一种农业用黑色聚乙烯地膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及农业领域，公开了一种农业用黑色聚乙烯地膜及其制备方法。该地膜包括以下组分：聚乙烯75‑85wt％，黑色母粒4‑6wt％、聚乙烯醇4‑8wt％，多功能母粒4‑8wt％，润滑剂0.5‑2.5wt％，掺杂型纳米二氧化钛0.5‑1.5wt％，硅烷偶联剂0.25‑0.75％。该地膜呈黑色，能够避光，从而使得杂草无法进行光合作用而无法生存。多功能母粒具有保水、增氧、杀虫功能。此外对于化学增氧剂、杀虫成分还具有缓释效果，能够持续、稳定地释放活性成分。掺杂型纳米二氧化钛具有光催化性，能够缓慢使地膜降解。本发明专利技术的制备方法简单、合理，适于大规模生产。

Black polyethylene film for agriculture and preparation method thereof

The invention relates to the field of agriculture, and discloses a black polyethylene film for agriculture and a preparation method thereof. The film comprises the following components: 75 polyethylene 85wt%, 4 black masterbatch 6wt%, polyvinyl alcohol 4 8wt% multifunctional masterbatch 4 8wt%, 0.5 2.5wt% lubricants, 0.5 1.5wt% doped nano titanium dioxide, silane coupling agent 0.25 0.75%. The film is black and can resist light, so that weeds can not be photosynthesis, and can not survive. The multifunctional masterbatch has the functions of water retention, oxygenation and insecticidal function. In addition, the chemical oxygen adding agent and the insecticidal component also have the slow-release effect, and can release the active component continuously and stably. The doped nano TiO2 has photocatalytic activity and can slow down the degradation of the film. The preparation method of the invention is simple and reasonable, and is suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种农业用黑色聚乙烯地膜及其制备方法
本专利技术涉及农业领域，特别是涉及一种农业用黑色聚乙烯地膜及其制备方法。
技术介绍
当种植物处于幼苗阶段时，处于快速生长阶段，其根系还不够健全，因此对于土壤中养分的抢夺能力不够强，一般需要施加除草剂。除草剂是指可使杂草彻底地或选择地发生枯死的药剂，又称除莠剂，用以消灭或抑制植物生长的一类物质。常用的品种为有机化合物，可广泛用于防治农田、果园、花卉苗圃、草原及非耕地、铁路线、河道、水库、仓库等地杂草、杂灌、杂树等有害植物。但是除草剂虽然具有一定的选择性，但是对于幼苗或多或少还是具有负面作用。此外，幼苗根部的生长特别快。快速的生长需要根部吸收大量的水和养分，而吸收水和养分主要依靠根部进行大量呼吸作用来提供能量。因此为了增强幼苗根部的呼吸作用，需要经常松土，保持土壤蓬松，增加含氧量。但是同时由于幼苗较为脆弱，通常需要覆盖地膜来进行对土壤进行保温、保水。如此一来，覆盖地膜后便无法便捷地进行人工松土了。