專利名稱：一種污泥基可降解地膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，涉及一種污泥基可降解地膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
地膜用于地面覆蓋，以提高土壤溫度，保持土壤水分，維持土壤結(jié)構(gòu)，防止害蟲侵襲作物和某些微生物引起的病害等，具有促進植物生長的功能。近年來，農(nóng)用地膜已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)栽培，成為繼化肥、農(nóng)藥后的第三大農(nóng)資。目前，國內(nèi)地膜覆蓋面積在1400 萬公頃以上，年用量約為44萬噸，其覆蓋面積和用量均列世界第一。專家預(yù)測，2015年全國地膜覆蓋面積將擴大到2000多萬公頃。然而隨之而來的殘膜對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成的“白色污染”問題越來越嚴(yán)重。目前使用的農(nóng)膜以化纖作原料，其主要成分是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯，可在田間殘留幾十年不降解，連年使用導(dǎo)致碎膜逐年累積于土壤耕層，造成土壤板結(jié)、通透性變差、根系生長受阻， 后茬作物減產(chǎn)。此外，石油能源緊缺引起地膜生產(chǎn)原料丙烯酸等上漲，使得地膜價格和可持續(xù)發(fā)展問題日益突出。以上諸多原因使得可生物降解地膜的研究和推廣在國內(nèi)外引起了極大的關(guān)注。專利CN1445275提出以聚乙烯醇為主要原料制備可生物降解地膜，在現(xiàn)場溶于水后，噴灑于地表，形成薄膜，其特點是該膜可生物降解，避免白色污染，但是由于聚乙烯醇價格較為昂貴，此地膜成本較高，農(nóng)業(yè)適用性不強。專利CN200810023959提出以淀粉為主要原料，與可降解聚合物共混，吹塑成膜， 此地膜以糧食淀粉為主要原料，在全球糧食日益短缺，糧食價格不斷上漲的環(huán)境下，此種地膜難于推廣。專利CN1094960C提出以天然有機質(zhì)土為主要原料制備可降解地膜，經(jīng)過I. 5 2 個月該地膜可降解或翻地進入土壤成為有機養(yǎng)分，但是一般農(nóng)作物種植收獲期為3 6個月，該地膜降解速度過快，不能滿足普通作物整個生長期的覆蓋需求，難以推廣。專利CN1277228A提供了一種以浙青、淀粉為原料，同時添加微肥和除草劑，用噴霧器現(xiàn)場噴造的可生物降解的黑色農(nóng)用地膜，但膜在30天后開始碎裂，在60天就會完全降解，未能達到農(nóng)作物整個生長期內(nèi)保溫、保墑的效果，而且所用原料都為糧食及石油基來源，這將很大程度上增加制膜的成本。因此，目前需要開發(fā)一種原料成本低廉，具有3 6個月的穩(wěn)定性，在農(nóng)作物的發(fā)芽和生長期能夠具備保溫、保墑作用，并具有較好的可降解性的非糧食基及非石油基地膜。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明涉及一種污泥基可降解地膜及其制備方法。該地膜的主要成分為污泥集料，是通過對污泥集料進行預(yù)處理，并與粘合劑以及增塑劑等材料混合反應(yīng)，制備出可降解生物質(zhì)農(nóng)用地膜。該地膜成本低廉，兼顧保墑，保溫，緩釋增肥的功能，并且降解周期可以滿足普通作物整個生長期的覆蓋需求。
