專利名稱：一種滲透微灌容器及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)水微灌容器，尤其涉及一種具有滲水功能的埋地灌溉容器。
背景技術：
我國水資源僅占世界總量的6%，是比耕地資源(占世界總量的9%)更緊缺的資源，水資源不足已成為嚴重制約我國國民經濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。農業(yè)是我國用水最多的產業(yè)，占總用水量的70%以上,其中農田灌溉用水量占農業(yè)用水量的90% 95%。然而,我國水資源短缺與水資源浪費并存的現(xiàn)象十分嚴重。因灌溉技術落后，造成水資源浪費嚴重、利用效率低下，加劇了水資源短缺的現(xiàn)狀。緩解水資源供需矛盾的重要途徑之一是發(fā)展節(jié)水灌溉。節(jié)水灌溉是比傳統(tǒng)的灌溉明顯節(jié)約用水和高效用水的灌水技術的總稱。目前，在節(jié)水灌溉面積中，采用現(xiàn)代先進節(jié)水灌溉技術的微乎其微，絕大部分只是按低標準初步進行了節(jié)水改造。因此，我國的節(jié)水灌溉面積尤其是高效節(jié)水灌溉面積都存在著巨大的發(fā)展 空間和潛力。目前節(jié)水灌溉技術主要有以下幾種(I)噴灌技術、(2)滴灌技術、(3)滲灌技術。滲灌是繼噴灌、滴灌之后，一種新型的有效地下微灌技術，是目前公認的最節(jié)水的灌溉方式，是農業(yè)灌溉技術上的一次革命，是使農業(yè)灌溉由粗放走向科學節(jié)水化的又一途徑。
滲灌，顧名思義，即灌溉水穿過器壁慢慢向外呈發(fā)汗狀滲出，并隨即通過器壁外部土壤的毛細吸附作用，向土體擴散，給作物供給水分或液體肥料的一種連續(xù)灌溉的方式。但目前國內把所有灌溉元件埋在地下的灌溉方式，包括“地下滴灌”等均視為“滲灌”“滲灌技術存在問題與建議《灌溉排水》97. 16(2)4。按照這種劃分，主要有以下幾種類型①埋地滴灌體系、②發(fā)泡體系、③膠粉填充體系、④植物纖維填充體系。上述技術均存在防堵效果差、加工成型工藝復雜、成孔效率低、本質上并不屬于滲透灌溉的缺點。農用高保水性樹脂粉(Water Retaining Polymers agent)或稱保水劑(WaterRetaining Agent)它是一類具有高吸水特性的功能性高分子材料的統(tǒng)稱。高吸水性樹脂首先由美國農研所開發(fā)研制成功，之后在日本、法國、英國和德國等也開始進行開發(fā)研究。其農業(yè)方面的應用研究，開始于20世紀70年代，1990年以后獲得了驚人的效果。其中日本在沙灘的20cm深處撒上一層含肥料的高吸水性樹脂，其用量與沙的重量比為2 100，播種菠菜，其單位面積產量為大地菠菜的2倍以上。俄國使用聚丙烯酰胺高吸水性樹脂，在伏爾加格勒進行了大面積試驗，每公頃地使用100kg，可節(jié)水50%并且使農作物增產20% — 70%張科等高吸水性樹脂在農業(yè)應用中的研究，遼寧化工，第36卷I第12期，2007年12月。國內也廣泛展開了應用研究。經多年實踐，也形成了一些行之有效的使用方法，主要有①種子包衣(涂膜、涂層)技術、②蘸根技術、③拌土技術等。唐廣等在研究了使用高吸水保水劑的土壤水分分布后發(fā)現(xiàn)，高吸水保水劑和與之相拌的土壤一起構成吸水網絡，對水分進行吸收和保持。唐廣、李慧，“農作物節(jié)水抗旱對比試驗研究”[J].北京農業(yè)科學，2000，18(4) :25-29。上述資料表明，高保水樹脂在根際處形成一個“微型水庫”，對保持土壤的水分起到了明顯的作用?，F(xiàn)有技術一
專利ZL200710071720. 7 “農業(yè)灌溉用滲水管道或膜或容器、制造方法及其應用”以惰性填料、塑料和由“液體石蠟、硅油或者潤滑油”構成的“隔離劑”。將此組合物加工成灌溉器件的方法是先將惰性填料與隔離劑按所需比例加入攪拌機中混合均勻，然后再將塑料投入攪拌機攪拌均勻并用造粒機擠出造粒。再將此顆粒投入加工設備制備成管材、薄膜或容器。在權利要求書中對“隔離劑”作如下說明“所述隔離劑是指與基質有一定相容性并能在上述惰性材料表面形成一層液膜的材料，這種隔離劑在其后的加工過程中存在于惰性材料相和塑料這兩相的中間，以隔離兩相，防止惰性材料顆粒直接與塑料材料接觸”，在解釋使用隔離劑獲得的有益效果時說“基質相與填料相之間有一層隔離劑層，制品加工完后，隔離劑逐漸遷移至基質例如塑料相中。從而在塑料相與填料相間留下細小的空隙”形成了滲水通道?！八梢酝ㄟ^這些通道緩慢地從壁的一側滲透到另一側，從而使制成的塑料制品具有了滲漏水的功能”?，F(xiàn)有技術一的缺點然而，按照該專利的描述，填料團聚體接觸基體的一面的隔離劑可以產生遷移，形成間隙。但其問題在于填料與填料之間沒有與基質接觸的表面仍然包裹有隔離劑，即便在最理想的情況下，形成了一種能夠貫穿滲灌容器器壁兩側、構成了一個中間是堆砌的填料、堆砌填料與基體之間形成了能夠透水的通道的理想模型，這種只能在填料與基體之間形成的通道是相當有限的，填料間大量間隙被隔離劑隔離阻斷，不會形成貫穿的滲水通道，即便間隙沒被隔離劑阻斷，也會因隔離劑的親油疏水性而造成水滲透困難。從以上分析可以看出，該專利的這種處理并不能提高滲透材料的空隙 率，也不能在同樣空隙狀態(tài)下提高水的透過性，其滲水功能較差。另外，現(xiàn)有技術填料填充的比例較低，其填料與塑料基體的比例僅為5 30 100?，F(xiàn)有技術二專利ZL200910073031. 9 “半透膜小型給水器”介紹了一種具有出水狹縫的較硬的錐狀體外殼和具有半透膜功能材料為儲水芯體的小型給水器。將其插入灌溉土壤，對植物根部實施灌溉，其上部有一連接口，或是與一盛水器連接，或是用管道與水源連接，以提供更多的水源。現(xiàn)有技術二的缺點具有出水狹縫的較硬的錐狀體外殼作為插入土壤時的保護物有一定的作用，但軟的半透膜在具有狹縫的外殼內部實際上剛性很低，特別是在流沙質土壤中，較大的器形下若膜容器中水變少時，流沙會擠壓膜容器使之體積變小，此時剛性外殼不會起到一點保護作用。另外，作為一個滲透灌溉容器有一個致命弱點，隨著灌溉進行容器中水的液面不斷降低，透水面積減少灌溉出水量不斷減少，只有采取措施保持液位才可能均衡灌溉。另外，該專利的抗堵塞效果較差?，F(xiàn)有技術三專利申請200380100379. 3 “一種定量控水閥管、滲灌器及其定量控水方法”，利用親水毛細管特性“水沿毛細管器壁向外毛細管中水與空氣接觸的端頭(端面水)延伸，其延伸長度(h)與毛細管直徑(r)成反比關系h = K/r。但當毛細管長度⑶小于h(H<h)時，水由于自身的表面張力作用，也不會流出毛細管”。該申請人認為，只要毛細管足夠細，由于自身的表面張力作用，水在壓力作用下也不會流出毛細管(如專利所述“起到了水閥關的作用”)。但一旦毛細管的端面水與干燥土壤的毛細孔接觸時，相當于毛細管被延長時，水由于自身的表面張力作用，水會流進干燥土壤的毛細孔(如專利所述“起到了水閥開的作用”)。由此他選擇了具有一定孔徑的多孔介質或毛細管束，并測試了最大孔徑與最大耐壓、閥管截面積、毛細管長度、出水量之間的關系，并根據這種關系設計了一個帶有滲灌頭的容器。將滲灌頭插入土壤時即可起到灌溉的作用?，F(xiàn)有技術三的缺點該申請的“定量控水閥管”起到了長期灌溉“零能耗”的“全自動供水”的功能。但該申請的實施，特別是用集束毛細管制備“定量控水閥管”存在一定難度，用“多孔介質”來控制則很難得到均一的孔徑，因此也很難控制壓力與流量的關系，很難實現(xiàn)“全自動供水”的功能。