一种毛细渗透微灌材料及其制备方法技术

一种毛细渗透微灌材料，包括以下组分：组分A：热塑性塑料，组分B：亲水的无机填料，助剂组分C：复合抗氧剂，助剂组分D：熔体质量流动速率≥30g/10min的高流动性聚乙烯或聚丙烯、或平均分子量大于3000的聚乙烯蜡或无规共聚聚丙烯，该材料具有在不亲水的热塑性塑料基体中，均匀分布的由亲水的无机填料颗粒堆砌构成的毛细渗水网络结构，能够根据与之接触的土壤的水势高低，水可以通过这种毛细渗水网络向外渗水或停止向外渗水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微灌材料及其制备方法，尤其涉及。
技术介绍
我国水资源仅占世界总量的6%，是比耕地资源(占世界总量的9%)更紧缺的资源，水资源不足已成为严重制约我国国民经济可持续发展的瓶颈。因灌溉方式不合理，造成水资源浪费严重、利用效率低下，加剧了水资源短缺的现状。缓解水资源供需矛盾的重要途径之一是发展节水灌溉。节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌 水技术的总称。节水灌溉技术大致可分为节水灌溉工程技术和节水灌溉农艺技术。在节水灌溉面积中，采用现代先进节水灌溉方式的微乎其微，绝大部分只是按低标准初步进行了节水改造，输水渠道的防渗衬砌率不到30%。因此，我国的节水灌溉面积尤其是高效节水灌溉面积都存在着巨大的发展空间和潜力。目前业内已经出现了一些节水灌溉的相关技术，有关微灌材料方面的技术如下现有技术I :专利ZL 200710071720. 7，“农业灌溉用渗水管道或膜或容器、制造方法及其应用”介绍的构成渗水元件的组合物包括“粉状的膨润土、白炭黑、活性炭、碳酸钙、或者淀粉”构成的“惰性填料”、由塑料构成的“塑化成型材料基质”和由“液体石蜡、硅油或者润滑油”构成的“隔离剂”。其中填料与塑料的比例为5-30 100，填料与隔离剂的比例为100 5-10。将此组合物加工成灌溉器件的方法是先将惰性填料与隔离剂按所需比例加入搅拌机中混合均匀，然后再将塑料投入搅拌机搅拌均匀并用造粒机挤出造粒。再将此颗粒投入加工设备制备成管材、薄膜或容器。在权利要求书中对“隔离剂”作如下说明“所述隔离剂是指与基质有一定相容性并能在上述惰性材料表面形成一层液膜的材料，这种隔离剂在其后的加工过程中存在于惰性材料相和塑料这两相的中间，以隔离两相，防止惰性材料颗粒直接与塑料材料接触”，在解释使用隔离剂获得的有益效果时说“基质相与填料相之间有一层隔离剂层，制品加工完后，隔离剂逐渐迁移至基质例如塑料相中。从而在塑料相与填料相间留下细小的空隙”形成了渗水通道。“水可以通过这些通道缓慢地从壁的一侧渗透到另一侧，从而使制成的塑料制品具有了渗漏水的功能”。然而，按照该专利的描述，填料团聚体接触基体的一面的隔离剂可以产生迁移，形成间隙。但其问题在于填料与填料之间没有与基质接触的表面仍然包裹有隔离剂，即便在最理想的情况下，形成了一种能够贯穿渗灌容器器壁两侧、构成了一个中间是堆砌的填料、堆砌填料与基体之间形成了能够透水的通道的理想模型，这种只能在填料与基体之间形成的通道是相当有限的，填料间大量间隙被隔离剂隔离阻断，不会形成贯穿的渗水通道，即便间隙没被隔离剂阻断，也会因隔离剂的亲油疏水性而造成水渗透困难。从以上分析可以看出，该专利的这种处理并不能提高渗透材料的空隙率，也不能在同样空隙状态下提高水的透过性，其渗水功能较差。现有技术2 专利申请200910071769. I “纳米孔膜及制造方法”构思了一种用纳米颗粒制备具有纳米尺寸孔径的薄膜的方法，其处理纳米颗粒的方法及用其制备纳米材料的方法均按照传统工艺进行，不同的是该技术使用了一种表面活性剂，并且认为，将此改性料吹膜后，可用水将部分表面活性剂抽提出，“该部分表面活性剂原先在膜体内占据的空间成为贯通通道的成孔，孔径大小在纳米尺度范围”。然而上述技术试图把已经与填料结合的表面活性剂用水抽提出，这很难以实现，其希望获得的半透膜渗透效果也难以实现。科学常识可知，表面活性剂的典型结构模型是一种一端为亲油基团另一端是亲水基团组成的物质。在用其处理亲水的无机填料时，亲水的一端向内与填料结合，亲油的另一端向外，该原有的亲水表面为亲油表面，使之与高分子基体的相容性大大提高，使填料与高分子基体的两相界面的结合更为牢固，成为一个有机的整体，才能具有良好的力学性能。在塑料加工改性领域广泛采用这种处理方法，以实现填 料与高分子基体之间的牢固结合，提高材料的整体强度。但在希望出现微孔渗透的领域，这种牢固的结合是不被希望的，所希望的是分散的填料颗粒分散在高分子基体中两相界面相容性很差，没有任何结合，两相界面存在大量间隙，表面活性剂的使用对生成微孔是不利的。所以，使用表面活性剂使成孔效率降低，材料的渗水效果较差。上述两项技术填料填充的比例较低，专利ZL200710071720. 