為此，本發(fā)明提供了一種污泥基可降解地膜，其中，所述地膜包括污泥集料，所述污泥集料在地膜中的含量為10 80wt%。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選所述污泥集料在地膜中的含量為10 60wt%。所述污泥集料為污泥，或者是污泥與發(fā)酵廢渣、農(nóng)業(yè)生物廢棄物和腐殖質(zhì)中至少一種的復(fù)配物。在本發(fā)明的一個實施例中，所述污泥包括淤泥、污水處理廠的初次污泥、剩余活性污泥、厭氧消化污泥中的一種或多種。所述發(fā)酵廢渣選自檸檬酸渣、酒糟、青霉廢菌絲體、豆柏渣、頭孢菌渣和醬渣中的至少一種。所述農(nóng)業(yè)生物廢棄物選自豆皮、甘蔗渣、玉米芯粉料、 廢棄淀粉、植物秸桿或植物秸桿廢棄物中的至少一種。上述用語“植物”，并不僅限于人工種植的農(nóng)作物和植物，也包括非人工種植的天然植物。根據(jù)本發(fā)明，所述地膜中還含有增塑劑，其在地膜中的含量為0 30wt%。所述增塑劑選自醇類增塑劑、檸檬酸酯類增塑劑、環(huán)氧類增塑劑、尿素和丁二酸(-2-乙基)己酯磺酸鈉(AOT)中的一種或多種。在本發(fā)明的一個實施例中，所述醇類增塑劑選自山梨醇、甘油、乙二醇或甘露醇中的至少一種；所述檸檬酸酯類增塑劑選自檸檬酸三丁酯(TBC)、檸檬酸三辛酯(TOC)、乙酰檸檬酸三丁酯(ATBC)或乙酰檸檬酸三辛酯(ATOC)中的至少一種；環(huán)氧類增塑劑選自環(huán)氧大豆油、環(huán)氧乙酰亞麻油酸甲酯、環(huán)氧糠油酸丁酯、環(huán)氧蠶蛹油酸丁酯、環(huán)氧大豆油酸辛酯或9，10-環(huán)氧硬脂酸辛酯中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明，所述地膜中還含有膜支撐材料，包括纖維材料和/或無機填料，其在地膜中的含量為0 IOwt%。其中，所述纖維材料包括天然纖維和/或化學(xué)纖維。所述天然纖維選自種子纖維如棉、木棉，韌皮纖維如亞麻、苧麻、黃麻、竹纖維以及礦物纖維如石棉類中的至少一種；所述化學(xué)纖維選自人造纖維如黏膠纖維、醋酸纖維、銅氨纖維，合成纖維如聚酯纖維(滌綸)、 聚酰胺纖維(錦綸或尼龍)、聚乙烯醇纖維(維綸)、聚丙烯腈纖維(腈綸)、聚丙烯纖維(丙綸)、聚氯乙烯纖維(氯綸)，無機纖維如玻璃纖維、碳纖維。所述無機填料選自重質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、高嶺土和硅灰石粉中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明，所述地膜的表面還含有防水劑，其在地膜中的含量為0 10wt%。所述防水劑為丙烯酸酯乳液、硅丙乳液、硅溶膠和聚氨酯中的至少一種。本發(fā)明還提供了一種根據(jù)本發(fā)明所述地膜的制備方法，包括步驟A，對污泥集料進行預(yù)處理，并調(diào)節(jié)pH值制得中性污泥集料漿液；步驟B，將中性污泥集料漿液與粘合劑進行攪拌反應(yīng)，在其反應(yīng)前后可選擇性的加入增塑劑和/或膜支撐材料進行攪拌混合，制得成膜混合物漿液；步驟C，將成膜混合物漿液制成地膜；其中，步驟A中所述預(yù)處理選自酸法預(yù)處理、堿法預(yù)處理、高溫蒸煮法預(yù)處理或爆破法預(yù)處理中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明方法，所述酸法預(yù)處理中酸的用量為污泥集料的0 15wt%。所述酸法預(yù)處理的反應(yīng)條件為溫度10 150°C，時間IOmin 72h，攪拌轉(zhuǎn)速0 250rpm。所述堿法預(yù)處理中堿的用量為污泥集料的0 15wt%。所述堿法預(yù)處理的反應(yīng)條件為溫度10 150°C，時間IOmin 72h，攪拌轉(zhuǎn)速0 250rpm。
