CN103232624A

CN103232624A - 一种复合透水材料，及其制造方法和衍生产品

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Publication number: CN103232624A
Application number: CN2012104767390A
Authority: CN
Inventors: 高宏洲; 高津
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-08-07

Abstract

本发明公开了一种复合透水材料，及其制造方法和相关产品，该复合透水材料由其组成成分混合形成，其组成成分包括：化工材料基料，在化工材料基料中添加的塑化剂，在化工材料基料中添加的含有纳米级孔洞、并被隔离剂包衣的填料。所述复合透水材料加工完成后，其中的隔离剂逐渐与塑化剂中的苯环进行化学反应和溶解，使得填料自身的纳米级微孔被打开，同时在塑化剂和填料之间形成新的均匀密布的微孔，所述微孔互联贯通形成透水孔道。所述复合透水材料可制成透水膜、透水管和容器，这些产品具有均匀密布的纳米级的孔道，可应用于农业节水灌溉领域，在地面敷设和/或埋入地下长期使用，从而达到节水、节能、省工、生态环境友好的目的。

Description

一种复合透水材料,及其制造方法和衍生产品

技术领域

本发明属于农业节水灌溉领域，具体涉及一种复合透水材料，及其制造方法和相关产品。

背景技术

解决好十几亿人吃饭问题，始终是治国安邦的头等大事。我国正处于工业化、城镇化快速发展阶段，影响国家粮食安全的因素错综复杂。尽管我国粮食生产实现了历史罕见的“八连增”，但生产能力仍不稳固，资源约束日益突出，保障粮食等农产品供求平衡的任务十分艰巨。

我国人增地减水缺的矛盾日益突出，粮食增产硬约束不断增强，靠增加自然资源投入来提高农产品产出的空间越来越小，根本出路在于加快转变农业发展方式，走中国特色农业现代化发展道路。通过发展高效节水灌溉，改变传统灌溉模式，有利于实现农业高产、优质、高效、生态、安全，有利于促进农业生产专业化、标准化、规模化、集约化。

目前灌溉方式以喷灌、微滴灌为主，其中微滴灌***产品多为薄壁PE、PVC类塑料管，大多采用地面敷设方式，由于出水量不均匀，表面蒸发损失严重，运行中大量消耗动力和水资源，灌溉水利用系数低。相关试验研究表明：地下渗灌可以将植物生长所需要的水分直接送达植物毛细根部，不产生土壤表面的蒸发损失，可以大量节约水资源。1920年代，德国利用陶瓷的透水性能烧制渗水管道并应用于农业灌溉取得巨大成功，之后的几十年，德国均在全力推广此项技术，终因陶土渗水管道笨重，施工困难而逐渐被放弃；1980至1990年代，科学家开发研究利用橡胶发泡工艺制作橡胶类渗灌管用于农业灌溉，并在河北石家庄建成了当时中国最大的橡胶渗灌管生产厂家开始批量生产；由于灌溉水水质及发泡成孔技术的不可控性，实际运行中，孔洞堵塞严重，甚至植物根系直接扎入发泡孔洞中，严重影响橡胶渗灌管的使用效果，宣告失败。

因此，如何研制开发出有效的地下渗灌产品，以达到最大限度地节约水资源、提高粮食产量的目的，成为节水灌溉专家仍旧不断探索的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提出一种复合透水材料，及其制造方法和相关产品，使其制成品能经济、节水、节能、省工、便利地应用于农业灌溉，用于提高灌溉水利用系数、节约水资源和提高粮食产量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合透水材料，由其组成成分混合形成，所述组成成分包括化工材料基料、塑化剂、填料，以及隔离剂；其中：

所述塑化剂为含有苯环的材料；

所述填料为自身具有纳米级微孔，且不会与所述塑化剂融合的材料；

所述隔离剂为具有一定包裹力，能与填料完全融合，并能与苯环进行缓慢化学反应从而最终溶解的材料；所述隔离剂混合密布于所述填料中，并对涂料形成了包裹，从而隔绝了填料与其他混合组分的接触；

所述复合透水材料加工完成后，其中的隔离剂逐渐与塑化剂中的苯环进行化学反应和溶解，使得填料自身的纳米级微孔被打开，同时在塑化剂和填料之间形成新的均匀密布的微孔，所述微孔互联贯通在所述复合透水材料中形成透水孔道。

本发明还提供了一种由上述复合透水材料制成的透水膜、透水管和透水容器。

本发明还提供了所述复合透水材料的制备方法，首先取相应份数的化工材料基料、塑化剂、填料、隔离剂，并包括如下步骤：

①将所述填料加入拌合机中，拌合机运行后，通过设置在拌合机上的雾化喷射嘴，将相应份数的隔离剂在设定的时间段内匀速加入拌合机中，对填料进行均匀包衣，隔离剂加注完成后，拌合机继续运行一定的时间，使填料和隔离剂完全混合均匀；