为此人们研发出了埋于土壤中能够释放氧的增氧剂。如公开号为CN1319575A的中国专利技术专利公开了一种提高生物肥料磷细菌收率的方法。在用于磷细菌发酵的液体培养基中，除含有碳源、氮源、无机盐类外，还加有增氧剂，该方法可及时补充菌体处于对数生长期时对氧气的大量需求，提高营养源的利用率，从所消耗的单位基质中获得最大收获量的产物，提高菌体生产繁殖的速度和数量，与传统发酵方法相比，能提高磷细菌收率1-5倍，降低生产成本，增加肥效。但是其增氧剂的作用是为细菌呼吸提供氧，而不是为植物根部，因此氧释放量以及释放时效对于苗木来说不适用。并且，上述的增氧剂容易在初期就大量释放，不具备稳定的缓释效果，导致增氧时效短。另一方面，现有的地膜多为难以降解的塑料地膜，不够环保，且回收费时费力，不够方便。而且现有的塑料地膜普遍保水、透气能力较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种农业用黑色聚乙烯地膜。本专利技术的地膜含有黑色母粒、多功能母粒以及掺杂型纳米二氧化钛；该地膜呈黑色，能够避光，从而使得杂草无法进行光合作用而无法生存。多功能母粒具有保水、增氧、杀虫功能。此外对于化学增氧剂、杀虫成分还具有缓释效果，能够持续、稳定地释放活性成分。掺杂型纳米二氧化钛具有光催化性，能够缓慢使地膜降解。本专利技术的另一目的在于提供一种农业用黑色聚乙烯地膜的制备方法。本专利技术的制备方法简单、合理，适于大规模生产。本专利技术的具体技术方案为：一种农业用黑色聚乙烯地膜，其原料包括以下组分：聚乙烯75-85wt％，黑色母粒4-6wt％，聚乙烯醇4-8wt％，多功能母粒4-8wt％，润滑剂0.5-2.5wt％，掺杂型纳米二氧化钛0.5-1.5wt％，硅烷偶联剂0.25-0.75％。本专利技术的地膜中含有黑色母粒，使得地膜呈黑色，黑色能够遮光，地膜铺设后，使得土壤中的除草无法进行光合作用，从而无法生存。本专利技术的黑色地膜中无需含有除草剂，也能达到除草目的。同时也免去了人工先开地膜，再喷洒除草剂的步骤。本专利技术的地膜中含有掺杂型纳米二氧化钛，纳米二氧化钛的颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高，因此其具有强大的氧化还原能力，在紫外光的作用下纳米二氧化钛价带上的电子(e-)很容易被激发跃迁到导带，在价带上产生相应的空穴(h+)，随后h+和e-与吸附在纳米二氧化钛表面上的水、氧气分子发生作用，生成OH-、O2-、OOH-等具有极强氧化作用的高活性集团自由基，这些自由基的氧化性很高，能够与聚乙烯的C、H链发生反应，从而使地膜聚乙烯降解。纳米二氧化钛的禁带宽度为3.2eV，因此只有波长小于387nm的紫外线才能激发它的催化活性。太阳光中的紫外光不够多，因此向纳米二氧化钛中掺杂N、P、K、Fe、Ca等元素，进一步加强对太阳光中可见光的利用，从而激发二氧化钛光催化活性，提高地膜的可降解性。因为地膜能够逐渐光催化降解，因此长时间后地膜中会出现一些毛细孔道，从而能够提高地膜的透气性。本专利技术的地膜中还含有多功能母粒，具有保水、增氧、杀虫功能。由于幼苗根部需要大量的氧，以及需要进行杀虫；在地膜中负载上增氧剂、杀虫成分，能够持续释放氧、杀虫成分，无需定期打开地膜进行松土，以及喷洒杀虫剂。聚乙烯醇的加入能够提高地膜的保水能力。优选地，所述黑色母粒的制备方法为：将炭黑粉或活性炭粉先与其0.5-1.5倍质量的硅烷偶联剂共混，然后一同添加到聚乙烯、聚丙烯或聚酯中共混后，通过螺杆挤出机造粒，得到黑色母粒；其中炭黑粉或活性炭粉占黑色母粒的20-30wt％。优选地，所述掺杂型纳米二氧化钛为掺杂有N、P、K、Fe、Ca中至少一种元素的纳米二氧化钛。优选地，所述掺杂型纳米二氧化钛的掺杂量为1-3wt％。元素掺杂量需要严格设定，太多会导致降解速度过快，导致地膜物理强度前期严重下降，太少则降解速度过慢。优选地，所述润滑剂为硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸甘油酯中的至少一种。润滑剂有利于物料的混合以及改善地膜吹塑过程中的平滑性。优选地，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570中的一种。