專利名稱：一種軋制式蓄水滲膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種林業(yè)與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?yàn)橹参锕┧难b置及其制備方法，尤其涉及一種軋制式蓄水滲膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，人們征服自然與改造自然的能力在逐步提高。在征服自然與改造自然的過(guò)程中人們對(duì)自然環(huán)境造成了很大的破壞。現(xiàn)在人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了這個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，在治理荒山與沙漠的過(guò)程中植樹(shù)造林是最好的方法，但是在這些地區(qū)植樹(shù)過(guò)程中如何為植物長(zhǎng)期提供充足的水源是一個(gè)長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)法很好解決的問(wèn)題，這就造成植樹(shù)年年搞，就是不見(jiàn)林的現(xiàn)象。同樣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也存在上述的問(wèn)題。西部干旱與半干旱地區(qū)的植樹(shù)的成活率平均為70％，有的地區(qū)僅為20％～30％，為了提高成活率一般采用抽取地下水的方式，造成地下水位降低，生態(tài)進(jìn)一步惡化。
目前解決這一問(wèn)題的辦法是滴滲灌技術(shù)，此技術(shù)源于以色列，雖然可以實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉，但是一次性投入巨大，不適合在生態(tài)恢復(fù)上推廣應(yīng)用。另有一種技術(shù)是將儲(chǔ)水的容器直接放入地下，控制容器中水滴出的量來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的供水，這種方法的缺點(diǎn)是不能根據(jù)上壤的墑情與植物種類來(lái)調(diào)節(jié)供水量，造成很大的浪費(fèi)；再有儲(chǔ)水的容器用完后還要取出，造成人力資源的浪費(fèi)，否則會(huì)污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能滿足上述要求，可長(zhǎng)期的根據(jù)土壤的墑情與植物種類為植物供水，用完后無(wú)需取出可自然降解的軋制式蓄水滲膜。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種軋制式蓄水滲膜，其特征在于配料導(dǎo)水纖維與熱熔粉組成；其重量百分比為導(dǎo)水纖維 0.1％～40％；熱熔粉60％～99.9％；各組份重量百分比總和為100％。針對(duì)于不同的植物品種與土壤條件選取不同的配比。
所述的導(dǎo)水纖維的原料為天然纖維，通常采用為棉纖維。
熱熔粉包含塑料粉、低溫?zé)嵫趸瘎┡c增韌劑，各組份所占總重量百分比為塑料粉 60％～99.9％；低溫?zé)嵫趸瘎?％～3％；各組份重量百分比總和占總重量的重量百分比為60％～99.9％。
所述的塑料粉為聚醋酸乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和/或聚碳酸酯。