作為一個滲透灌溉容器他也存在隨容器中水的液面降低，透水面積減少，灌溉出水量減少的弱點，只有采取措施保持液位才可能均衡灌溉。如該申請所述“由于在本發(fā)明的滲灌器在釋水過程中，隨著貯水容器中水的組件減少，控水閥管入水口的壓力也越小，水的釋放速度也就越慢。因此，水的釋放速度是逐漸遞減的”。該技術存在灌溉水隨時間減少的事實，不能夠實現(xiàn)不受液位影響的均衡灌溉。現(xiàn)有技術四專利ZL00255358. 9“旱地滲灌塑料微孔器皿”是一種塑料微孔器皿，使用廢舊再生塑料及廢舊輪胎等，“其特殊工藝制作一是用硬質開孔泡沫塑料，根據滲透率、耗水需要調整配料的比例以決定他的空隙率和力傳導度；二是在塑料制作中添加碎木屑、纖維和細沙；三是用再生塑料做成成品后經機械加工微孔”?，F(xiàn)有技術四的缺點使用廢舊塑料及橡膠以 及木屑、纖維、細沙成孔方案在單純擠出成型加工管材是可行的，但使用此方案加工吹塑中空制品由于熔體強度太低，在實施吹塑時熔體會被吹破因此很難成型。另外，由于回收橡膠屬韌性材料，其粉碎難度較大，特別是如何控制粉碎的橡膠顆粒的尺寸工藝復雜，粉碎效率低，能耗巨大。其滲出的動力仍然必須借助管道供水水壓?，F(xiàn)有技術五利用高保水性樹脂粉的“吸水”“保水”“釋水”特性，在農業(yè)、林業(yè)、治沙等領域已大量使用。將其裝入透水容器吸飽水后埋在植物根部給植物供水，常被稱作“微型水庫”、“固體水”等。專利ZL200520022689. 4 “植物固體水保水型塊”、專利ZL01101462. 8 “長效固體水、水膜法植樹方法及其植樹膜”等眾多專利介紹了高吸水性樹脂的這種應用?，F(xiàn)有技術五的缺點利用高保水樹脂的這種特性，在一定場合給植物短期供水無疑也是一種灌溉方式。吸飽水的“固體水”在一定的期間給植物供水是毫無問題的，但水被植物吸收后，如何再次充水、反復使用卻存在問題。特別是使用吸水率高的合成高保水樹脂價格昂貴，推廣受到制約。綜上所述，現(xiàn)有技術中無采用具有三維網絡毛細滲水結構的滲透微灌材料制備滲水容器的技術，也沒有采用高保水性樹脂粉制得的凝膠滲透層作為外部滲水層的技術，所得滲水容器輸水量及輸水時間的控制是靠外部機械或人工，不是自動適應植物的需求，不能持續(xù)、均衡地滲水，無抗菌、防鼠能力，抗阻塞性差、灌溉水受液位影響隨時間減少，不能反復使用、不環(huán)保、工藝復雜、能耗大、生廣效率低，成本聞等缺點。在介紹本發(fā)明的內容之前，首先定義本文中使用的關鍵詞。土壤的水勢土壤水勢(soil water potential)是在等溫可逆條件下,移動無限少量純水到土壤中某點，單位純水所做的功。土壤水勢一般表示為負的壓力。土壤中水飽和時，土壤水勢的絕對值小，土壤含水量低時，土壤水勢的絕對值大。因此土壤水勢絕對值的大小反映了土壤水分運動和植物吸水的難易。在任何情況下，水的運動趨勢都是從水勢高移向水勢低處。《中國農業(yè)百科全書》土壤中的水分可以用兩種方式描述含水量和水勢。含水量是指單位體積土壤中水分的體積或單位重量土壤中水分的重量，含水量不能反映土壤水分對植物得有效性。譬如15%的含水量，在沙土中已經相當濕潤，幾乎所有植物都可以生長。如果黏土含水15%，幾乎所有植物都無法生存。相反，如果用水勢作為測量單位，測量結果則與土壤性質無關，不管土壤性質，不管地理位置，-10巴的土壤都很干旱，-0. 5巴的土壤都很濕潤?？梢钥闯?，單憑含水量，你無法判斷土壤對于植物生長而言的干旱程度。某植物在土壤A中生長的最佳含水量為20%，換一種土壤B，情況就不見得如此。因此，當需要對植物和環(huán)境的關系進行研究時，都使用土壤水勢。

發(fā)明內容
(I):一種具有毛細滲透功能的微灌材料及其制備方法一種具有毛細滲透功能的微灌材料及其制備方法，該材料中不含隔離劑和表面活性劑、填充的無機填料比例較高，克服了現(xiàn)有技術中材料的滲水效果較差、投資大、原材料成本高、工藝流程長、生產效率低、總體生產成本高的缺點，同時該材料具有在不親水的熱 塑性塑料基體中，均勻分布著由親水的無機填料顆粒堆砌構成的毛細滲水網絡的結構，這種結構既保證了材料的加工及使用性能，又能根據與之接觸的土壤的水勢高低，水可以通過材料內部的毛細網絡自動向外滲水或停止向外滲水。該材料還可具有抗菌、避鼠的功能，可廣泛應用于埋地微灌領域需求的各種滲灌管材、滲灌膜管、滲灌膜管(帶)、中空容器、薄膜等滲灌元件。本發(fā)明提供了一種毛細滲透微灌材料，包括以下組分組分A :熱塑性塑料，該熱塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚酯、尼龍、聚碳酸酯或者以上述熱塑性塑料為主的共混/共聚改性物，其中所述熱塑性塑料的的熔體質量流動速率彡4g/10min ；組分B :親水的無機填料，所述親水的無機填料包括金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硅的氧化物、硅酸鹽的縮聚物、鋁硅酸鹽的縮聚物、輕質或者重質碳酸鈣、硅膠、沸石、滑石、水合滑石、氯堿工業(yè)產生的鹽泥、鋁業(yè)產生的赤泥、鈦白粉、工業(yè)發(fā)電廠煙道氣脫硫石膏或鍋爐產生的粉煤灰，或者上述無機填料的兩種或多種的混合物，所述的親水的無機填料的粒徑為10 u m-1. 6 u m ；助劑組份C 復合抗氧劑，所述復合抗氧劑由受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類熱氧穩(wěn)定劑以重量份數I:I復合而成；助劑組份D :熔體質量流動速率> 30g/10min的高流動性聚乙烯或聚丙烯、或平均分子量大于3000的聚乙烯蠟或無規(guī)共聚聚丙烯；上述各組分的重量份數為A100,B :45-300,C:0. 2-1. 0，D :1-5 ;將上述各個組分按照計量稱取在混煉機中混煉制得毛細滲透微灌材料。該材料具有在不親水的熱塑性塑料基體中，均勻分布的由親水的無機填料顆粒堆砌構成的毛細滲水網絡結構，能夠根據與之接觸的土壤的水勢高低，水可以通過這種毛細滲水網絡向外滲水或停止向外滲水。其組分A為熔體質量流動速率彡0. lg/10min的聚乙烯。其組分A為熔體質量流動速率彡0. 4g/10min的聚丙烯。
其特征在于其組分B的粒徑范圍為6. 5 u m-1. 6 U m0其特征在于其組分B的粒徑范圍為2. 6 ii m-1. 6 U m0其特征在于其組分B的重量份數為65-200。其特征在于其組分B的重量份數為85-150。其特征在于其組分B中，還可加入納米顆粒材料，其粒徑尺寸為60nm 150nm，加入重量份數為< 10。其特征在于其納米顆粒材料為納米碳酸鈣。其特征在于納米顆粒材料的粒徑尺寸為60nm lOOnm。
其特征在于納米顆粒材料的粒徑尺寸為60nm 80nm。其特征在于其納米顆粒材料的加入重量份數為< 6。其特征在于其助劑組份C為四[￠-(3. 5-二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯復合而成。其特征在于其助劑組份D為熔體質量流動速率> 70g/10min的高流動性聚乙烯或