所述高溫蒸煮法預(yù)處理的反應(yīng)溫度為120 170°C。所述爆破法預(yù)處理包括蒸汽爆破法預(yù)處理和/或氨氣爆破法預(yù)處理。上述酸法預(yù)處理和堿法預(yù)處理，包括在一定攪拌轉(zhuǎn)速條件下對污泥集料進行動態(tài)攪拌處理，以及在攪拌轉(zhuǎn)速為Orpm的條件下對污泥集料進行靜態(tài)浸泡處理。在一個實施例中，例如，在攪拌轉(zhuǎn)速為Orpm的條件下，可以采用酸法預(yù)處理或堿法預(yù)處理對污泥集料進行靜態(tài)浸泡處理IOmin 72h。在另一個實施例中，例如，在一定攪拌轉(zhuǎn)速條件下，可以采用酸法預(yù)處理或堿法預(yù)處理對污泥集料進行動態(tài)攪拌處理IOmin IOh。在根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施例中，蒸汽爆破的壓力為0. 6 2. 7MPa，維持時間為 60 360s。在根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施例中，氨氣爆破的壓力為0. 5 I. 5MPa，維持時間為 10 60min。根據(jù)本發(fā)明方法，步驟A采用中和劑調(diào)節(jié)pH值，所述中和劑為酸或堿，其用量為污泥集料的0 20wt%,其反應(yīng)條件與酸或堿預(yù)處理的反應(yīng)條件相同。步驟A中所述酸和/或堿可以直接加入也可以配制成溶液加入。在本發(fā)明的一個實施例中，步驟A中所述堿選自有機堿、無機堿或堿性無機鹽中至少一種，所述酸選自有機酸、無機酸或酸性無機鹽中至少一種；例如，所述無機堿選自氫氧化鈉，氫氧化鉀，氨水或氫氧化鈣等無機堿中的至少一種；所述有機堿選自甲醇鈉，乙醇鉀或叔丁醇鉀等有機堿中的至少一種；所述堿性無機鹽選自碳酸鈉、乙酸鈉或磷酸鈉等堿性無機鹽中的至少一種；又例如，所述無機酸選自硫酸，硝酸，鹽酸或磷酸等無機酸中的至少一種；所述有機酸選自羧酸，磺酸，亞磺酸，腐殖酸或硫羧酸等有機酸中的至少一種，所述酸性無機鹽選自Fe、Cu、Al或銨類等酸性無機鹽中的至少一種。上述步驟A中所述預(yù)處理方法，可以根據(jù)污泥集料的組成選擇使用，這些預(yù)處理方法可以單獨使用，也可以組合使用。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，可以用酸法或堿法污泥集料進行預(yù)處理；也可以用高溫蒸煮法對污泥集料進行預(yù)處理。在本發(fā)明的另一個實施例中，先用蒸汽或氨氣爆破法對植物秸桿進行預(yù)處理，再采用酸法或堿法對污泥集料進行預(yù)處理。根據(jù)本發(fā)明方法，步驟B中混合及反應(yīng)條件均為溫度30 220°C，時間IOmin 10h，攪拌轉(zhuǎn)速為50 250rpm。根據(jù)本發(fā)明方法，步驟B中所述粘合劑包括高分子聚合物粘合劑或其他粘合劑， 其用量為污泥集料的5 50wt%。其中，所述高分子聚合物粘合劑選自聚醋酸乙烯酯、聚乙二醇、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚-￠-羥丁酸(PHB)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)和聚氨酯中的至少一種；所述其他粘合劑選自殼聚糖、淀粉、丙烯酸酯乳液、明膠、羥乙基纖維素或海藻酸鈉中的至少一種。粘合劑與污泥集料漿液、增塑劑或膜支撐材料反應(yīng)后，以鍵合的形式存在于膜混合物漿液中，少量未反應(yīng)的粘合劑或發(fā)生自聚作用的粘合劑則以粘合劑的形式存在于膜混合物漿液中。在根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施例中，步驟C采用成膜工藝將成膜混合物漿液制成地膜；所述成膜工藝包括吹塑成型、抄造成型、流延成型、熔融擠出或拉伸成型、噴霧法噴灑成膜或者是采用膜支撐材料作為骨架成膜，例如，可以采用纖維材料作為膜支撐材料以經(jīng)緯線交錯作為骨架成膜。