一种全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜及其制备方法，以质量份数计，其制备原料包括：1份改性填料、4～13份植物纤维、0.4～0.5份腐植酸盐、0.2～0.3份含氮肥料、0.2～0.3份含磷肥料、0.2～0.4份增强剂、0.1～0.2份软化剂、0.001～0.005份除草剂；其中，所述改性填料为煤矸石、煤泥和粉煤灰的混合物。本发明专利技术全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜，在降解过程中，其结构发生变化，将其中的营养成分释放至土壤中，促进农作物的生长发育，同时微量的除草剂，起到了抑制杂草生长的作用，而填料部分可以调节土壤容重，改善土壤孔隙结构，同时，为土壤微生物创造良好环境，从而提高土壤肥力和促进植物生长。从而提高土壤肥力和促进植物生长。

【技术实现步骤摘要】
一种全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于农业应用
，具体涉及一种全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]地膜是重要的农业生产资料，具有增温、保墒等功能，能有效提高农作物产量和品质。我国地膜使用量和覆盖面积均为世界第一。数据显示，预计到2024 年，我国地膜覆盖面积将达3.3亿亩，使用量超过200万吨。但是曾经被誉为给农业生产带来“白色”的农膜，如今已成了田间“白色污染”的“罪魁祸首”。因此开发一种能够代替白色普通地膜的同时，还能达到降解的作用具有极大的意义。
[0003]当前随着对能源需求日益增加，煤矸石、煤泥、粉煤灰的排放量也相应增加，大量排放会严重影响环境。在农业方面，使用天然矿物制取地膜已经得到了部分应用。例如，中国专利CN107141671A的地膜，使用天然矿物作为填料，与各种纤维素混合制备农业用地膜，该地膜纤维素成本高，地膜功能单一；中国专利CN113308936B的地膜，使用天然矿物作为无机纤维，进行表面改性，然后与植物纤维混合采用湿法造纸工艺制备可降解农用地膜，该地膜制备方法复杂，地膜功能单一。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜及其制备方法。
[0005]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜，以质量份数计，其制备原料包括：1份改性填料、4～13份植物纤维、0.4～0.5份腐植酸盐、0.2～0.3 份含氮肥料、0.2～0.3份含磷肥料、0.2～0.4份增强剂、0.1～0.2份软化剂、 0.001～0.005份除草剂；所述改性填料为煤矸石、煤泥和粉煤灰的混合物；其中所述的5～15份植物纤维是以绝干植物纤维计。
[0007]优选的，所述煤矸石、煤泥和粉煤灰的质量比为3:1:1。
[0008]优选的，所述植物纤维为麦草、剑麻、甘蔗渣、玉米杆等农作剩余物中提取的植物纤维。
[0009]优选的，所述腐植酸盐为腐殖酸钾和腐殖酸钠中的一种或两种。
[0010]优选的，所述含氮肥料为尿素和聚丙烯酰胺中的一种或两种，所述含磷肥料为过磷酸钙。
[0011]优选的，所述增强剂为聚丙烯酰胺、壳聚糖和瓜尔胶中的一种或两种。
[0012]优选的，所述软化剂为十二烷基二甲基甜菜碱、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基氨基酸中的一种或两种。
[0013]优选的，所述除草剂为苄嘧磺隆和草甘膦中的一种或两种。
[0014]所述全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜的制备方法，包括：将植物纤维制浆，得到植物纤维浆料，将植物纤维浆料、改性填料、腐植酸盐、含氮肥料、含磷肥料、增强剂、软化剂、除草剂混合，得混合制浆液；将混合制浆液经浓缩后进行抄纸、压片、干燥，得到全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜。
[0015]优选的，所述植物纤维浆料的制备方法为：将农作剩余物粉碎，经过化学处理之后，短时汽蒸，然后释压爆破成浆。具体是：将农作剩余物粉碎后在3％ Na2SO3和3％NaOH的混合溶液中预浸，然后在190～215℃汽蒸温度，1.3～1.5 MPa压力下，瞬时爆破，得到植物纤维浆料。