聚丙烯。其特征在于該材料還含有助劑組份E :抗菌劑，所述抗菌劑為銀、銅、鋅等金屬離子及其化合物或混合物以及納米金屬銀，固定在以二氧化鈦、硫酸鋇、沸石、硅酸鹽、硅膠、磷酸鹽、活性炭以及納米氧化鋅、納米氧化鈦、納米氧化硅為載體的復合物，其重量份數為0. 5-5。其特征在于該材料還含有助劑組份F :避鼠劑，所述避鼠劑為環(huán)己酰亞胺、類萜化合物單體、硼系化合物、芳基磷酸酯的金屬鹽或辣椒素或者上述避鼠劑的兩種或多種的混合物，其重量份數為6_15。該材料還含有助劑組份G :炭黑或色粉，其重量份數為1_5?！N毛細滲透微灌材料的制備方法，采用雙螺桿混煉造粒機或往復式單螺桿混煉造粒機，所用混煉造粒機的長徑比為>40 1，加料口處使用螺紋升角大于25度的長導程、螺桿外徑與螺桿內徑比(Do/Di)為I. 6 I. 9的深螺槽的螺紋元件，在加料口下游設有排氣口，所述親水的無機填料采用三級或四級的多級喂料工藝，第一級所加入的填料量為親水的無機填料量的40% -60%，當含有納米顆粒材料時，第一級應先將所有納米級填料全部加入，然后按照40 % 20 %、30 % 0 %、20 % 0 %的比例將剩余的填料從第二級、第三級、第四級逐級加入，混煉造粒制得材料。一種毛細滲透微灌材料的制備方法，采用雙螺桿混煉造粒機或往復式單螺桿混煉造粒機，所用混煉造粒機的長徑比為48 1，加料口處使用螺紋升角大于25度的長導程、螺桿外徑與螺桿內徑比(Do/Di)為I. 6 I. 9的深螺槽的螺紋元件，在加料口下游設有排氣口，所述親水的無機填料采用四級喂料工藝，第一級所加入的填料量為親水的無機填料量的40-60%，當含有納米顆粒材料時，第一級應先將所有納米級填料全部加入，然后按照40% 20%、30% 0%的比例將剩余的填料從第二級、第三級、第四級逐級加入，混煉造粒制得材料。一種毛細滲透微灌材料的制備方法，采用母料制備法，用雙螺桿混煉造粒機，所用混煉造粒機的長徑比為48 1，加料口處使用螺紋升角大于25度的長導程、螺桿外徑與螺桿內徑比(Do/Di)為I. 6 I. 9的深螺槽的螺紋元件，在加料口下游設有排氣口，所述親水的無機填料采用四級喂料工藝，第一級所加入的親水的無機填料的量為親水的無機填料量的40% -60%，當含有納米顆粒材料時，第一級應先將所有納米級填料全部加入，第二級、第三級、第四級加料，按照40 % 20 %、30 % 0 %、20 % 0 %的比例將剩余的填料逐級加入，混煉造粒制得材料母料再將母料與剩余的熱塑性塑料加入到雙螺桿造粒機中，加工成材料。母料的加工工藝時，先將全部的填料和部分的樹脂塑料做成母料，然后將母料與剩余的塑料再次造粒制得。一種毛細滲透微灌材料的制備方法，采用連續(xù)混煉造粒機，將所有的物料一次性加入，制得所需材料。母料法由于經過兩次混煉過程，對于粒徑較小的填料體系，特別是含有納米粒子的體系，可得到更好的分散效果。本發(fā)明所述材料的制備方法也可采用連續(xù)混煉(FCM)造粒機工藝路線。連續(xù)混煉機的混煉腔體容積較雙螺桿混煉造粒機大，能一次性容納顆粒較細、堆密度較小、體積較大的填充體系，所以可將所有的物料一次性加入，制得所需材料。
加工溫度一般在110-290°C之間，主要取決于所選的塑料種類及填充物的類型及比例，具體的溫度范圍將在實施例中給出。本發(fā)明材料中添加的親水的無機填料表面具有眾多的親水的極性官能團，所以具有毛細滲透功能，但由于極性官能團的存在，使得其與不親水的熱塑性塑料的浸潤性、相容性均很差，很難被均勻添加進塑料中，所以在傳統(tǒng)的塑料加工領域往往需要加入表面改性劑對填料進行表面改性，使其改變或增加與塑料的浸潤性、相容性，以獲得足夠的力學性能來滿足材料的加工和使用性能。但是表面改性處理往往破壞了無機填料的親水性，犧牲了無機填料的毛細滲透性能。本發(fā)明為了保持無機填料的親水滲透性能，不對填料進行表面改性處理，針對不同的物料，通過分級加料等工藝，將填料填充到塑料中，以一種可以允許的團聚態(tài)均勻分布到塑料基體中，形成了一種由無數親水的無機填料顆粒堆砌成的團聚體均勻分布在由不親水的熱塑性塑料構成的連續(xù)塑性網絡中的結構。親水的無機填料粒子的堆砌體連接成一個連續(xù)三維立體毛細通道，提供了材料極好的滲水特性，不親水的熱塑性塑料形成的連續(xù)三維立體網絡，提供了材料的加工和機械物理性能。(2): 一種滲透微灌容器及其制備方法一種具有自適應均衡滲透灌溉功能并且抗堵塞功能優(yōu)良的微灌容器，將它埋入土壤植物根部區(qū)域可對植物根系直接灌溉。自動適應植物的需求,根據外部土壤水勢的高低，自動滲水或停止?jié)B水，具有自適應功能，不存在地表水蒸發(fā)浪費，也不存在的由于水本身自重引起的灌溉水的重力滲漏浪費，使每一滴水都被植物所充分利用，將灌溉水節(jié)省到最低程度，大大提高了灌溉水的效率。優(yōu)良的防堵塞效果使得容器可保持持續(xù)滲水效果；毛細滲透功能使得灌溉均勻平衡。它可以單獨使用起到微型水庫的作用，也可以與管道體系相連接并輔助以其它灌溉必需的元件，構成一種“無動力、自適應、持續(xù)、均衡滲透微灌體系”。該滲透微灌容器包含前述(I)中所述的具有毛細滲透功能的微灌材料。I. 一種滲透微灌容器，該容器由毛細滲透功能的微灌材料制成，所述微灌材料包括組分A :熱塑性塑料，該熱塑性塑料的熔體質量流動速率(MFR) ( 4g/10min(GB/T3682-2000,190°C/2. 16kg，下同)；組份B :親水的無機填料，所述親水的無機填料的平均粒徑為10 u m-1. 6 u m ;助劑組份C :復合抗氧劑，所述復合抗氧劑由受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑I : I復合而成；助劑組份D:熔體質量流動速率>30g/10min的高流動性聚丙烯、聚乙烯或平均分子量大于3000的聚乙烯蠟或無規(guī)共聚聚丙烯；上述各組分的重量份數為A 100, B :45-300, C 0. 2-1. 0，D : 1_5，通過將上述各個組分按照計量稱取在混煉機中混煉制得。所述毛細滲透功能的微灌材料具有在不親水的熱塑性塑料基體中，均勻分布的由親水的無機填料顆粒堆砌構成的毛細滲水網絡結構，使得由毛細滲透功能的微灌材料制成的滲透微灌容器能夠根據與之接觸的土壤的水勢高低，水可以通過該容器內部的具有網絡結構的毛細通道向外滲水或停止向外滲水，該容器具有進水口(7)和排氣口(8)。2.如技術方案I所述的滲透微灌容器，其特征是其毛細滲透管組分中的組分A選自，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚酯、尼龍、聚碳酸酯或者以上述熱塑性塑料為主的共混/共聚改性物；組份B選自，金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硅的氧化物、硅酸鹽的縮聚物、鋁硅酸鹽的縮聚物、輕質或者重質碳酸鈣、硅膠、沸石、滑石、水合滑石、氯堿工業(yè)產生的鹽泥、鋁業(yè)產生的赤泥、鈦白粉、工業(yè)發(fā)電廠煙道氣脫硫石膏或鍋爐產生的粉煤 灰，或者上述無機填料的兩種或多種的混合物。3.如技術方案I中所述的滲透微灌容器，其特征在于其組分B中，還可加入納米顆粒材料，其粒徑尺寸為60nm 150nm，加入重量份數為彡10。4.如技術方案I中所述的微灌容器，其特征在于具有毛細滲透功能的微灌材料，還含有助劑組份E :抗菌劑，所述抗菌劑為銀、銅、鋅等金屬離子及其化合物或混合物以及納米金屬銀，固定在以二氧化鈦、硫酸鋇、沸石、硅酸鹽、硅膠、磷酸鹽、活性炭以及納米氧化鋅、納米氧化鈦、納米氧化硅為載體的復合物，其重量份數為0. 5-5。5.如技術方案I中所述的滲透微灌容器，其特征在于具有毛細滲透功能的微灌材料，還含有助劑組份F :避鼠劑，所述避鼠劑為環(huán)己酰亞胺、類萜化合物單體、硼系化合物、芳基磷酸酯的金屬鹽或辣椒素或者上述避鼠劑的兩種或多種的混合物，其重量份數為6-15。6. 