根據(jù)本發(fā)明方法，所述制備方法還包括在步驟C之后采用防水劑對所述地膜進行防水處理，其中所述防水處理包括浸泡法或噴涂法。上述步驟C制得的地膜在進行防水處理和使用前，可以進行干燥處理。根據(jù)本發(fā)明方法制得的污泥基地膜根據(jù)污泥添加量不同，顏色為黃色，棕色，褐色或黑色薄膜，其厚度，例如，可以制成0. I 0. 4mm。采用螺旋測微計測量地膜厚度。對所制得的地膜進行膜覆蓋試驗，并在每個小區(qū) IOcm土層處埋設(shè)熱敏電阻地溫計I根，測定土壤溫度，以評價地膜的保溫性能；用土鉆法取樣，并采用烘干減重法測定作物生育期內(nèi)土樣深度分別為0 10、15 25、35 45和55 65cm 土層土壤平均水含水量，以評價地膜的保濕性能；對所制得的地膜進行土埋試驗，并采用減重法測量地膜降解前后重量，計算其損失率，以評價地膜的可降解性。污泥中含有28. 7% 40. 9%的粗蛋白，26. 4% 46. 0%灰分，26. 6% 44. 0%纖維素和0 3. 7%脂肪酸，有機質(zhì)含量超過55%。本發(fā)明以污泥或污泥與其他發(fā)酵廢渣和/ 或廢棄物形成的復(fù)配物，交聯(lián)后制成一種成本低廉，兼顧保墑，保溫，增肥的功能，可以滿足普通作物整個生長期的覆蓋需求，農(nóng)民易于接受的新型可生物降解地膜。該地膜將污泥及廢棄物進行了再利用，價格低廉，解決了石油基地膜白色污染的問題，同時又解決了未處理掉的活性污泥造成的環(huán)境污染和資源浪費的問題。污泥中富含的有機物隨著地膜降解可以作為有機肥料緩慢釋放到土壤中，對農(nóng)作物生長有很強的促進作用。土埋試驗顯示，使用該地膜的土地較裸地可提高地溫rc s°c，較裸地可提高土壤含水量5% 60%，具有保溫、保墑的作用。該發(fā)明地膜降解情況適中，土埋實驗3 6個月后將降解70 , 8個月后完全降解。
具體實施例方式下面將結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明，這些實施例僅起說明性作用，并不局限于本發(fā)明的應(yīng)用范圍。實施例實施例I :取剩余活性污泥31g(含水量SOwt % )及檸檬酸渣20g混合后形成污泥集料，按照污泥集料4wt %的量稱取NaOH，配制成溶液，與污泥集料混合后放入錐形瓶中，在80°C， IOOrpm條件下攪拌IOmin后,加入磷酸調(diào)節(jié)至中性,然后向錐形瓶中加入15. 5g殼聚糖和 IOg淀粉作為粘合劑，補充適量水，在70°C，90rpm條件下繼續(xù)加熱攪拌2h，將錐形瓶中的成膜混合物漿液倒在玻璃板上，采用流延法成膜，待膜干燥后，將固含量為6. Ig硅溶膠稀釋5 倍后，噴涂在膜表面進行防水處理，即制得防水性可降解地膜。采用螺旋測微計測量地膜厚度，并將所制得的地膜進行膜覆蓋試驗，以評價該產(chǎn)品的保溫性和保濕性，結(jié)果見表I ;將所制得的地膜進行土埋試驗，以評價該產(chǎn)品的可降解性，結(jié)果見表I。實施例2 取剩余活性污泥120g(含水量SOwt % )及甘蔗渣6. 3g混合后形成污泥集料，按照污泥集料12wt%的量稱取氨水，配制成溶液，與污泥集料混合后放入錐形瓶中，在10°C 條件浸泡72h后，加入乙酸調(diào)節(jié)至中性，然后向錐形瓶中加入Sg乙二醇作為增塑劑，20g海藻酸鈉和24. 2g明膠作為粘合劑，加入IOg剪碎的聚酯纖維和5g重質(zhì)碳酸鈣作為膜支撐材料，補充適量水，在30°C，250rpm條件下繼續(xù)加熱攪拌10h，再加入IOOml熱水稀釋，攪拌均勻后噴灑成膜，待其干后在表面均勻噴灑固含量為11. 