所述的低溫?zé)嵫趸瘎┯梢韵挛镔|(zhì)中的一種或多種按任意比例混合組成二月桂酸二丁基錫、乙酸丙酮合錳、乙酸丙酮合鐵、乙酸丙酮合鈷、乙酸丙酮合鎳、二硫代胺基甲酸鐵、油酸鐵、亞油酸鐵、四氫萘；上述熱熔粉的各組份最佳重量百分比為聚醋酸乙烯 60％～97.9％；低溫?zé)嵫趸瘎?％；所述軋制式蓄水滲膜的制備方法，其特征在于，包括A、將天然纖維經(jīng)柔順化處理制成導(dǎo)水纖維；具體步驟還包括A1、對(duì)天然纖維進(jìn)行堿液預(yù)處理；采用堿液為濃度是6％～26％的氫氧化鈉水溶液或氨水，將天然纖維在堿液中浸泡20分鐘～100分鐘；A2、對(duì)堿液預(yù)處理后的天然纖維進(jìn)行酸液中和處理；采用酸液為濃度是4％～6％的冰醋酸溶液，將堿液預(yù)處理后的天然纖維在酸液中浸泡25分鐘～35分鐘；A3、對(duì)酸中和處理后的天然纖維進(jìn)行表面涂層化處理；還可分成以下兩步驟A31、配制涂層溶液；所述的涂層溶液配料由粘土粉末、親水劑與水組成，其重量百分比為粘土粉末 5％～45％；親水劑 0.50％～15％；水 余量。
各組份重量百分比總和為100％；所述的粘土粉末粒度小于等于0.2毫米；所述的親水劑可為高吸水性樹(shù)脂，可以為聚乙烯醇、聚丙酰胺；
其配制方法以是將粘土粉末與親水劑按規(guī)定重量百分比加入適量的水中充分?jǐn)嚢杈鶆?，同時(shí)加熱至85℃～90℃。
A32、將A2步驟酸中和后的天然纖維在涂層溶液中浸泡然后烘干，或者將涂層溶液噴灑于天然纖維上后烘干。
A4、表面涂層化處理后的天然纖維開(kāi)松處理制成導(dǎo)水纖維。
B、對(duì)導(dǎo)水纖維與熱熔粉按規(guī)定重量百分比散布于軋制機(jī)工作臺(tái)上；通常將導(dǎo)水纖維通過(guò)氣流吹到軋制機(jī)的工作臺(tái)上，導(dǎo)水纖維自然落下散布成網(wǎng)狀；通過(guò)工作臺(tái)上的振動(dòng)篩將熱熔粉均勻布于軋制機(jī)的工作臺(tái)上。所散布的導(dǎo)水纖維與熱熔粉可以分別為一層或多層且間隔布置。
C、軋制機(jī)經(jīng)熱烘至90℃～180℃，熱軋或冷軋軋制出軋制式蓄水滲膜。
由以上技術(shù)方案可知本發(fā)明的軋制式蓄水滲膜，原料主要采用導(dǎo)水纖維與熱熔粉，在制作過(guò)程中先將天然纖維制成導(dǎo)水纖維，然后將導(dǎo)水纖維粉碎后與熱熔粉分層散布于軋制機(jī)的工作臺(tái)上。軋制機(jī)經(jīng)熱烘、熱軋軋制出軋制式蓄水滲膜。
由于導(dǎo)水纖維是通過(guò)天然纖維經(jīng)堿、酸預(yù)處理，功能化涂層后實(shí)現(xiàn)具有分子導(dǎo)水特性的功能纖維。用該導(dǎo)水纖維與熱熔粉混合制成軋制式蓄水滲膜。利用此軋制式蓄水滲膜裝水后置于植物的根部，膜內(nèi)的水沿膜內(nèi)的導(dǎo)水纖維與膜外土壤中的水形成水勢(shì)梯度差。導(dǎo)水纖維在水勢(shì)梯度差的作用下具有導(dǎo)水功能，沿導(dǎo)水纖維釋放水分子，保證植物周圍的土壤中有一個(gè)合理的濕度。對(duì)于一個(gè)單根導(dǎo)水纖維來(lái)說(shuō)，功能化涂層后所含粘土的多少直接影響導(dǎo)水纖維的導(dǎo)水能力，粘土的含量多導(dǎo)水速度快，粘土的含少多導(dǎo)水速度慢。另外，還可以通過(guò)改變軋制式蓄水滲膜中導(dǎo)水纖維的含量來(lái)控制水的滲出總體速度，導(dǎo)水纖維的含量多軋制式蓄水滲膜導(dǎo)水速度快，導(dǎo)水纖維的含量少軋制式蓄水滲膜導(dǎo)水速度慢。再有，由于水勢(shì)梯度差與外界土壤墑情有直接關(guān)系，土壤濕度越小滲水的速度越快，土壤濕度越大滲水的速度越慢，當(dāng)土壤濕度達(dá)到40％左右時(shí)，停止向外滲水。因此軋制式蓄水滲膜的滲水速度可以根據(jù)外界土壤墑情自我調(diào)節(jié)。以上特性可以保證植物在干旱和半干旱地區(qū)的成活與存活。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述的軋制式蓄水滲膜其組成的具體實(shí)施方式
為第一步、選取棉纖維為導(dǎo)水纖維的原料，對(duì)其進(jìn)行以下處理1、對(duì)天然纖維進(jìn)行堿液預(yù)處理；由于天然纖維中的纖維素的聚集束結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，同時(shí)又具有高結(jié)晶度。使得纖維素對(duì)親水試劑的可及度低。因而直接涂層的效果較差，故需對(duì)天然纖維進(jìn)行堿液預(yù)處理。其處理方法為采用堿液為濃度是6％～26％的氫氧化鈉水溶液或氨水，將天然纖維在堿液中浸泡20分鐘～100分鐘。