一種防堵塞的滲透微灌容器，該容器具有雙層結構，外層為凝膠保護層(11)，內層為采用如技術方案1-5所述的滲透微灌容器構成，所述凝膠保護層(11)由無紡布和高保水性樹脂粉組成，按體積計，高保水性樹脂粉為無紡布的0. 5% _3%，所述高保水性樹脂粉被投放在無紡布空隙內，從內層滲出的水使得高保水性樹脂粉膨脹形成凝膠，在由無紡布構成的高強度高分子骨架網絡中，凝膠保護層一面緊貼在內層的外壁使凝膠與毛細通道形成一體，一面與土壤接觸形成具有滲透功能的防堵塞凝膠保護層。7.如技術方案6所述防堵塞的滲透微灌容器，其特征是其外層凝膠保護層(11)中的高保水性樹脂粉選自改性淀粉類、纖維素類、甲殼素類、聚丙烯酸鈉鹽、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、醋酸乙烯酯類聚合物以及它們的共聚物、接枝物、衍生物或者改性物。8.如技術方案6中所述防堵塞的滲透微灌容器，其特征為按體積計，高保水性樹脂粉為無紡布的0.5% -1%。9.如技術方案6所述防堵塞的滲透微灌容器，其特征是其內層被制成扁平狀膜容器(12)，所述膜容器(12)上，帶有進水口(7)以及排氣管(8)，所述進水口(7)以及排氣管
(8)上帶有喇叭口(13)。喇叭口是為了便于灌水及與堵頭或管道連接。10.如技術方案1-5之一所述的微灌容器，其特征是該容器為中空吹塑制品，所述進水口(7)以及排氣管(8)為螺旋狀，該容器的外表面帶有縱向加強筋結構(9)和橫向凹狀加強結構(10)。11.如技術方案10所述的微灌容器，其特征是還包含一外層，所述外層為凝膠保護層(11)。12.如技術方案1-5中所述微灌容器的制備方法，包括以下步驟制備具有毛細滲透功能的微灌材料采用雙螺桿混煉造粒機或往復式單螺桿混煉造粒機，采用三級或四級的多級喂料工藝，所用混煉造粒機的長徑比為>40 1，在每級加料口下游設有排氣口，加料口處使用螺紋升角大于25度的長導程、螺桿外徑與螺桿內徑比 為I. 6 I. 9的深螺槽的螺紋元件，首先將全部塑料、助劑和40% 60%的填料，從混煉造粒機主料口加入，當含有納米顆粒材料時,第一級應先將所有納米顆粒材料全部加入,然后再在第二級、第三級、第四級加料口，按照40% 20%、30% 0%、20% 0%的比例將剩余的填料逐級加入，混煉造粒制得材料；微灌容器的制備將具有毛細滲透功能的微灌材料用中空吹塑工藝加工成中空容器，然后進行拉伸；或將此材料用吹膜機加工成薄膜，然后經焊接、拉伸、切割成所需要的容器；其中拉伸倍數為I 7倍。13.如技術方案12中所述的微灌容器的制備方法，其特征為其拉伸倍數為2 4倍。14.如技術方案6-9中所述防堵塞的微灌容器的制備方法，包括以下步驟內層的制備按照技術方案12所述制備方法制備內層；外層的制備將疏松型無紡布裁剪成相應寬度，然后將高保水性樹脂粉均勻布撒在疏松型無紡布上，按體積計，高保水性樹脂粉為無紡布的0. 5 % -3 %，使高保水性樹脂粉均勻落入無紡布的孔隙內，然后用水蒸氣處理10-30分鐘，使高保水性樹脂粉膨脹，牢牢的固定于無紡布孔隙內，然后將包含有高保水性樹脂粉的無紡布焊接或縫合成容器狀，并根據微灌容器的尺寸截成相應的長度，將其套在內層外構成具有凝膠保護層的防堵塞的微灌容器。凝膠層不僅提升了微灌容器的滲水效果，還起到防堵塞的保護效果。具有毛細滲透功能的內層容器與外部凝膠保護層構成具有優(yōu)秀防堵塞功能的雙層滲透微灌容器。當容器裝滿水后，在水的作用下，交聯(lián)的高保水性樹脂粉在疏松的無紡布內會進一步膨脹，由于高保水性樹脂粉吸水后的膨脹倍數可高達幾百倍，但由無紡布構成的非水溶性塑料網絡是高度抗拉的，所以凝膠保護層會緊緊貼在具有毛細滲透功能的內膽壁上，形成毛細層與凝膠層合為一體的緊密接觸。這種緊密接觸會進一步提高滲透效果，同時膨脹的高保水性樹脂粉也會向外凸出，形成與土壤顆粒良好接觸的凝膠保護層。本技術方案主要帶來了如下有益效果(I)工藝簡便，抗堵塞性能及其它綜合性能優(yōu)越與現(xiàn)有的成孔技術(發(fā)泡成孔、廢舊橡膠粉碎填充成孔、木粉或纖維填充成孔、集束毛細管、多孔介質等)相比，本發(fā)明采用無機超細粉體(例如碳酸鈣粉體)均勻分散在塑料機體中，通過一定的工藝自然形成的無數微孔。所用的無機超細粉體，例如輕質碳酸鈣、納米碳酸鈣等的合成工藝已很成熟，對粒徑及粒徑分布的控制已相當有效，產品已廣泛應用在造紙、涂料、塑料改性等領域。而這些無機超細粉體的粒徑及粒徑分布是決定開孔尺寸及尺寸分布的基礎。本發(fā)明技術均比現(xiàn)有專利技術工藝相對簡便，使用本發(fā)明的成孔技術，滲水通道是自動生成的，生成滲水孔隙的效率更高，對孔隙尺寸及尺寸分布的控制更為有效，無數連續(xù)細孔貫穿整個灌溉容器的表面，產品性能更為優(yōu)越，所以能在土壤形成連續(xù)均勻的濕潤體，灌溉均勻，在敷設了本發(fā)明所制備的滲灌容器的區(qū)域，其灌水均勻度一般可達95%以上，提高了灌溉效率，增加了產量，同時成本更低，市場競爭力更高。由于本發(fā)明的滲水通道是由無數的連續(xù)的極細微的毛細孔構成，均勻貫穿于整個灌溉容器的表面，毛孔尺寸遠遠小于土壤的團粒結構；其灌溉滲出水的速度及出水量完全取決于植物的需求且均衡，不存在重力水，不會將土壤原有的團粒和毛細結構破壞；另外，本發(fā)明采用一種復合結構設計，在毛細滲透層外又增加了一種全新思路的防堵保護層。該保護層是在疏松的無紡布骨架中填加了高保水樹脂，利用高保水樹脂吸水膨脹的特性形成致密無縫隙的凝膠保護層，改原有的單純毛細滲透為毛細滲透與凝膠的復合滲透。凝膠層是一種“無縫隙”的水凝膠，所以它既不會被土壤顆粒堵塞也不會被植物根系堵塞；由于凝膠層保護使得本發(fā)明的灌溉容器只要有一點水存在就總是保持濕潤狀態(tài)，所以不存在由于干涸結垢造成的化學堵塞；單純的毛細滲透元件器壁與土壤接觸是一種平面接觸，而改為凝膠保護層接觸，則是一種立體接觸，增大了灌溉元件與土壤的接觸面積。所以本發(fā)明的抗 物理堵塞、抗化學堵塞及抗植物根系堵塞的能力，遠遠高于任何其它方案。另外，本發(fā)明使用的熱塑性塑料加有抗菌劑，所以抗生物堵塞性能也十分優(yōu)秀。綜合以上本發(fā)明制備的滲透微灌容器具有優(yōu)秀的綜合抗堵塞能力。本發(fā)明制備的滲透微灌容器根據需要還可添加抗鼠害劑，所以具備抗鼠害能力。(2)減少工序，減少了污染，提高效率，降低成本，效益明顯本發(fā)明不使用任何“隔離劑”、“表面活性劑”，不必對填料進行表面改性處理，也不需增加用水將部分表面活性劑抽提的工序，減少了工序，減少了污染，降低了原材料成本及工藝成本，降低了勞動強度、改善了勞動環(huán)境，提高了生產效率。另外，由于現(xiàn)有技術落后，為保證灌溉元件具有必要的機械強度，現(xiàn)有技術方案使用的填料的填充比例較低，而本技術方案添加的填料比例可高達60%。簡單計算，按照上述現(xiàn)有專利的最高填充比例(填料與塑料基體的比例為30 100)23. I %計，按照目前市面樹脂通用聚乙烯樹脂12000元/噸、超細填料2000元/噸計，增加36. 9%的填料意味著降低成本3690元/噸。即使不考慮由于不使用隔離劑所帶來的原材料成本降低，也不考慮由于不必增加加熱混合工序帶來的生產成本的降低，僅增加填料一項即可降低成本約為38. I %，經濟效益十分明顯。(3)三維網絡毛細滲水結構形成獨特的自適應滲透特性本發(fā)明制備的滲透微灌容器具有良好的自適應灌溉功能。這種微灌容器具有一種由無數親水的無機填料顆粒堆砌成的團聚體均勻分布在由不親水的熱塑性塑料構成的連續(xù)塑性網絡中的結構。