3g的稀釋8倍的硅丙乳液進行防水處理，并采用與實施例I相同的方法評價產(chǎn)品的性能，結(jié)果見表I。實施例3 取初次污泥140g(含水量SOwt % )及豆皮9g混合后形成污泥集料，按照污泥集料 Swt %的量稱取氫氧化鈣，配制成溶液，與污泥集料混合后放入錐形瓶中，在40°C，40rpm條件下攪拌IOh后，加入腐植酸調(diào)節(jié)至中性，然后向錐形瓶中加入I. Og甘露醇和I. Og檸檬酸三丁酯作為增塑劑，3. 5g聚乙烯醇纖維和3g滑石粉作為膜支撐材料，12g聚氨酯和47. 6g 羥乙基纖維作為粘合劑，補充適量水，加熱至60°C，在200rpm條件下繼續(xù)攪拌6h，將錐形瓶中的成膜混合物漿液倒在玻璃板上，采用流延法成膜，待膜干燥后，將固含量分別為Ig丙烯酸酯和0. 3g硅丙乳液稀釋5倍后，噴灑至膜表面進行防水處理，即制得防水性可降解地膜。采用螺旋測微計測量地膜厚度，并采用與實施例I相同的方法評價產(chǎn)品的性能，結(jié)果見表I。實施例4 將粉碎后玉米桿6g在I. 2MPa壓力下，氨氣爆破處理40min后，與500g剩余活性污泥(含水量80wt%)混合后形成污泥集料，按照污泥集料2. Owt %的量稱取碳酸鈉，與污泥集料混合后放入錐形瓶中，在60°C,80rpm條件下攪拌6h后,加入氯化銨調(diào)節(jié)至中性,然后向錐形瓶中加入35. 42g羧甲基纖維素鈉作為粘合劑，補充適量水，加熱至90°C，在150rpm 條件下繼續(xù)攪拌4h，再加入I. 2g剪碎的亞麻，200ml熱水稀釋，攪拌均勻后噴灑成型，待其干后將固含量為3. 7g聚氨酯稀釋5倍后噴灑在其上成膜，并采用與實施例I相同的方法評價產(chǎn)品的性能，結(jié)果見表I。實施例5 取厭氧消化污泥105g(含水量SOwt % )及酒糟3g混合后形成污泥集料，按照污泥集料IOwt %的量稱取乙酸鈉，配制成溶液，與污泥集料混合后放入錐形瓶中，在90°C， 120rpm條件下攪拌60min后,加入硫酸調(diào)節(jié)至中性，然后向錐形瓶中加入32. 7g乙酰朽1檬酸三丁酯(ATBC)作為增塑劑，32. 4g聚乙二醇作為粘合劑，加入I. Ig石棉作為支撐材料，補充適量水，加熱至100 °C,在IOOrpm條件下繼續(xù)攪拌2h,,將錐形瓶中的成膜混合物衆(zhòng)液倒在玻璃板上，采用流延法成膜，待膜干燥后，將固含量為I. 55g聚氨酯稀釋5倍后，對膜進行浸泡防水處理，即制得防水性可降解地膜。采用螺旋測微計測量地膜厚度，采用與實施例I相同的方法評價產(chǎn)品的性能，結(jié)果見表I。實施例6 取淤泥300g (含水量80wt % )，加入錐形瓶中，在120°C 170°C條件下蒸煮40min 后，加入15g PLA作為粘合劑，補充適量水，加熱至180°C，在80rpm條件下繼續(xù)攪拌60min， 將錐形瓶中的成膜混合物漿液擠壓吹塑成膜，待膜干燥后即制得可降解地膜。采用螺旋測微計測量地膜厚度，采用與實施例I相同的方法評價產(chǎn)品的性能，結(jié)果見表I。實施例7
取厭氧消化污泥IOOg和淤泥40g (含水量SOwt % )與頭孢菌渣5g混合后形成污泥集料，按照污泥集料6. Owt %的量稱取硝酸，配制成溶液，與污泥集料混合后放入錐形瓶中，在40°C下浸泡IOmin后，加入乙醇鉀調(diào)節(jié)至中性，然后向錐形瓶中加入4g的9，10-環(huán)氧硬脂酸辛酯和5. Og檸檬酸三辛酯(TOC)作為增塑劑，21.75g PVA作為粘合劑，2g高嶺土作為膜支撐材料，補充適量水，加熱至220°C，在50rpm條件下繼續(xù)攪拌lOmin，將所獲得的成膜混合物漿液熔融擠出成膜，待膜干燥后，將固含量為4. 5g丙烯酸酯乳液稀釋7倍后，噴涂到膜表面進行防水處理，即制得防水性可降解地膜。