2、對(duì)堿液預(yù)處理后的天然纖維進(jìn)行酸液中和處理；因已經(jīng)對(duì)天然纖維進(jìn)行了堿液處理，故還需對(duì)堿液預(yù)處理后的天然纖維進(jìn)行酸液中和處理。其處理方法為采用酸液為濃度是4％～6％的冰醋酸溶液，將堿液預(yù)處理后的天然纖維在酸液中浸泡25分鐘～35分鐘。
3、對(duì)酸中和處理后的天然纖維進(jìn)行表面涂層化處理；經(jīng)過(guò)上述1與2過(guò)程處理后的天然纖維的表面非晶面積擴(kuò)大，可及度增加，右以進(jìn)行表面涂層化處理。其過(guò)程可分成以下兩步驟(1)配制涂層溶液；所述的涂層溶液配料由粘土粉末、親水劑與水組成，其重量百分比為粘土粉末 5％～45％；親水劑 0.50％～15％；水 余量。
各組份重量百分比總和為100％；上述的粘土粉末粒度小于等于0.2毫米；上述的親水劑可以為聚乙烯醇；其配制方法以是將粘土粉末與親水劑按規(guī)定重量百分比加入適量的水中充分?jǐn)嚢杈鶆颍瑫r(shí)加熱至85℃～90℃。
另外，此處的親水劑是高吸水性樹(shù)脂，還可以采用羧基、羥基、酰胺基、胺基與醚基的高分子溶劑。這些基團(tuán)不但可以使高分子具有導(dǎo)水性，同時(shí)還具有粘合性、成膜性、潤(rùn)滑性、成膠性、分散性與增納性。
(2)表面涂層化處理將步驟1與2處理后的天然纖維在涂層溶液中浸泡然后烘干，也可以將涂層溶液噴灑于天然纖維上后烘干。
4、表面涂層化處理后的天然纖維開(kāi)松處理制成導(dǎo)水纖維。
第二步、配制熱熔粉所述的熱熔粉包含塑料粉、低溫?zé)嵫趸瘎┡c增韌劑，以聚醋酸乙烯塑料粉為例各組份所占總重量百分比為聚醋酸乙烯60％～97.9％；低溫?zé)嵫趸瘎? 2％；各組份重量百分比總和占總重量的重量百分比為60％～99.9％。
所述的塑料粉還可以使用聚乙烯、聚氯乙烯和/或聚碳酸酯塑料粉。
所述的低溫?zé)嵫趸瘎┯梢韵挛镔|(zhì)中的一種或多種按任意比例混合組成二月桂酸二丁基錫、乙酸丙酮合錳、乙酸丙酮合鐵、乙酸丙酮合鈷、乙酸丙酮合鎳、二硫代胺基甲酸鐵、油酸鐵、亞油酸鐵、四氫萘；將上述各組份按規(guī)定的重量百分比混合均勻即可。
第三步、軋制式蓄水滲膜的制備方法1、將所需重量百分比的導(dǎo)水纖維通過(guò)氣流吹到軋制機(jī)的工作臺(tái)上，導(dǎo)水纖維自然落下散布成網(wǎng)狀；2、通過(guò)工作臺(tái)上的振動(dòng)篩將所需重量百分比的熱熔粉均勻布于軋制機(jī)工作臺(tái)上已經(jīng)布好的網(wǎng)狀導(dǎo)水纖維上；3、重復(fù)1與2步驟直到規(guī)定工藝要求；4、軋制機(jī)經(jīng)熱烘至90℃～180℃，熱軋或冷軋軋制出軋制式蓄水滲膜。
本發(fā)明所述的軋制式蓄水滲膜在實(shí)際應(yīng)用時(shí)首先要根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件與所栽種的植物的品種確定軋制式蓄水滲膜的原料配比。具體示例如下以在干旱和半干旱地區(qū)栽種油松為例，其軋制式蓄水滲膜的原料重量百分比為棉纖維 12％；聚醋酸乙烯 86％；低溫?zé)嵫趸瘎? 2％。
其涂層溶液配料重量百分比為粘土粉末(粒度小于等于0.2毫米) 25％；聚乙烯醇 8％；水 67％。
將三種配料混合充分?jǐn)嚢杈鶆?，同時(shí)加熱至85℃～90℃，制成涂層溶液將棉纖維在濃度是16％的氫氧化鈉水溶液中浸泡60分鐘。再將堿化的棉纖維采用濃度是5％的冰醋酸溶液浸泡30分鐘。將處理后的棉纖維在涂層溶液中浸泡然后烘干。備用。按照第三步的方法熱軋制成軋制式蓄水滲膜。
經(jīng)上述的制備方法將其制出制成軋制式蓄水滲膜，在使用時(shí)將軋制式蓄水滲膜制成水袋，在植樹(shù)現(xiàn)場(chǎng)灌裝當(dāng)?shù)氐娜我馑?，然后將裝滿水的水袋放置于樹(shù)苗根部進(jìn)行造林。其放置方式可以根據(jù)苗木的種類不同，將水袋水平放置或垂直放置。當(dāng)然水袋的尺寸與數(shù)量也是可以根據(jù)苗木的種類做相應(yīng)的調(diào)整。