7填料与塑料基体的比例为5 30 100，专利申请'200910071769. I填料与塑料基体的比例为5 60 100，由于使用了隔离剂和表面活性剂，改变了填料表面的亲水特性，所以材料的渗水效果较差，并且由于需要用隔离剂或表面活性剂对填料进行预混合处理，由此也带来了较长的工艺流程,投资大,原材料成本高,生产效率低,总体生产成本高,且生产环境粉尘大、污染高。 在介绍本专利技术的内容之前，首先定义本文中使用的关键词。“土壤的水势”。土壤水势(soil water potential)是在等温可逆条件下,移动无限少量纯水到土壤中某点，单位纯水所做的功。土壤水势一般表示为负的压力。土壤中水饱和时,土壤水势的绝对值小,土壤含水量低时,土壤水势的绝对值大。因此土壤水势绝对值的大小反映了土壤水分运动和植物吸水的难易。在任何情况下，水的运动趋势都是从水势高移向水势低处。《中国农业百科全书》土壤中的水分可以用两种方式描述含水量和水势。含水量是指单位体积土壤中水分的体积或单位重量土壤中水分的重量，含水量不能反映土壤水分对植物得有效性。譬如15%的含水量，在沙土中已经相当湿润，几乎所有植物都可以生长。如果黏土含水15%，几乎所有植物都无法生存。相反，如果用水势作为测量单位，测量结果则与土壤性质无关，不管土壤性质，不管地理位置，-10巴的土壤都很干旱，-0. 5巴的土壤都很湿润。可以看出，单凭含水量，你无法判断土壤对于植物生长而言的干旱程度。某植物在土壤A中生长的最佳含水量为20%，换一种土壤B，情况就不见得如此。因此，当需要对植物和环境的关系进行研究时，都使用土壤水势。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有毛细渗透功能的微灌材料及其制备方法，该材料中不含隔离剂和表面活性剂、填充的无机填料比例较高，克服了现有技术中材料的渗水效果较差、投资大、原材料成本高、工艺流程长、生产效率低、总体生产成本高的缺点，同时该材料具有在不亲水的热塑性塑料基体中，均匀分布着由亲水的无机填料颗粒堆砌构成的毛细渗水网络的结构，这种结构既保证了材料的加工及使用性能，又能根据与之接触的土壤的水势高低，水可以通过材料内部的毛细网络自动向外渗水或停止向外渗水。该材料还可具有抗菌、避鼠的功能，可广泛应用于埋地微灌领域需求的各种渗灌管材、渗灌膜管、渗灌膜管(带)、中空容器、薄膜等渗灌元件。本专利技术提供了一种毛细渗透微灌材料，包括以下组分组分A :热塑性塑料，该热塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚酯、尼龙、聚碳酸酯或者以上述热塑性塑料为主的共混/共聚改性物，其中所述热塑性塑料的的熔体质量流动速率彡4g/10min ；组分B :亲水的无机填料，所述亲水的无机填料包括金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅的氧化物、硅酸盐的缩聚物、铝硅酸盐的缩聚物、轻质或者重质碳酸钙、硅胶、 沸石、滑石、水合滑石、氯碱工业产生的盐泥、铝业产生的赤泥、钛白粉、工业发电厂烟道气脱硫石膏或锅炉产生的粉煤灰，或者上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种毛细渗透微灌材料，包括以下组分：组分A：热塑性塑料，该热塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚酯、尼龙、聚碳酸酯或者以上述热塑性塑料为主的共混/共聚改性物，其中：所述热塑性塑料的熔体质量流动速率≤4g/10min；组分B：亲水的无机填料，所述亲水的无机填料包括金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅的氧化物、硅酸盐的缩聚物、铝硅酸盐的缩聚物、轻质或者重质碳酸钙、硅胶、沸石、滑石、水合滑石、氯碱工业产生的盐泥、铝业产生的赤泥、钛白粉、工业发电厂烟道气脱硫石膏或锅炉产生的粉煤灰，或者上述无机填料的两种或多种的混合物，所述的亲水的无机填料的粒径为：10μm？1.6μm；助剂组分C：复合抗氧剂，所述复合抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类热氧稳定剂以重量份数1∶1复合而成；助剂组分D：熔体质量流动速率≥30g/10min的高流动性聚乙烯或聚丙烯、或平均分子量大于3000的聚乙烯蜡或无规共聚聚丙烯；上述各组分的重量份数为：A：100，B：45？300，C：0.2？1.0，D：1？5；将上述各个组分按照计量称取在混炼机中混炼制得毛细渗透微灌材料。该材料具有在不亲水的热塑性塑料基体中，均匀分布的由亲水的无机填料颗粒堆砌构成的毛细渗水网络结构，能够根据与之接触的土壤的水势高低，水可以通过这种毛细渗水网络向外渗水或停止向外渗水。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王建民，史贞，
申请(专利权)人：深圳市鑫康沃科技开发有限公司，王建民，史贞，
类型：发明
国别省市：