采用螺旋測微計測量地膜厚度，采用與實施例I相同的方法評價產(chǎn)品的性能，結(jié)果見表I。實施例8 取剩余活性污泥150g和初次污泥90g (含水量80wt % )及青霉25g混合后形成污泥集料，按照污泥集料0. 5wt %的量稱取富馬酸，配制成溶液，與污泥集料混合后放入錐形瓶中，在150°C , 250rpm條件下攪拌IOmin后,加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)至中性,然后向錐形瓶中加 A 2. Og環(huán)氧大豆油和3. Og丙三醇作為增塑劑，23. 85g PBS作為粘合劑，補充適量水，加熱至160°C,加入3g玻璃纖維作為膜支撐材料，在60rpm條件下繼續(xù)攪拌40min,將所獲得的成膜混合物漿液拉伸成膜，采用螺旋測微計測量地膜厚度，采用與實施例I相同的方法評價產(chǎn)品的性能，結(jié)果見表I。實施例9 將植物秸桿13g在2. 7MPa壓力下，蒸汽爆破處理Imin后，與27g厭氧消化污泥和 28g剩余活性污泥(含水量80wt%)混合后形成污泥集料，按照污泥集料15wt%的量稱取氫氧化鉀，配制成溶液，與污泥集料混合后放入錐形瓶中，在60°C，SOrpm條件下攪拌40min 后，加入磷酸調(diào)節(jié)至中性，然后向錐形瓶中加入20g 丁二酸(-2-乙基)己酯磺酸鈉(AOT) 作為增塑劑，以及17g殼聚糖作為粘合劑，I. 2g硅灰石粉作為膜支撐材料，補充適量水，在 600C, 120rmp條件下,攪拌90min,將錐形瓶中的成膜混合物衆(zhòng)液倒在置于玻璃板上的用Ig 亞麻和2g石棉作為膜支撐材料經(jīng)緯交錯成的骨架上，采用流延法成膜，待膜干燥后，將固含量為3. 4g硅丙乳液稀釋8倍后，對膜進行浸泡防水處理，即制得防水性可降解地膜。采用螺旋測微計測量地膜厚度，采用與實施例I相同的方法評價產(chǎn)品的性能，結(jié)果見表I。對比例I :取35g聚乙烯加熱到180°C后，擠壓吹塑成膜，采用螺旋測微計測量該膜的厚度， 并采用與實施例I相同的方法評價該膜的性能，結(jié)果見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種污泥基可降解地膜，其中所述地膜包括污泥集料，所述污泥集料在地膜中的含量為10 80wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地膜，其特征在于所述污泥集料在地膜中的含量為10 60wt% ;所述污泥集料為污泥，或者是污泥與發(fā)酵廢渣、農(nóng)業(yè)生物廢棄物和腐殖質(zhì)中至少一種的復(fù)配物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地膜，其特征在于所述污泥包括淤泥、污水處理廠的初次污泥、剩余活性污泥、厭氧消化污泥中的一種或多種；所述發(fā)酵廢渣選自檸檬酸渣、酒糟、青霉廢菌絲體、豆柏渣、頭孢菌渣和醬渣中的至少一種；所述農(nóng)業(yè)生物廢棄物選自豆皮、甘蔗渣、玉米芯粉料、廢棄淀粉、植物秸桿或植物秸桿廢棄物中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中任一項所述的地膜，其特征在于所述地膜中還含有增塑劑， 其在地膜中的含量為0 30wt% ;所述增塑劑選自醇類增塑劑、檸檬酸酯類增塑劑、環(huán)氧類增塑劑、尿素和丁二酸(-2-乙基)己酯磺酸鈉中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I到3中任一項所述的地膜，其特征在于所述地膜中還含有膜支撐材料，包括纖維材料和/或無機填料，其在地膜中的含量為0 IOwt^ ；其中，所述纖維材料包括天然纖維和/或化學(xué)纖維；所述無機填料選自重質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、高嶺土和硅灰石粉中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到3中任一項所述的地膜，其特征在于所述地膜的表面還含有防水劑，其在地膜中的含量為0 10wt% ;所述防水劑為丙烯酸酯乳液、硅丙乳液、硅溶膠和聚氨酯中的至少一種。