由于導(dǎo)水纖維是通過(guò)天然纖維經(jīng)堿、酸預(yù)處理，功能化涂層后實(shí)現(xiàn)具有分子導(dǎo)水特性的功能纖維。用該導(dǎo)水纖維與熱熔粉混合制成軋制式蓄水滲膜。利用此軋制式蓄水滲膜裝水后置于植物的根部，膜內(nèi)的水沿膜內(nèi)的導(dǎo)水纖維與膜外土壤中的水形成水勢(shì)梯度差。導(dǎo)水纖維在水勢(shì)梯度差的作用下具有導(dǎo)水功能，沿導(dǎo)水纖維釋放水分子，保證植物周圍的土壤中有一個(gè)合理的濕度。對(duì)于一個(gè)單根導(dǎo)水纖維來(lái)說(shuō)，功能化涂層后所含粘土的多少直接影響導(dǎo)水纖維的導(dǎo)水能力，粘土的含量多導(dǎo)水速度快，粘土的含少多導(dǎo)水速度慢。另外，還可以通過(guò)改變軋制式蓄水滲膜中導(dǎo)水纖維的含量來(lái)控制水的滲出總體速度，導(dǎo)水纖維的含量多軋制式蓄水滲膜導(dǎo)水速度快，導(dǎo)水纖維的含量少軋制式蓄水滲膜導(dǎo)水速度慢。再有，由于水勢(shì)梯度差與外界土壤墑情有直接關(guān)系，土壤濕度越小滲水的速度越快，土壤濕度越大滲水的速度越慢，當(dāng)土壤濕度達(dá)到40％左右時(shí)，停止向外滲水。因此軋制式蓄水滲膜的滲水速度可以根據(jù)外界土壤墑情自我調(diào)節(jié)。以上特性可以保證植物在干旱和半干旱地區(qū)的成活與存活。
以上因素影響軋制式蓄水滲膜的滲水速度，可采用一個(gè)統(tǒng)一的參數(shù)來(lái)衡量，就是日滲水量，一般以克為單位。在植樹(shù)造林方面一般也正是采用日滲水量的參數(shù)來(lái)確定不同苗木的包裝水量。如表1為針對(duì)不同的苗木或不同苗齡的苗木包裝水量的最優(yōu)設(shè)計(jì)表。
由于軋制式蓄水滲膜的塑料薄膜采用的是可降解聚乙烯，因可降解聚乙烯的材料中含有低溫?zé)嵫趸瘎诘蜏責(zé)嵫趸瘎┑淖饔孟滤芰媳∧ぴ诙虝r(shí)間內(nèi)就可降解，對(duì)植物的生長(zhǎng)不會(huì)造成影響，同時(shí)也具備了環(huán)保效果。
以上所述軋制式蓄水滲膜的原料配比，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
與有代表性的具體實(shí)施方式
；而所述軋制式蓄水滲膜的制備方法僅為本發(fā)明較佳的制備方法；同時(shí)所述軋制式蓄水滲膜的結(jié)構(gòu)也僅是有代表性的結(jié)構(gòu)；但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
表1針對(duì)不同的苗木包裝水量的最優(yōu)設(shè)計(jì)表

權(quán)利要求
1.一種軋制式蓄水滲膜，其特征在于配料導(dǎo)水纖維與熱熔粉組成；其重量百分比為導(dǎo)水纖維 0.1％～40％；熱熔粉 60％～99.9％；各組份重量百分比總和為100％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋制式蓄水滲膜，其特征在于所述的導(dǎo)水纖維的原料為天然纖維，所述的天然纖維可以為棉纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋制式蓄水滲膜，其特征在于所述的熱熔粉包含塑料粉與低溫?zé)嵫趸瘎?，各組份所占總重量百分比為塑料粉 60％～99.9％；低溫?zé)嵫趸瘎?％～3％；各組份重量百分比總和占總重量的重量百分比為60％～99.9％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軋制式蓄水滲膜，其特征在于所述的塑料粉為聚醋酸乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和/或聚碳酸酯；所述的低溫?zé)嵫趸瘎┯梢韵挛镔|(zhì)中的一種或多種按任意比例混合組成二月桂酸二丁基錫、乙酸丙酮合錳、乙酸丙酮合鐵、乙酸丙酮合鈷、乙酸丙酮合鎳、二硫代胺基甲酸鐵、油酸鐵、亞油酸鐵、四氫萘。