不親水的熱塑性塑料構成一個連續(xù)三維立體塑性網絡，提供了滲透微灌管的機械物理性能。親水的無機填料粒子的堆砌其中塑料網絡中，形成一個連續(xù)三維立體毛細滲水通道，提供了滲透微灌管極好的滲水特性，微量水形成的氫鍵加強了這種無機粒子間的結合，使之不會被水的滲出而流失。將具有這種結構的微灌容器埋在地下，微灌容器器壁上豐富而又突出在外的填充無機顆?；蛘吲c土壤顆粒相接觸混合在一起，構成完整的毛細滲透體系，或者與凝膠保護層緊密結合在一起，通過凝膠層與土壤接觸，構成完整的毛細/凝膠復合滲透體系。若土壤的“水勢”低于容器內灌溉水的“水勢”，容器內的水會沿著內層毛細通道向外滲出，或者直接進入土壤，或者通過凝膠保護層進入土壤。其滲出的動力為毛細吸力、凝膠層的吸力及離漿作用和干燥土壤的吸力。在此過程中滲透微灌容器中的灌溉水連續(xù)不斷地通過滲透微灌容器器壁上無數毛細通道及凝膠層向土壤滲透實現(xiàn)灌溉。隨著灌溉過程的進行，土壤的水含量不斷增加，直至滲透微灌管內部的“水勢”與土壤的“水勢”相同，灌溉結束。此時，滲透微灌容器中水、土壤水兩者處于平衡態(tài)，滲透微灌容器內部水不再向外滲透。處在這種平衡態(tài)中的植物，其根系表皮由一種半透膜構成，當植物生長的需求使得植物根系內部的“水勢”小于土壤的“水勢”時，土壤水透過根系表面的半透膜向植物根系內部滲透，進入植物體內，使得植物體內的“水勢”上升，直至滿足植物的需求，植物不再吸水，滲透微灌容器也不再向外供(滲)水，灌溉結束。此時，滲透微灌容器中水、土壤水、植物體內水三者間處于平衡態(tài)。當進入植物體內的水分在植物根系的滲透壓、水分子之間的內聚力以及植物毛細通道的作用下，水分很快沿植物軀干上升，同時在植物蒸騰拉力下，植物體內水分到達所有需要水分生長的部位。隨著植物的生長,植物體內水分的蒸騰，植物內部的“水勢”下降，植物體內水、土壤毛細水、滲透微灌容器內部水三者之間的“水勢”平衡被破壞，土壤中的水重新滲浸入植物體內，滲透微灌容器中的水再次向土壤補充，再次實施灌溉。如此，周而復始，連綿不斷，實現(xiàn)自適應的灌溉功能。由于植物體內水分、土壤毛細水、滲透微灌管內部水三者之間總是處于一種動態(tài)平衡之中，構成了一種真正最節(jié)水“無動力、自適應、持續(xù)、均衡滲透微灌體系”。(4)拉伸方案提高了滲水效果
本發(fā)明采用了拉伸技術方案。為了觀察拉伸對物料產生的影響，使用掃描電鏡對未拉伸和拉伸的滲透膜樣品進行了觀察。這些掃描電鏡的照片真實的顯示了拉伸與不拉伸的不同效果。圖6是未拉伸樣品的表面掃描電鏡照片、圖7是未拉伸樣品的表面及斷面掃描電鏡照片，從未拉伸樣品的照片可見，未拉伸的樣品內部已存有由大量堆砌的碳酸鈣顆粒間隙構成的滲水通道，但這些通道有些并未打通，這點從圖6、圖7的未拉伸樣品表面完全封閉，不存在孔洞便可看出。圖8是拉伸樣品的表面掃描電鏡照片、圖9是拉伸樣品的表面及斷面掃描電鏡照片。從拉伸樣品的照片可見，拉伸的樣品內部存有由大量堆砌的碳酸鈣顆粒間隙構成的滲水通道更加豐富貫通，有些顆粒已經被擠壓出表面，這點從圖8、圖9的拉伸樣品表面存在大量孔洞便可看出。拉伸不僅僅加劇了填料與高分子基體之間的剝離程度，最重要的是拉伸造成基體對填料產生了強烈的擠壓作用，這種擠壓使得在熔融加工期間被包裹在基體的不同區(qū)間的填料發(fā)生重排位移，這種位移傳遞了外界的拉力使填料沖破包裹區(qū)間的基體的薄弱部位形成填料之間的貫通，而親水的填料之間貫通的間隙是構成滲水通道的關鍵。這種間隙要遠遠大于現(xiàn)有技術由于隔離劑遷移而形成的間隙，而且這種間隙完全由親水顆粒構成，其透水性能遠遠優(yōu)于現(xiàn)有方案中使用“隔離劑”(油脂類物質)獲得滲水效果。(5)節(jié)水、節(jié)能、節(jié)省費用使用本發(fā)明的微灌帶可以在無壓條件下運行，但由于水源總是會有一定的勢能所以在實際場合往往是在低壓條件下運行，灌水器的工作壓力一般只有I 4米水柱壓力，一般僅靠田邊高位水槽提供。只要高位水槽中有水，就可以實現(xiàn)長期無動力不間斷自動灌溉，所以能耗極少。同時由于滲灌容器埋在地下，既避免了像地面灌溉由于長期暴漏在太陽光下造成灌溉容器的老化失效，又不妨礙地面上的田間管理耕作，灌水所需勞動力較少，所以既節(jié)省了滲灌容器頻繁更換的費用，又節(jié)省了日常維護的運行費用。現(xiàn)有的所有埋地灌溉均屬于壓力或重力灌溉，也就是說，在沒有人為干預的情況下，灌溉水會不管植物是否需求會一直流到無水為止。但本發(fā)明的滲透微灌是一種“自適應方式”的地下灌溉方式，灌水過程中不但土壤表層保持干燥，株間及地表蒸發(fā)減少，而且不致產生地面徑流和深層滲漏，所以滲灌用水最省。滲灌一般比地面灌溉省水50% 70%，比噴灌省水15% 20%，比滴灌節(jié)水10%。同時避免了使用電腦及機電儀表實現(xiàn)自動化控制所需的大量費用。(6)不隨水位降低、滲灌面積減少而導致灌溉不均衡現(xiàn)有技術，隨著灌溉的進行，容器中水位降低，灌溉容器的透水面積減少，會產生灌溉不均衡現(xiàn)象。若單獨使用本發(fā)明的微灌容器，隨著灌溉的進行，容器中水位雖然也會下降，但由于外部凝膠層的存在，只要容器內有水，容器外部的凝膠層水量不但底部充足，由于凝膠之間的水的傳遞，使得整個凝膠層水依然充足，所以此時的滲透微灌容器內部的水位似乎仍然沒有降低，仍然呈現(xiàn)一種均衡灌溉的效果。 (7)特殊加工設計，提高了滲透微灌容器的應用領域本發(fā)明通過吹塑加工帶有加強筋的中空容器，提高了滲透微灌容器抗外部壓力的能力，使解決了現(xiàn)有技術不能抗流沙擠壓的缺點，提高了應用范圍，對荒漠造林治沙起到關鍵作用。(8)大大降低了固體水的成本與全部使用高保水性樹脂粉的固體水灌溉方式比，本發(fā)明僅在表面使用薄薄一層，假定可節(jié)約95%的樹脂，如不考慮容器的費用(相比與樹脂的高價格可以忽略不計)相當于降低95%的成本。大大節(jié)省了價格昂貴的高保水性樹脂粉的用量，降低了成本，同時還提高了單位體積下的水容量。由于容器內水可以補充，所以本發(fā)明的“固體水”可以反復使用，大大提高了價格昂貴的高保水樹脂的利用率。


圖I是滲透微灌容器I的示意圖；圖2是抗外壓滲透微灌容器2的示意圖；圖3是防堵塞雙層滲透微灌容器3的示意圖；圖4是抗外壓、防堵塞雙層滲透微灌容器4的示意圖；圖5是防堵塞雙層滲透微灌膜容器5的示意圖；圖6是未拉伸樣品表面的掃描電鏡照片；圖7是未拉伸樣品斷面及表面的掃描電鏡照片(注圓圈內顯示無機顆粒的堆砌及間隙)；圖8是拉伸樣品表面的掃描電鏡照片；圖9是拉伸樣品表面和斷面的掃描電鏡照片；圖10是測試滲透膜滲透性能的測試儀器示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。