[0016]优选的，所述改性填料的制备方法为：将煤矸石、煤泥和粉煤灰经过机械研磨粉碎至50目左右，在研磨过程中，填料不断受压缩、剪切、研磨等机械作用力，使颗粒粒径变小，表面自由能增加，破坏原有结构，提高了化学活性，得到改性填料。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0018]本专利技术全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜，以煤矸石、煤泥、粉煤灰、植物纤维、腐植酸盐、含氮肥料、含磷肥料、除草剂为主要原料。在本专利技术的地膜降解后，所使用的原料可以直接被土壤或植被利用，其中煤矸石中高含量的有机质和N、P、K及Zn、Cu、Co、Mn等元素可以改良土壤，为农作物提供养分。煤泥作为一种高粘性和高持水性的半固体，又细又软，一方面减缓了全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜在使用过程中掉灰、掉渣等问题，另一方面也为地膜提供了一定的保水、锁水能力，可减缓气候干燥导致植物短暂缺水的问题。粉煤灰作为一种含硅酸盐矿物和碳粒的矿物，具有疏松多孔、比表面积大、能保水、透气好等特点，是土壤本身的硅酸盐类矿物所不具备的，它可以改善土壤结构，增加孔隙度，能进一步改善空气和溶液在土壤内的扩散，调节土壤的温度和湿度，从而显著地改善黏质土壤的物理性质。在地膜的制备过程中，选用的植物纤维可以降低地膜的硬度和强度，使其具有一定的延展性，更重要的是天然植物纤维在大自然的作用下，可以完全被降解，达到废弃资源再循环利用，绿色环保的目的。腐植酸盐作为一种高生物活性的天然高分子材料，具备很好的生物刺激素作用以及抗菌功效，提高植物对营养物质的利用率。在地膜中增加含氮肥料和含磷肥料，在本专利技术的地膜使用过程中，肥料可以进入土壤，能为农作物生长提供氮、磷肥料，促进农作物生长。本专利技术的地膜中还添加了少量的除草剂，在地膜使用过中少量除草剂作用于土壤表面，可以抑制杂草生长。本专利技术全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜，在降解过程中，其结构发生变化，将其中的营养成分释放至土壤中，促进农作物的生长发育，同时微量的除草剂，起到了抑制杂草生长的作用，而填料部分可以调节土壤容重，改善土壤孔隙结构，同时，为土壤微生物创造良好环境，从而提高土壤肥力和促进植物生长。有望在源头上解决塑料地膜、频繁使用化肥、人力资源浪费等问题，消除塑料残膜的危害，省去回收地膜的步骤，达到节本增效、提升效率的目的。
[0019]进一步的，本专利技术采用农作剩余物中的纤维，农作物剩余物作为一种天然、无公害、可降解的物质，来源丰富，纤维含量大，有效利用会大大提高其使用价值。
[0020]进一步的，尿素适用于各种土壤和植物，易保存，使用方便，对土壤的破坏作用小，过磷酸钙同时也适用于各种作物和土壤，带有改良碱性土壤的作用，与氮肥混合使用，可以减少氮的损失，促进植物发芽、生根、分植、结实。
[0021]进一步的，草甘膦作为一种非选择性、无残留灭生性除草剂，对多年生根杂草非常有效，在制取地膜的过程中微量添加，可以很好的抑制杂草的生长。
[0022]本专利技术制备方法简单，成本低。
[0023]进一步的，采用了机械改性，在研磨过程中，填料不断受压缩、剪切、研磨等机械作用力，使颗粒粒径变小，表面自由能增加，提高了化学活性，该方法不需要煅烧，可保留填料中大量的有机质，有利于促进植物的生长和提高土壤的养分。
具体实施方式
[0024]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0025]本专利技术的全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜的制备方法，将以农作剩余物为主要原料的纤维浆料，经过轻微的化学处理之后，短时汽蒸，然后释压爆破成浆，再经过与制得的改性造纸填本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜，其特征在于，以质量份数计，其制备原料包括：1份改性填料、4～13份植物纤维、0.4～0.5份腐植酸盐、0.2～0.3份含氮肥料、0.2～0.3份含磷肥料、0.2～0.4份增强剂、0.1～0.2份软化剂、0.001～0.005份除草剂；其中，所述改性填料为煤矸石、煤泥和粉煤灰的混合物。2.根据权利要求1所述的全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜，其特征在于，所述植物纤维为农作剩余物中提取的纤维。3.根据权利要求1所述的全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜，其特征在于，所述含氮肥料为尿素和聚丙烯酰胺中的一种或两种，所述含磷肥料为过磷酸钙。4.根据权利要求1所述的全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜，其特征在于，所述煤矸石、煤泥和粉煤灰的质量比3:1:1。5.根据权利要求1所述的全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜，其特征在于，所述增强剂为聚丙烯酰胺、壳聚糖和瓜尔胶中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的全煤炭废弃物利用腐植酸纸基功能可降解地膜，其特征在于，所述软化剂为十二烷基二甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛育华，吴昊地，宋洁，惠宝利，王有乾，陈莉君，李楠，魏之强，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：