5.一種所述軋制式蓄水滲膜的制備方法，其特征在于，包括A、將天然纖維制成導(dǎo)水纖維；B、對(duì)導(dǎo)水纖維與熱熔粉按規(guī)定重量百分比散布于軋制機(jī)工作臺(tái)上；C、軋制機(jī)經(jīng)熱烘至90℃～180℃，熱軋或冷軋軋制出軋制式蓄水滲膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軋制式蓄水滲膜的制備方法，其特征在于，所述的步驟A包括A1、對(duì)天然纖維進(jìn)行堿液預(yù)處理；A2、對(duì)堿液預(yù)處理后的天然纖維進(jìn)行酸液中和處理；A3、對(duì)酸中和處理后的天然纖維進(jìn)行表面涂層化處理；A4、表面涂層化處理后的天然纖維進(jìn)行開(kāi)松處理成導(dǎo)水纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軋制式蓄水滲膜的制備方法，其特征在于所述的步驟A1采用的堿液為濃度是6％～26％的氫氧化鈉水溶液或氨水，將天然纖維在堿液中浸泡20分鐘～100分鐘；所述的步驟A2采用的酸液為濃度是4％～6％的冰醋酸溶液，將堿液予處理后的天然纖維在酸液中浸泡25分鐘～35分鐘；所述的步驟A3還包括A31、配制涂層溶液；A32、將A2步驟酸中和后的天然纖維在涂層溶液中浸泡然后烘干，或者將涂層溶液噴灑于天然纖維上后烘干。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軋制式蓄水滲膜的制備方法，其特征在于步驟A31所述的涂層溶液配料由粘土粉末、親水劑與水組成，其重量百分比為粘土粉末 5％～45％；親水劑0.50％～15％；水余量。各組份重量百分比總和為100％；所述的粘土粉末粒度小于等于0.2毫米；所述的親水劑可為高吸水性樹(shù)脂，可以為聚乙烯醇、聚丙酰胺；其配制方法以是將粘土粉末與親水劑按規(guī)定重量百分比加入適量的水中充分?jǐn)嚢杈鶆?，同時(shí)加熱至85℃～90℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軋制式蓄水滲膜的制備方法，其特征在于，所述的步驟B還包括將導(dǎo)水纖維通過(guò)氣流吹到軋制機(jī)的工作臺(tái)上，導(dǎo)水纖維自然落下散布成網(wǎng)狀；通過(guò)工作臺(tái)上的振動(dòng)篩將熱熔粉均勻布于軋制機(jī)的工作臺(tái)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的軋制式蓄水滲膜的制備方法，其特征在于，所散布的導(dǎo)水纖維與熱熔粉可以分別為一層或多層且間隔布置。
全文摘要
本發(fā)明的軋制式蓄水滲膜，原料主要采用導(dǎo)水纖維與熱熔粉，在制作過(guò)程中先將天然纖維制成導(dǎo)水纖維，然后將導(dǎo)水纖維粉碎后與熱熔粉分層散布于軋制機(jī)的工作臺(tái)上。軋制機(jī)經(jīng)熱烘、熱軋或冷軋制出軋制式蓄水滲膜。利用此軋制式蓄水滲膜裝水后置于植物的根部，膜內(nèi)的水沿膜內(nèi)的導(dǎo)水纖維與膜外土壤中的水形成水勢(shì)梯度差。導(dǎo)水纖維在水勢(shì)梯度差的作用下具有導(dǎo)水功能，沿導(dǎo)水纖維釋放水分子，保證土壤中有一個(gè)合理的濕度。單根導(dǎo)水纖維功能化涂層后所含粘土的多少與導(dǎo)水纖維的含量均影響導(dǎo)水速度。由于水勢(shì)梯度差與外界土壤墑情有直接關(guān)系，因此軋制式蓄水滲膜的滲水速度可以根據(jù)外界土壤墑情自我調(diào)節(jié)。以上特性可以保證植物在干旱和半干旱地區(qū)的成活與存活。
文檔編號(hào)A01G25/16GK1685804SQ20051000488
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月3日
發(fā)明者張?jiān)鲋?申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū)), 華北石油開(kāi)拓物資有限公司