(I):一種具有毛細滲透功能的微灌材料及其制備方法實施例一將氯堿工業(yè)副產鹽泥(漿料)，用板框壓濾機除去多余水分干燥后，研磨篩分得10微米)鹽泥粉體填料，使用熔體流動速率(MFR)為4的線性低密度聚乙烯(LLDPE)樹脂為基料，填料與樹脂的質量份數比為300 100;助劑為受阻酚抗氧劑為四[￠-(3.5-二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、添加量為0.3質量份數，亞磷酸酯穩(wěn)定劑為亞磷酸三(2. 4- 二叔丁基苯基)酯、添加量為0. 3質量份數；平均分子量為4000的高流動聚乙烯(PE蠟)，添加量為I質量份數；含炭黑40%炭黑母料35質量份。將上述組份按計量分三級添加，第一級加入所有的樹脂、助劑及相應比例的填料，每級加入填料的比例按照填料總量的40%、40%、20%計，使用螺桿直徑為75075)、長徑比(L/D)為44 I的雙螺桿造粒機，在170-20(TC下擠出造粒，然后干燥、包裝。實施例二 使用6. 5微米(i! m)的碳酸鈣為填料，熔體流動速率(MFR)為0. 3的低密度聚乙烯(LDPE)樹脂為基料，填料與樹脂的質量份數比為200 100;助劑為受阻酚抗氧劑為四[￠-(3. 5-二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、添加量為0.3質量份數，亞磷酸酯穩(wěn)定劑為亞磷酸三(2. 4- 二叔丁基苯基)酯、添加量為0. 3質量份數；熔體流動速率(MFR)為30的高流動聚乙烯(PE)，添加量為I質量份數。將上述組份按計量分三級分別加入雙螺桿造粒機中，第一級加入所有的樹脂、助劑及相應比例的填料，每級加入填料的比例按照填料總量的40%、40%、20%計，使用螺桿直徑為75075)、長徑比(L/D)為40 I的雙螺桿造粒機，在170-190°C下擠出造粒，然后干燥、包裝。實施例三使用I. 6微米(i! m)碳酸鈣為填料，熔體流動速率(MFR)為0. I的高密度聚乙烯(HDPE)樹脂為基料，填料與樹脂的質量份數比為150 100 ;助劑為受阻酚抗氧劑為四[￠-(3. 5- 二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、添加量為0. 3質量份數，亞磷酸酯穩(wěn)定劑為亞磷酸三(2. 4- 二叔丁基苯基)酯、添加量為0. 3質量份數；熔體流動速率(MFR)為70的高流動聚乙烯(PE)，添加量為3質量份數。將上述組份按計量分四級分別加入雙螺桿造粒機中，第一級加入所有的樹脂、助劑及相應比例的填料，每級加入填料的比例按照填料總量的30%、30%、30%、10%計，使用螺桿直徑為75(475)、長徑比(L/D)為48 I的雙螺桿造粒機，在180-210°C下擠出造粒，然后干燥、包裝。實施例四使用2. 5微米(ii m)碳酸鈣為填料，熔體流動速率(MFR)為0. 4的PP樹脂為基料，填料與樹脂的質量份數比為100 100;助劑為受阻酚抗氧劑為四[￠-(3.5-二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、添加量為0.3質量份數，亞磷酸酯穩(wěn)定劑為亞磷酸三(2. 4- 二叔丁基苯基)酯、添加量為0. 3質量份數；熔體流動速率(MFR)為100的高流動聚丙烯(PP)，添加量為2質量份數。將上述組份按計量分三級分別加入雙螺桿造粒機中，第一級加入所有的樹脂、助劑及相應比例的填料，每級加入填料的比例按照填料總量的40%、40%、20%計，使用螺桿直徑為75(075)、長徑比(L/D)為44 I的雙螺桿造粒機，在180-210°C下擠出造粒，然后干燥、包裝。實施例五
使用60 80納米等級的納米I丐10質量份數、I. 6微米Om)的碳酸I丐35質量份數與熔體流動速率(MFR)為 0. I的高密度聚乙烯(HDPE)樹脂100質量份數；助劑為受阻酚抗氧劑為四[￠-(3. 5-二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、添加量為0.3質量份數，亞磷酸酯穩(wěn)定劑為亞磷酸三(2. 4-二叔丁基苯基)酯、添加量為0.3質量份數；熔體流動速率(MFR)為70的高流動聚乙烯，添加量為5質量份數。將上述組份按計量分四級分別加入雙螺桿造粒機中，第一級加入所有的樹脂、助劑及相應的填料，每級加入填料的比例按照填料總量的40 %、30 %、20 %、10 %計，使用螺桿直徑為75 (￠75),長徑比(L/D)為48 I的雙螺桿造粒機，在170-190°C下擠出造粒，然后干燥、包裝。實施例六使用60 100納米鈣15質量份數、1.6微米(iim)的碳酸鈣50質量份數與熔體流動速率(MFR)為 4的聚丙烯(PP)樹脂100質量份數；助劑為受阻酚抗氧劑為四[￠-(3. 5-二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、添加量為0.3質量份數，亞磷酸酯穩(wěn)定劑為亞磷酸三(2. 4- 二叔丁基苯基)酯、添加量為0. 3質量份數；熔體流動速率(MFR)為100的高流動聚丙烯(PP)、添加量為3質量份數。將上述組份按計量分四級分別加入雙 螺桿造粒機中，第一級加入所有的樹脂、助劑及相應的填料，每級加入填料的比例按照填料總量的40%、30%、20%、10%計，使用螺桿直徑為75(475)、長徑比(L/D)為48 I的雙螺桿造粒機，在180-210°C下擠出造粒，然后干燥、包裝。實施例七使用60 150納米等級的納米|丐30質量份數、I. 6微米Om)碳酸|丐420質量份數與熔體流動速率(MFR)為 4的聚乙烯(LDPE)樹脂100質量份數；助劑為受阻酚抗氧劑為四[￠-(3. 5-二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、添加量為0.3質量份數，亞磷酸酯穩(wěn)定劑為亞磷酸三(2. 4- 二叔丁基苯基)酯、添加量為0. 3質量份數；平均分子量為4000的聚乙烯蠟、添加量為2質量份數。將上述組份按計量分四級分別加入雙螺桿造粒機中，第一級加入所有的樹脂、助劑及相應的填料，每級加入填料的比例按照填料總量的30 %、30 %、20 %、20 %計，使用螺桿直徑為75(0 75)、長徑比(L/D)為48 : I的雙螺桿造粒機，在170-190°C下擠出造粒，制成母料。再按550質量份的母料和200質量份的熔體流動速率(MFR)為 0. I的高密度聚乙烯(HDPE)分別計量加入螺桿直徑為75(0 75)、長徑比(L/D)為36 I的雙螺桿造粒機中，在180-210°C下擠出造粒得到材料，然后干燥、包裝。實施例八將60 150納米等級的納米I丐10質量份數、I. 6微米Om)碳酸I丐140質量份數與熔體流動速率(MFR)為 0. 4的高密度聚乙烯(HDPE)樹脂100質量份數；助劑為受阻酚抗氧劑為四[￠-(3. 5-二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、添加量為0.3質量份數，亞磷酸酯穩(wěn)定劑為亞磷酸三(2. 4- 二叔丁基苯基)酯、添加量為0. 3質量份數；熔體流動速率(MFR)為70的高流動聚乙烯、添加量為2質量份數。將上述組份按計量分別加入FCM造粒機中，使用雙轉子直徑為100(0 100)在180-210°C下擠出，擠出的料塊落入螺桿直徑為150(小150)，長徑比(L/D)為7 : I的單螺桿擠出機中，在180-220°C擠出造粒得到材料，然后干燥、包裝。實施例九按照實施例三，再加入3份含有銀離子的納米二氧化鈦得到抗堵塞滲灌材料。
實施例十按照實施例九，再加入15份含有環(huán)己酰亞胺的微膠囊添加劑得到抗堵塞避鼠害滲灌材料。將上述實施例3中材料經吹膜得到滲透膜，測試其力學性能及滲水速率，所得結果見表I。采用GB/T1040. 3-2006測定的拉伸強度，表中性能數據與材料的配方和制備工藝有關，并不代表本專利只能得到這些性能。表I、材料的薄膜樣品性能表
產品拉伸強度(Mpa)縱向/橫向滲水速率(l/m2-min)
實施例一8.24/2. 3607T3
實施例二12.5/3.68021
實施例三22.7/11.9020
實施例四30.2/18.409
實施例五25.3/15.907T5
實施例六31.8/18. IOi
