h，取下層沉淀物，自然晾干，粉碎成細度小于150目的粉末得改性粘土粉，其中氨水能夠重復(fù)利用。

經(jīng)過改性的粘土粉分散在噴涂液中，能夠起到增強地膜力學(xué)性能的作用，同時能夠很好的吸附功能助劑，使噴涂液更穩(wěn)定，噴灑后功能助劑能夠滲透到土壤中，更好的發(fā)揮融合土壤的相應(yīng)作用。

本發(fā)明所述的秋葵秸葉粉和玉米須由以下方法制得：取花期的秋葵秸葉，自然晾干，分級粉碎成細度小于150目的粉末；取秋季采摘的玉米棒上的須毛，自然晾干，切剪成長度小于1mm的顆粒段狀；

本發(fā)明涉及的經(jīng)過處理的秋葵秸葉粉和玉米須是保墑、增溫作用的液態(tài)地膜的粘合覆膜材料，具有性質(zhì)穩(wěn)定、乳化分散好、粘度大和可降解的特性，在成膜過程中發(fā)揮纖維和凝結(jié)作用，降解后可腐化分解為腐殖酸，具有集農(nóng)藥、肥料和地膜于一身的特點。

本發(fā)明所述成膜劑為聚乙烯醇或普魯蘭膠；所述交聯(lián)劑為n,n-亞甲基雙丙烯酰胺或羧甲基纖維素；所述光敏劑為n,n-二丁基二硫代氨基甲酸鐵、二硫代氨基甲酸鎳、二苯甲酮或甲基乙烯酮中的一種或幾種；所述功能助劑為除草劑、殺菌劑、微肥、發(fā)泡劑、防凍劑或氣凝膠中的一種或其組合。

本發(fā)明為了彌補生物降解的不完全性，在噴涂液中還加入光敏劑，使得噴涂液及其地膜同時具有生物降解性和光降解性，在預(yù)定的10～30天使用周期后，能完全降解為對土壤無害且有益的物質(zhì)。

本發(fā)明涉及的功能助劑根據(jù)不同作物的生長需要選擇添加或不添加，在寒冷地區(qū)防凍植物應(yīng)用中可加入防凍劑到噴涂液中，在雜草較多的植物應(yīng)用中可加入除草劑、殺菌劑到噴涂液中，在需要隔熱保溫的環(huán)境中可加入氣凝膠到噴涂液中，在需要提高肥力的情況下在噴涂液中加入微肥。通過調(diào)整功能助劑的種類和用量，獲得適合不同作物的噴涂液進而形成地膜。

本發(fā)明還提供了土壤保墑膜噴涂液的使用方法，步驟為：將所述噴涂液中的各物質(zhì)按配比混合，然后將噴涂液添加到其10～14倍質(zhì)量的水中進行攪拌，攪拌均勻后噴灑至土壤表面后，使其形成膜式表層，覆蓋于土壤表面上并構(gòu)成防水膜，其保質(zhì)期為10～30天，然后可自動降解。

本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：一是與現(xiàn)有技術(shù)相比，噴涂液采用聚羥基鏈烷酸酯與脂肪酯類縮聚物并用，同時配合海藻提取物、秋葵秸葉粉、玉米須和改性粘土粉，在成膜劑和交聯(lián)劑的作用下，協(xié)同作用加快結(jié)晶快速成膜，能夠提高地膜涵養(yǎng)水分、吸熱保溫的能力，同時具有改善土壤狀況、增加土壤肥力的功能；二是噴涂液具有自動全降解的環(huán)保性能，具有光和生物雙降解功能，聚羥基鏈烷酸酯、脂肪酯類縮聚物與其它已知的天然可生物降解物質(zhì)例如淀粉或纖維素非常相像，這些材料在環(huán)境中最終生物降解為co2、h2o和生物質(zhì)；海藻提取物、秋葵秸葉粉、玉米須可完全降解且來源廣泛、價格低廉；噴涂液力學(xué)性能和環(huán)保性能良好，可以代替已有的塑料地膜用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，徹底解決了由于塑料地膜的使用帶來的土壤貧瘠和白色污染問題；三是噴涂液采用噴灑的方式成膜，省工省時，操作簡單，成膜效果好且速度快，不僅具有保墑、增溫的作用，而且不妨礙植物的幼苗穿過膜層，一般在使用10～30天后可以實現(xiàn)完全降解，應(yīng)用環(huán)境友好。