②将相应份数的化工材料基料、塑化剂加入高速混合机中，高速混合机运行后，通过设置在高速混合机上的加注口，将经隔离剂包衣后的填料在设定的时间段内，匀速加入高速混合机中，包衣后填料投加完成后，高速混合机继续运行一定的时间，使化工材料基料和各种添加材料完全混合均匀；

③将混合均匀的复合材料投入造粒机中进行造粒，最终获得复合透水颗粒。

本发明还提供了一种透水膜的制造方法：将上述复合透水材料的制备方法中制得的所述复合透水颗粒投入吹塑机中制成透水膜。

本发明还提供了一种透水管的制造方法：将上述复合透水材料的制备方法中制得的所述复合透水颗粒投入塑料挤出机中，采用加热、加压和剪切等方式，将所述复合透水颗粒转化成均匀一致的熔体并将熔体送至下一道工艺，直至挤出一定规格的透水管。

本发明还提供了一种透水容器的制造方法：将上述复合透水材料的制备方法中制得的所述复合透水颗粒投入塑料挤出机中，采用加热、加压和剪切等方式，将所述复合透水颗粒转化成均匀一致的熔体并将熔体送至下一道工艺，直至挤出一定规格的透水容器。

本发明还提供了一种灌溉***，其组成部件由所述复合透水材料制成，所述灌溉***在地面敷设和/或埋入地下长期使用。

本发明的有益效果为：

提供了一种以常规化工材料为基料，添加混合多种填料，通过常规塑料塑化成型设备生产制造复合透水材料的方法，所制得的复合透水材料，其管壁均匀密布有纳米级透水孔道，比灌溉水中杂质等的粒径小很多，故不会发生堵塞，少量沉淀于制成品底部的杂质，定期通过增压冲洗的方式即可清除，用该材料制得的产品在实际灌溉应用中节水节能且出水均匀，可应用于农业、林业、荒漠化治理、现代牧场、园林绿化、果树种植等的灌溉，同时亦可应用于各种需要加湿的场所；为现代农业生产提供了一种经济适用、节水、节能、省工的节水灌溉***，所述灌溉***可在地面敷设和/或埋入地下长期使用，可促进偏远、干旱、缺电地区的荒漠化治理、生态恢复、草原人工牧场建设。

附图说明

图1为本发明复合透水材料内部结构示意图

图2为本发明透水膜制造工艺流程图（透水膜生产工艺流程图）

图3为本发明透水管制造工艺流程图（透水管生产工艺流程图）

图4为本发明透水容器制造工艺流程图（透水容器生产工艺流程图）

具体实施方式

实施例1：

下面结合附图1和具体实施方式对本发明中的复合透水材料做进一步详细说明。

如图1所示的复合透水材料，由各组成成分混合形成，其组成成分包括：化工材料基料1，在化工材料基料中添加的塑化剂2，在化工材料基料中添加的含有纳米级孔洞、并被隔离剂包衣的填料3；

其中，所述塑化剂2与化工材料基料1的重量份数比为5∶100至20∶100，所述填料3与化工材料基料1的重量份数比为10∶100至40∶100，所述隔离剂与填料3的重量份数比为10∶100至20∶100；

所述的化工材料基料1包括了PE材料，或者PVC材料，或者PP材料，或者三者的任意组合；所述的塑化剂2为含苯环的材料，包括了DOP材料，或DBP材料，或VAE材料，或三者的任意组合；所述填料3为在制造温度下不熔化、亦不与塑化剂2融合的材料，包括熔化温度大于1200℃、粒度为100-500目、自身具有纳米级孔洞的硅藻土或凹凸棒或二者组合；所述的隔离剂中包括了石脑油，或液体石蜡，或轻质润滑油，或三者的任意组合；

隔离剂与填料3相互混合，并对填料3形成包裹，从而隔绝了填料与其他混合组分的接触；加工完成后，隔离剂逐渐与塑化剂2中的苯环进行化学反应和溶解，填料3自身的微孔被打开，同时在塑化剂2和填料3之间形成新的均匀密布的微孔，两种微孔互联贯通即形成透水通道。

不同品种植物在其生命周期需水量不同，同一品种植物在不同地域的光照条件下、在不同的生长阶段需水量亦不相同，可通过调整填料3的粒度大小，或通过调整填料2和隔离剂的重量份数比例等手段，实现制成品透水强度的调整，用以满足不同需水量植物在不同生长阶段对水分的实际需求。

实施例2：

下面结合附图2和具体实施方式对本发明中的透水膜的制备做进一步详细说明。

如图2所示，首先取相应份数的化工材料基料1、塑化剂2、填料3、隔离剂，并进行如下步骤：

1、将所述的填料3加入拌合机中，拌合机运行后，通过设置在拌合机上的雾化喷射嘴将相应份数的隔离剂在设定的时间段内，匀速加入拌合机中，对填料3进行均匀包衣，隔离剂加注完成后，拌合机继续运行一定的时间，使填料3和隔离剂完全混合均匀，形成包衣填料备用；