實施例七23.6/9.9oTT7
實施例八27.8/13.208
實施例九24.7/9.909
實施例十14.7/8.908實施例i^一圖I給出了用中空吹塑加工得到的具有無動力、自適應、持續(xù)、均衡滲透功能的滲透微灌容器I的示意圖。按照填料與樹脂的質量份數比為150 100的比例將I. 6微米碳酸鈣、熔體流動速率(MFR)為0. I的高密度聚乙烯(HDPE)樹脂、助劑為0. 3質量份數的四[￠-(3. 5-二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和、0.3質量份數的亞磷酸三(2. 4-二叔丁基苯基)酯、3質量份數的熔體流動速率(MFR)為70的高流動聚乙烯(PE)、3重量份數的納米氧化鈦與銀離子的復合抗菌劑以及10重量份數的環(huán)己酰亞胺避鼠劑。將上述組份按計量分四級分別加入雙螺桿造粒機中，第一級加入所有的樹脂、助劑及相應比例的填料，每級加入填料的比例按照填料總量的30%、30%、30%、10%計，使用螺桿直徑為75(小75)、長徑比(L/D)為48 I的雙螺桿造粒機，在180-210°C下擠出造粒，然后干燥，得到HDPE吹塑材料。將此材料用中空吹塑機加工成瓶狀或者其他形狀的滲透微灌容器1，形狀可以是多種多樣的，取決于設計的模具，只要能滿足植物灌溉的要求即可。然后按照3倍拉伸比拉伸。滲透微灌容器I上設計有帶有螺旋6的進水口 7以及排氣管8。螺旋6便于與堵頭或管道連接，螺旋的形狀不是重要的，還可以設計成其它任何便于連接的形狀。進水口 7和排氣管8的長度取決于容器的掩埋深度或者說所灌溉的植物根部距地面的深度，必須保證它們能露在地面以便操作。滲透微灌容器I具有毛細滲水特征，可用于對抗堵塞性能要求不高的灌溉系統(tǒng)。實施例十二圖2給出了用中空吹塑加工得到的具有無動力、自適應、持續(xù)、均衡滲透功能的抗外壓滲透微灌容器2的示意圖。按照填料與樹脂的質量份數比為100 100的比例將2. 6微米碳酸鈣、熔體流動速率(MFR)為0. 4的聚丙烯(PP)樹脂、助劑為0. 3質量份數的四[P -(3. 5- 二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和、0. 3質量份數的亞磷酸三(2. 4-二叔丁基苯基)酯、2質量份數的熔體流動速率(MFR)為100的高流動聚丙烯(PP)、3重量份數的納米氧化鈦與銀離子的復合抗菌劑以及10重量份數的環(huán)己酰亞胺避鼠劑。將上述組份按計量分三級分別加入雙螺桿造粒機中，第一級加入所有的樹脂、助劑及相應比例的填料，每級加入填料的比 例按照填料總量的40%、30%、30%計，使用螺桿直徑為75(小75)、長徑比(L/D)為48 : I的雙螺桿造粒機，在190-220°C下擠出造粒，然后干燥，得到PP吹塑材料。將此材料用中空吹塑機加工成帶有縱向加強筋結構9及橫向凹形加強結構10的瓶狀或者其他形狀的抗壓滲透微灌容器2，形狀可以是多種多樣的，取決于設計的模具，只要能滿足植物灌溉的要求即可。然后按照2倍拉伸比進行拉伸，得到自承式抗壓滲透微灌容器2。自承式抗壓滲透微灌容器2上設計有帶有螺旋6的進水口 7以及排氣管8。螺旋6便于進水口 7與堵頭或管道連接，螺旋的形狀不是重要的，還可以設計成其它任何便于連接的形狀。進水管7和排氣管8的長度取決于容器的掩埋深度或者說所灌溉的植物根部距地面的深度，必須保證它們能露在地面以便操作。自承式抗壓滲透微灌容器2具有毛細滲水特征，可用于對抗堵塞性能要求不高的灌溉系統(tǒng)。實施例十三圖3給出了用中空吹塑加工得到的具有無動力、自適應、持續(xù)、均衡滲透功能的防堵塞滲透微灌容器3的示意圖防堵塞復合微灌容器3使用了凝膠保護層11可獲得最好的效果。凝膠保護層11是采用如下方法制成先按照吹塑瓶的圓周周長將疏松型無紡布裁剪成適當寬度，然后將高保水性樹脂粉按照與無紡布的體積比為I %的量，均勻布撒在疏松型無紡布上，輕微振動無紡布，使高保水性樹脂粉均勻落入無紡布的孔隙內，然后用水蒸氣處理30分鐘，使高保水性樹脂粉顆粒膨脹，緊緊卡在具有一定強度的無紡布骨架內，然后將包含有高保水性樹脂粉的無紡布縫合成管狀，并根據吹塑瓶的高度截成適當的長度，再將其套在實施例I制備的單層滲透微灌容器I外構成凝膠保護層11。當容器裝滿水后，在水的作用下，交聯(lián)的高保水性樹脂粉在疏松的無紡布內會進一步膨脹，由于高保水性樹脂粉吸水后的膨脹倍數可高達幾百倍，但由無紡布構成的非水溶性塑料網絡是高度抗拉的，所以凝膠保護層會緊緊貼在吹塑而成的具有毛細滲透功能的內膽壁上，甚至可能深入到毛細孔內，形成毛細層與凝膠層合為一體的緊密接觸。這種緊密接觸會進一步提高滲透效果，同時膨脹的高保水性樹脂粉也會向外凸出，形成與土壤顆粒接觸的良好凝膠滲透層。防堵塞復合微灌容器3具有毛細滲透及凝膠滲透特征，應用于灌溉系統(tǒng)，具有優(yōu)秀的抗堵塞性能。
實施例十四圖4給出了用中空吹塑加工得到的具有無動力、自適應、持續(xù)、均衡滲透功能的防外壓、抗堵塞滲透微灌容器4的示意圖將實施例十三制備的凝膠保護層11套在實施例十二制備的自承式抗外壓滲透微灌容器2外，得到的抗壓、防堵塞復合微灌容器4。抗壓、防堵塞復合微灌容器4具有毛細滲透及凝膠滲透特征，應用于灌溉系統(tǒng)，具有優(yōu)秀的抗外壓及防堵塞性能。實施例十五圖5給出了用吹塑薄膜加工得到的具有無動力、自適應、持續(xù)、均衡滲透功能的扁平狀防堵塞滲透微灌膜容器5的示意圖按照填料與樹脂的質量份數比為45 100的比例將I. 6微米碳酸鈣35份和60_80納米的納米碳酸鈣10份、熔體流動速率(MFR)為0. I的高密度聚乙烯(HDPE)樹脂、助劑為 0.3質量份數的四[￠-(3. 5-二叔丁基，4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和、0.3質量份數的亞磷酸三(2. 4- 二叔丁基苯基)酯、5質量份數的熔體流動速率(MFR)為70的高流動聚乙烯(PE)。將上述組份按計量分四級分別加入雙螺桿造粒機中，第一級加入所有的樹脂、助劑及相應比例的填料，每級加入填料的比例按照填料總量的30 %、30 %、30 %、10 %計，使用螺桿直徑為75 (0 75)、長徑比(L/D)為48 I的雙螺桿造粒機，在180_210°C下擠出造粒，然后干燥，得到HDPE吹膜材料。將此材料用吹膜機加工成薄膜，然后經焊接、拉伸成所需要的器形具有毛細滲透功能的內層膜容器12。拉伸比為5倍。內層膜容器12上設計有帶有喇叭口 13形狀的進水口 7以及排氣管8。喇叭口 13形狀的進水口 7是為了便于灌水及與堵頭或管道連接，進水口 7和排氣管8的長度取決于容器的掩埋深度或者說所灌溉的植物根部距地面的深度，必須保證它們能露在地面以便操作。按照內層膜容器12的寬度將疏松型無紡布裁剪焊接成圓筒狀，再按照內層膜容器12長度裁剪成段套在其上，并將底部焊接。然后將高保水性樹脂粉按照與無紡布的體積比為0. 5%的量，均勻布撒在疏松型無紡布上，輕微振動無紡布，使高保水性樹脂粉均勻落入無紡布的孔隙內，然后用水蒸氣處理30分鐘，使高保水性樹脂粉顆粒膨脹，緊緊卡在具有一定強度的無紡布骨架內，構成凝膠保護層11。內層膜容器12與凝膠保護層11，構成扁平狀防堵塞滲透微灌容器5。當容器中裝滿水后，在水的作用下，交聯(lián)的高保水性樹脂粉在疏松的無紡布內會進一步膨脹，由于高保水性樹脂粉吸水后的膨脹倍數可高達幾百倍，但由無紡布構成的非水溶性塑料網絡是高度抗拉的，所以凝膠保護層會緊緊貼在吹塑而成的具有毛細滲透功能的內膽壁上，形成毛細層與凝膠層合為一體的緊密接觸。這種緊密接觸會進一步提高滲透效果，同時膨脹的高保水性樹脂粉也會向外凸出，形成與土壤顆粒接觸的良好凝膠滲透層。防堵塞雙層滲透微灌膜容器5具有毛細滲透及凝膠滲透特征，應用于灌溉系統(tǒng)，具有優(yōu)秀的抗堵塞性能。將上述實施例十一、十二、十五中材料經吹膜得到滲透膜，測試其力學性能及滲水速率，所得結果見表2。采用GB/T1040. 3-2006測定的拉伸強度，表中性能數據與材料的配方和制備工藝有關，并不代表本專利只能得到這些性能。表2、材料的薄膜樣品性能表