7.—種根據(jù)權(quán)利要求I 6中任意一項所述地膜的制備方法,包括步驟A，對污泥集料進行預(yù)處理，并調(diào)節(jié)pH值制得中性污泥集料漿液；步驟B，將中性污泥集料漿液與粘合劑進行攪拌反應(yīng)，在其反應(yīng)前后可選擇性的加入增塑劑和/或膜支撐材料進行攪拌混合，制得成膜混合物漿液；步驟C，將成膜混合物漿液制成地膜；其中，步驟A中所述預(yù)處理選自酸法預(yù)處理、堿法預(yù)處理、高溫蒸煮法預(yù)處理或爆破法預(yù)處理中的至少一種；所述酸法預(yù)處理中酸的用量為污泥集料的0 15wt% ;所述酸法預(yù)處理的反應(yīng)條件為溫度10 150°C，時間IOmin 72h，攪拌轉(zhuǎn)速0 250rpm ；所述堿法預(yù)處理中堿的用量為污泥集料的0 15wt% ;所述堿法預(yù)處理的反應(yīng)條件為溫度10 150°C，時間IOmin 72h，攪拌轉(zhuǎn)速0 250rpm ；所述高溫蒸煮法預(yù)處理的反應(yīng)溫度為120 170°C ；所述爆破法預(yù)處理包括蒸汽爆破法預(yù)處理和/或氨氣爆破法預(yù)處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于步驟B中混合及反應(yīng)條件均為溫度 30 220°C，時間IOmin 10h，攪拌轉(zhuǎn)速為50 250rpm ；步驟B中所述粘合劑包括高分子聚合物粘合劑或其他粘合劑，其用量為污泥集料的 5 50wt % ；其中，所述高分子聚合物粘合劑選自聚醋酸乙烯酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乳酸、聚丁二酸丁二酯、聚-3 -羥丁酸、聚羥基脂肪酸酯和聚氨酯中的至少一種；所述其他粘合劑選自殼聚糖、淀粉、丙烯酸酯乳液、明膠、羥乙基纖維素或海藻酸鈉中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于步驟C采用成膜工藝將成膜混合物漿液制成地膜；所述成膜工藝包括吹塑成型、抄造成型、流延成型、熔融擠出或拉伸成型、噴霧法噴灑成膜或者是采用膜支撐材料作為骨架成膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于所述制備方法還包括在步驟C之后采用防水劑對所述地膜進行防水處理，其中所述防水處理包括浸泡法或噴涂法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污泥基可降解地膜及其制備方法。該地膜的主要成分為污泥集料。本發(fā)明是通過對污泥集料進行預(yù)處理，并與粘合劑以及增塑劑等材料混合反應(yīng)，制備出可降解生物質(zhì)農(nóng)用地膜。該地膜成本低廉，兼顧保墑，保溫，緩釋增肥的功能，并且降解周期可以滿足普通作物整個生長期的覆蓋需求，是一種具有較大市場潛力的農(nóng)用產(chǎn)品。
文檔編號C05G3/00GK102599030SQ20121004619
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者康虎, 敖李龍, 蘇海佳, 譚天偉 申請人:北京化工大學(xué)