2、将所述的相应份数的化工材料基料1、塑化剂2加入高速混合机中进行混合搅拌；

3、通过设置在高速混合机上的加注口将相应份数的经隔离剂包衣后的填料3在设定的时间段内，匀速加入高速混合机中，包衣填料投加完成后，高速混合机继续运行一定的时间，使化工材料基料1和各种添加材料完全混合均匀；

4、将混合均匀后的复合材料投入造粒机中进行造粒；

5、将造好的颗粒投入吹塑机中吹塑成型透水薄膜；

6、将吹塑成型的透水薄膜通过冷却段进行冷却定型；

7、将定型完成的透水薄膜计数、卷盘；

8、完成透水薄膜制造，成品入库。

实施例3：

下面结合附图3和具体实施方式对本发明中的透水管的制备做进一步详细说明。

如图3所示，首先取相应份数的化工材料基料1、塑化剂2、填料3、隔离剂，并进行如下步骤：

4、将混合均匀后的复合材料投入造粒机中进行造粒；

5、将造好的颗粒投入塑料挤出机中，采用加热、加压和剪切等方式，将固态的颗粒转化为均匀一致的熔体并将熔体送至下一道工艺，直至挤出一定规格的透水管；

6、将挤塑成型的透水管通过冷却段进行冷却定型；

7、将定型完成的透水管计数、卷盘；

8、完成透水管制造，成品入库。

实施例4：

下面结合附图4和具体实施方式对本发明中的透水容器的制备做进一步详细说明。

如图4所示，取相应份数的化工材料基料1、塑化剂2、填料3、隔离剂，进行如下步骤：

3、通过设置在高速混合机上的加注口将相应份数的经隔离剂包衣后的填料在设定的时间段内，匀速加入高速混合机中，包衣填料投加完成后，高速混合机继续运行一定的时间，使化工材料基料1和各种添加材料完全混合均匀；

4、将混合均匀后的复合材料投入造粒机中进行造粒；

6、将挤塑成型的透水管通过冷却段进行冷却定型；

7、将定型完成的透水管按照一定长度进行剪切；

8、将剪切后的透水管一端热熔粘合封口，另一端热熔粘合联接管件；

9、完成透水容器制造，成品入库。

以上所述，仅为本发明的技术内容和具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种复合透水材料，由其组成成分混合形成，所述组成成分包括化工材料基料、塑化剂、填料，以及隔离剂；其中：

所述塑化剂为含有苯环的材料；

所述填料为自身具有纳米级微孔，且不会与所述化工材料基料、塑化剂融合的材料；

所述隔离剂为具有一定包裹力，能与填料完全融合，并能与苯环进行缓慢化学反应从而最终溶解的材料；所述隔离剂混合密布于所述填料中，并对填料形成了包裹，从而隔绝了填料与其他混合组分的接触；

2.根据权利要求1所述的复合透水材料，其特征在于：所述化工材料基料包括了PE材料，或PVC材料，或PP材料，或者三种材料的任意组合。

3.根据权利要求1或2所述的复合透水材料，其特征在于：所述塑化剂与所述化工材料基料的重量份量比为5∶100至20∶100；所述填料与所述化工材料基料的重量份数比为10∶100至40∶100；所述隔离剂与所述填料的重量份数比为10∶100至20∶100。

4.根据权利要求1所述的复合透水材料，其特征在于：所述塑化剂包括了DOP材料，或DBP材料，或VAE材料，或这三种材料的任意组合；所述填料为熔化温度大于1200℃、粒度为100-500目的硅藻上或凹凸棒，或二者组合；所述隔离剂包括了石脑油，或液体石蜡，或轻质润滑油，或这三者的任意组合。

5.一种透水膜，其特征在于：所述透水膜由如权利要求1-4中任一项所述的复合透水材料制成。

6.一种透水管，其特征在于：所述透水管由如权利要求1-4中任一项所述的复合透水材料制成。

7.一种透水容器，其特征在于：所述透水容器制品由如权利要求1-4中任一项所述的复合透水材料制成。

8.一种制造如权利要求1-4中任一项所述的复合透水材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：

9.一种透水膜的制造方法，其特征在于：将权利要求8中所述复合透水颗粒投入吹塑机中制成透水膜。

10.一种透水管的制造方法，其特征在于：将权利要求8中所述复合透水颗粒投入塑料挤出机中，采用加热、加压和剪切等方式，将所述复合透水颗粒转化成均匀一致的熔体并将熔体送至下一道工艺，直至挤出一定规格的透水管。

11.一种透水容器的制造方法，其特征在于：将权利要求8中所述复合透水颗粒投入塑料挤出机中，采用加热、加压和剪切等方式，将所述复合透水颗粒转化成均匀一致的熔体并将熔体送至下一道工艺，直至挤出一定规格的透水容器。

12.一种灌溉用具，其特征在于：由如权利要求1-4中任一项所述的复合透水材料制成，应用于农业、林业、荒漠化治理、现代牧场、园林绿化、果树种植等的灌溉，同时亦可应用于各种需要加湿的场所。

13.一种灌溉***，其特征在于：其组成部件由如权利要求1-4中任一项所述的复合透水材料制成，所述灌溉***在地面敷设和/或埋入地下长期使用。