權利要求
1.一種滲透微灌容器，該容器由毛細滲透功能的微灌材料制成，所述微灌材料包括組分A :熱塑性塑料，該熱塑性塑料的熔體質量流動速率< 4g/10min ;組份B :親水的無機填料，所述親水的無機填料的平均粒徑為10 u m-1. 6 u m ;助劑組份C :復合抗氧劑，所述復合抗氧劑由受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑I : I復合而成；助劑組份D :熔體質量流動速率> 30g/10min的高流動性聚丙烯、聚乙烯或平均分子量大于3000的聚乙烯臘或無規(guī)共聚聚丙烯；上述各組分的重量份數為A 100, B =45-300, C :0. 2-1. 0，D :1_5，通過將上述各個組分按照計量稱取在混煉機中混煉制得。
所述毛細滲透功能的微灌材料具有在不親水的熱塑性塑料基體中，均勻分布的由親水的無機填料顆粒堆砌構成的毛細滲水網絡結構，使得由毛細滲透功能的微灌材料制成的滲透微灌容器能夠根據與之接觸的土壤的水勢高低，水可以通過該容器內部的具有網絡結構的毛細通道向外滲水或停止向外滲水，該容器具有進水口(7)和排氣口(8)。
2.如權利要求I所述的滲透微灌容器，其特征是其毛細滲透管組分中的組分A選自，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚酯、尼龍、聚碳酸酯或者以上述熱塑性塑料為主的共混/ 共聚改性物；組份B選自，金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硅的氧化物、硅酸鹽的縮聚物、鋁硅酸鹽的縮聚物、輕質或者重質碳酸鈣、硅膠、沸石、滑石、水合滑石、氯堿工業(yè)產生的鹽泥、鋁業(yè)產生的赤泥、鈦白粉、工業(yè)發(fā)電廠煙道氣脫硫石膏或鍋爐產生的粉煤灰，或者上述無機填料的兩種或多種的混合物。
3.如權利要求I中所述的滲透微灌容器，其特征在于其組分B中，還可加入納米顆粒材料，其粒徑尺寸為60nm 150nm，加入重量份數為彡10。
4.如權利要求I中所述的微灌容器，其特征在于具有毛細滲透功能的微灌材料，還含有助劑組份E :抗菌劑，所述抗菌劑為銀、銅、鋅等金屬離子及其化合物或混合物以及納米金屬銀，固定在以二氧化鈦、硫酸鋇、沸石、硅酸鹽、硅膠、磷酸鹽、活性炭以及納米氧化鋅、納米氧化鈦、納米氧化硅為載體的復合物，其重量份數為0. 5-5。
5.如權利要求I中所述的滲透微灌容器，其特征在于具有毛細滲透功能的微灌材料，還含有助劑組份F :避鼠劑，所述避鼠劑為環(huán)己酰亞胺、類萜化合物單體、硼系化合物、芳基磷酸酯的金屬鹽或辣椒素或者上述避鼠劑的兩種或多種的混合物，其重量份數為6_15。
6.一種防堵塞的滲透微灌容器，該容器具有雙層結構，外層為凝膠保護層(11)，內層為采用如權利要求1-5所述的滲透微灌容器構成，所述凝膠保護層(11)由無紡布和高保水性樹脂粉組成，按體積計，高保水性樹脂粉為無紡布的0. 5% _3%，所述高保水性樹脂粉被投放在無紡布空隙內，從內層滲出的水使得高保水性樹脂粉膨脹形成凝膠，在由無紡布構成的高強度高分子骨架網絡中，凝膠保護層一面緊貼在內層的外壁使凝膠與毛細通道形成一體，一面與土壤接觸形成具有滲透功能的防堵塞凝膠保護層。
7.如權利要求6所述防堵塞的滲透微灌容器，其特征是其外層凝膠保護層(11)中的高保水性樹脂粉選自改性淀粉類、纖維素類、甲殼素類、聚丙烯酸鈉鹽、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、醋酸乙烯酯類聚合物以及它們的共聚物、接枝物、衍生物或者改性物。
8.如權利要求6中所述防堵塞的滲透微灌容器，其特征為按體積計，高保水性樹脂粉為無紡布的0. 5% -I %。
9.如權利要求6所述防堵塞的滲透微灌容器，其特征是其內層被制成扁平狀膜容器(12)，所述膜容器(12)上，帶有進水口(7)以及排氣管(8)，所述進水口(7)以及排氣管(8)上帶有喇叭口(13)。
10.如權利要求1-5之一所述的微灌容器，其特征是該容器為中空吹塑制品，所述所述中空吹塑制品上帶有進水口(7)及排氣管(8)，所述進水口(7)上帶有螺紋￠)，該容器的外表面帶有縱向加強筋結構(9)和橫向凹狀加強結構(10)。
11.如權利要求10所述的微灌容器，其特征是還包含一外層，所述外層為凝膠保護層(11)。
12.如權利要求1-5中所述微灌容器的制備方法，包括以下步驟 制備具有毛細滲透功能的微灌材料采用雙螺桿混煉造粒機或往復式單螺桿混煉造粒機，采用三級或四級的多級喂料工藝，所用混煉造粒機的長徑比為>40 1，在每級加料口下游設有排氣口，加料口處使用螺紋升角大于25度的長導程、螺桿外徑與螺桿內徑比為 I.6 I. 9的深螺槽的螺紋元件，首先將全部塑料、助劑和40% 60%的填料，從混煉造粒機主料口加入，當含有納米顆粒材料時,第一級應先將所有納米顆粒材料全部加入,然后再在第二級、第三級、第四級加料口，按照40 % 20 %、30 % 0 %、20 % 0 %的比例將剩余的填料逐級加入，混煉造粒制得材料； 微灌容器的制備將具有毛細滲透功能的微灌材料用中空吹塑工藝加工成中空容器，然后進行拉伸；或將此材料用吹膜機加工成薄膜，然后經焊接、拉伸、切割成所需要的容器；其中拉伸倍數為I 7倍。
13.如權利要求12中所述的微灌容器的制備方法，其特征為其拉伸倍數為2 4倍。
14.如權利要求6-9中所述防堵塞的微灌容器的制備方法，包括以下步驟 內層的制備按照權利要求12所述制備方法制備內層； 外層的制備將疏松型無紡布裁剪成相應寬度，然后將高保水性樹脂粉均勻布撒在疏松型無紡布上，按體積計，高保水性樹脂粉為無紡布的0. 5% _3%，使高保水性樹脂粉均勻落入無紡布的孔隙內，然后用水蒸氣處理10-30分鐘，使高保水性樹脂粉膨脹，牢牢的固定于無紡布孔隙內，然后將包含有高保水性樹脂粉的無紡布焊接或縫合成容器狀，并根據微灌容器的尺寸截成相應的長度，將其套在內層外構成具有凝膠保護層的防堵塞的微灌容器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滲透微灌容器及其制備方法，該容器采用具有毛細滲水功能的微灌材料制成，具有無機粒子與熱塑性塑料的三維網絡毛細滲水結構，以及無動力、自適應、持續(xù)、均衡滲透功能，根據與之接觸的土壤水勢高低，水可以通過容器內部的毛細網絡結構自動向外滲水或停止向外滲水。該容器還可包含凝膠保護層(11)。該容器具有較好的滲水能力，能抗阻塞、抗菌、防鼠，可以單獨使用起到微型水庫的作用，也可以與管道體系連接，構成一種無動力自適應、持續(xù)、均衡、滲透微灌體系。
文檔編號A01G25/00GK102742489SQ20121011852
公開日2012年10月24日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權日2012年4月23日
發(fā)明者史貞, 王建民 申請人:史貞, 深圳市鑫康沃科技開發(fā)有限公司, 王建民