具體實施方式：

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1：

本實施例涉及的全降解土壤保墑膜噴涂液，按照重量份數(shù)包括：聚羥基鏈烷酸酯聚合物20份，脂肪酯類縮聚物8份，海藻提取物30份，正己烷100份，秋葵秸葉粉40份，玉米須10份，改性粘土粉5份，普魯蘭膠15份，羧甲基纖維素5份，n,n-二丁基二硫代氨基甲酸鐵3份，微肥12份，該噴涂液的溶劑為水；

所述聚羥基鏈烷酸酯聚合物是可生物降解的，包含兩種無規(guī)重復(fù)單體單元；其中占聚羥基鏈烷酸酯單體單元50％的第一種無規(guī)重復(fù)單體單元具有通式(ⅰ)的結(jié)構(gòu)：

式中：r¹是c2烷基，并且n是2；

聚羥基鏈烷酸酯聚合物中包括的第二種無規(guī)重復(fù)單體單元具有通式(ⅱ)的結(jié)構(gòu)：

式中：r²是c10鏈烯基，并且m是12；

本實施例使用的聚羥基鏈烷酸酯優(yōu)選由生物有機體通過發(fā)酵或者由轉(zhuǎn)基因的綠色植物獲得；聚羥基鏈烷酸酯聚合物中第一種無規(guī)重復(fù)單體單元與第二種無規(guī)重復(fù)單體單元的摩爾比為約50:50，在成膜過程中具有優(yōu)異的拉伸模量和破裂韌性；聚羥基鏈烷酸酯聚合物的數(shù)均分子量為350,000克/摩爾；

本實施例所述脂肪酯類縮聚物由1,4-丁二酸和琥珀酸合成。

本實施例所述海藻提取物由以下方法制備：將新鮮海藻或者浸泡后的干海藻洗凈備用，采用機械破碎成細小的顆粒后加入到反應(yīng)裝置中，再加入水和乙醇，一并進行打漿，得到打漿液a，在超聲波條件下處理打漿液a40分鐘，所述超聲頻率為60hz，處理溫度為20℃，打完漿后加入脂肪醇聚氧乙烯醚，在45℃下浸泡12小時，低溫低壓蒸餾回收部分有機溶劑，蒸餾溫度為65℃，蒸餾壓力為-0.5mpa，壓濾得到海藻渣及濾液，壓濾機選用濾布孔徑為3000目，所述濾液為海藻提取物；其中海藻顆粒、水、乙醇和脂肪醇聚氧乙烯醚的質(zhì)量比為30:85:85:0.1；

本實施例所述粘土粉由以下方法改性：將粘土粉與氨水、硅烷偶聯(lián)劑kh-550按1:4:0.5的重量比密封混合，在攪拌的作用下浸泡3h，再沉淀3h，取下層沉淀物，自然晾干，粉碎成細度小于150目的粉末，其中氨水能夠重復(fù)利用，一次使用的消耗率低于20％；

本實施例所述秋葵秸葉粉和玉米須的處理過程為：取花期的秋葵秸葉，自然晾干，分級粉碎成細度小于150目的粉末；取秋季采摘的玉米棒上的須毛，自然晾干，切剪成長度小于1mm的顆粒段狀；

本實施例還提供了土壤保墑膜噴涂液的使用方法，步驟為：將所述噴涂液中的各物質(zhì)按配比混合，然后將噴涂液添加到其12倍質(zhì)量的水中進行攪拌，攪拌均勻后噴灑至土壤表面即可。

實施例2：

本實施例涉及的全降解土壤保墑膜噴涂液，按照重量份數(shù)包括：聚羥基鏈烷酸酯聚合物40份，脂肪酯類縮聚物15份，海藻提取物25份，正己烷120份，秋葵秸葉粉35份，玉米須6份，改性粘土粉4份，聚乙烯醇10份，羧甲基纖維素10份，甲基乙烯酮5份，防凍劑10份，該噴涂液的溶劑為水。