硅烷偶联剂能够改善无机物在有机物介质中分散性。优选地，所述多功能母粒由内至外依次包括速释层、缓释层和包膜层；所述速释层由以下物质组成：化学增氧剂20-30wt％、杀虫成分10-20wt％、复合凝胶载体48-58wt％、改性氧化钙4-6wt％、粘合剂1-3wt％；所述缓释层由以下物质组成：化学增氧剂20-30wt％、杀虫成分10-20wt％、环糊精53-63wt％、粘合剂1-3wt％；所述包膜层为醇溶性高分子树脂。目前市场上含有杀虫剂、增氧剂且具有缓释功能的肥料种类繁多。但是，大多数的缓释载体缓释效果不够理想，特别是在土壤中吸水后容易造成前期突释，功能活性成分被迅速溶解释放，导致缓释持久性严重下降。而位于核芯部分的功能活性成分，却由于水分渗透进入核芯的速度较慢，以及功能活性成分需要渗透穿过外层的部分，功能活性成分释放动力不足，导致后期的效果大不如前期。本专利技术的多功能母粒具有三层结构。其中，包膜层为醇溶性高分子树脂，醇溶性高分子树脂能够对土壤中的水分进入多功能母粒内部以及多功能母粒内部物质渗透至土壤中进行一定程度的阻隔，起到缓释作用，缓释层的载体为环糊精。环糊精内部具有疏水空腔，能够对水分的渗透起到一定的延缓作用。包膜层以及环糊精的配合，施肥后，水分渗透进入多功能母粒内部，多功能母粒吸水膨胀并缓慢溶解扩散到包膜层外，连续不断地释放功能活性成分，从而减少功能活性成分的流失，起到缓释作用。由于两者的配合，使得功能活性成分在前期遇水后不会迅速被释放，缓释速率更为稳定，缓释持久性更强。速释层的载体为复合凝胶载体，并且复合凝胶载体还负载有改性氧化钙。改性氧化钙遇水后会发生放热反应，这些热量会加速养分、功能活性成分在水中的溶解，从而为功能活性成分的释放提供动力，克服后期功能活性成分释放效果较差的缺陷。此外，本专利技术的多功能母粒选用复合凝胶、环糊精等具有较好吸湿、保水性能的物质作为载体，其除了作为载体作用外，还能够增加地膜的蓄水保水能力。优选地，所述速释层、缓释层和包膜层的质量比为1:2-4:0.3-0.5。优选地，所述化学增氧剂为过氧化钙、过氧化脲和过碳酸钠中的至少一种；所述杀虫成分为呋虫胺、噻虫胺、噻虫啉、吡虫啉中的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农业用黑色聚乙烯地膜，其特征是：其原料包括以下组分：聚乙烯75‑85wt％，黑色母粒4‑6wt％，聚乙烯醇4‑8wt％，多功能母粒4‑8wt％，润滑剂0.5‑2.5wt％，掺杂型纳米二氧化钛0.5‑1.5wt％，硅烷偶联剂0.25‑0.75％。

【技术特征摘要】
1.一种农业用黑色聚乙烯地膜，其特征是：其原料包括以下组分：聚乙烯75-85wt％，黑色母粒4-6wt％，聚乙烯醇4-8wt％，多功能母粒4-8wt％，润滑剂0.5-2.5wt％，掺杂型纳米二氧化钛0.5-1.5wt％，硅烷偶联剂0.25-0.75％。2.根据权利要求1所述的一种农业用黑色聚乙烯地膜，其特征是：所述黑色母粒的制备方法为：将炭黑粉或活性炭粉先与其0.5-1.5倍质量的硅烷偶联剂共混，然后一同添加到聚乙烯、聚丙烯或聚酯中共混后，通过螺杆挤出机造粒，得到黑色母粒；其中炭黑粉或活性炭粉占黑色母粒的20-30wt％。3.根据权利要求1所述的一种农业用黑色聚乙烯地膜，其特征是：所述掺杂型纳米二氧化钛为掺杂有N、P、K、Fe、Ca中至少一种元素的纳米二氧化钛。4.根据权利要求3所述的一种农业用黑色聚乙烯地膜，其特征是：所述掺杂型纳米二氧化钛的掺杂量为1-3wt％。5.根据权利要求1所述的一种农业用黑色聚乙烯地膜，其特征是：所述润滑剂为硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸甘油酯中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种农业用黑色聚乙烯地膜，其特征是：所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570中的一种。7.根据权利要求1所述的一种农业用黑色聚乙烯地膜，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭万鹏，
申请(专利权)人：重庆市江津区森德家庭农场，
类型：发明
国别省市：重庆,50