本實施例所述聚羥基鏈烷酸酯聚合物是可生物降解的，包含兩種無規(guī)重復(fù)單體單元；其中占聚羥基鏈烷酸酯單體單元40％的第一種無規(guī)重復(fù)單體單元具有通式(ⅰ)的結(jié)構(gòu)：

式中：r¹是h，并且n是2。

聚羥基鏈烷酸酯聚合物中包括的第二種無規(guī)重復(fù)單體單元具有通式(ⅱ)的結(jié)構(gòu)：

式中：r²是c8烷基，并且m是6。

本實施例使用的聚羥基鏈烷酸酯優(yōu)選由生物有機體通過發(fā)酵或者由轉(zhuǎn)基因的綠色植物獲得，聚羥基鏈烷酸酯聚合物的數(shù)均分子量為300,000克/摩爾。

本實施例所述脂肪酯類縮聚物由1,4-丁二酸和己二酸合成。

本實施例所述海藻提取物、改性粘土粉、秋葵秸葉粉和玉米須的制備或處理的具體工藝步驟同實施例1。

本發(fā)明還提供了土壤保墑膜噴涂液的使用方法，步驟為：將所述噴涂液中的各物質(zhì)按配比混合，然后將噴涂液添加到其10倍質(zhì)量的水中進行攪拌，攪拌均勻后噴灑至土壤表面即可。

實施例3：

本實施例涉及的全降解土壤保墑膜噴涂液，按照重量份數(shù)包括：聚羥基鏈烷酸酯聚合物30份，脂肪酯類縮聚物10份，海藻提取物20份，正己烷150份，秋葵秸葉粉30份，玉米須8份，改性粘土粉3份，聚乙烯醇13份，羧甲基纖維素12份，甲基乙烯酮4份，防凍劑14份，該噴涂液的溶劑為水。

本實施例所述聚羥基鏈烷酸酯聚合物是可生物降解的，包含兩種無規(guī)重復(fù)單體單元；其中占聚羥基鏈烷酸酯單體單元60％的第一種無規(guī)重復(fù)單體單元具有通式(ⅰ)的結(jié)構(gòu)：

式中：r¹是c1烷基，并且n是1。

聚羥基鏈烷酸酯聚合物中包括的第二種無規(guī)重復(fù)單體單元具有通式(ⅱ)的結(jié)構(gòu)：

式中：r²是h，并且m是16。

本實施例使用的聚羥基鏈烷酸酯優(yōu)選由生物有機體通過發(fā)酵或者由轉(zhuǎn)基因的綠色植物獲得，聚羥基鏈烷酸酯聚合物的數(shù)均分子量為390,000克/摩爾。

本實施例所述脂肪酯類縮聚物由琥珀酸和己二酸合成。

本實施例所述海藻提取物、改性粘土粉、秋葵秸葉粉和玉米須的制備或處理的具體工藝步驟同實施例1。

本發(fā)明還提供了土壤保墑膜噴涂液的使用方法，步驟為：將所述噴涂液中的各物質(zhì)按配比混合，然后將噴涂液添加到其14倍質(zhì)量的水中進行攪拌，攪拌均勻后噴灑至土壤表面即可。

對實施例1-3所得的噴涂液及其形成的液態(tài)地膜進行力學(xué)性能測試，薄膜抗張強度用ttm-500a型電腦抗張試驗機，按gb/t13022-91標(biāo)準(zhǔn)測定，測得本發(fā)明的噴涂液形成液態(tài)地膜抗張強度為2.8～3.5kn/m²，實施例1-3的噴涂液噴灑成膜，與未噴灑噴涂液的土壤相比，可升高土壤溫度5～8℃，與覆蓋塑料地膜相比，土壤保水率相當(dāng)，肥力可提高15～25％，可提高畝產(chǎn)和提前成熟期，經(jīng)10～30天分段裂開，60～80天全部降解。

本實施例制備的噴涂液密封保存，保存環(huán)境溫度低于25℃時可保存8～12個月，且隨時間增長，其成膜性下降，所以，本產(chǎn)品應(yīng)在成品生產(chǎn)后8個月內(nèi)使用效果最佳。