[0001] 本申请涉及植物纤维地膜技术领域，更具体地说，它涉及一种防渗透气植物纤维地膜的制备方法和植物纤维地膜。

[0002] 随着社会的发展，农业也取得了突飞猛进的进步。在植物种植过程中，不可避免的需要使用土壤，而土壤的保水透气性对植物的生长具有重要的影响。待增加土壤堆积密度时，虽然能够提高保水性，但是不可避免的降低透气性；待降低土壤堆积密度时，虽然能够提高透气性，但是不可避免的降低保水性。对土壤的改变，始终存在保水与透气之间的矛盾，即防渗与透气之间的矛盾。植物纤维膜具有一定的透气性以及防渗性，能够在保持土壤透气性的基础上，提高防渗性，实现透气保水的功能。但是，植物纤维膜的撕裂强度以及防渗性有限，有待进一步提高。

[0033] 以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

[0034] 实施例实施例1
一种防渗透气植物纤维地膜，其采用以下方法制备，包括如下步骤：
S1、准备植物纤维膜、防渗混合料A、防渗混合料B、疏水改性液。

[0035] 植物纤维膜采用以下方法制备：(1)、将植物纤维破碎，然后放置于水中，水的使用量为植物纤维总重的20倍，浸泡处理24h。之后在转速为80r/min下，进行揉搓、挤压、自然汽爆撕裂，直至初始叩解度为20°SR。之后进行打浆，直至叩解度为35°SR，得到植物纤维浆料。

[0036] 其中，植物纤维为小麦秸秆、纸张的混合物，且小麦秸秆、纸张的重量配比为4:1。

[0037] (2)、在植物纤维浆料中加入松香、湿强剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，搅拌处理30min，得到抄纸浆料。

[0038] 其中，松香的添加量为植物纤维浆料总重的1.0wt％，且松香选自济南百洁特生物科技有限公司；湿强剂的添加量为植物纤维浆料总重的2.5wt％，且湿强剂选自济南澜海化工有限公司；羧甲基纤维素钠的添加量为植物纤维浆料总重的1.0wt％，且羧甲基纤维素钠选自山东富禾生物科技有限公司；聚丙烯酸钠的添加量为植物纤维浆料总重的1.5wt％；且聚丙烯酸钠选自山东富禾生物科技有限公司。

[0039] (3)、将抄纸浆料于纸页成型器上成型，烘干，得到定量为50g/m2，厚度为0.2mm的植物纤维膜。

[0040] 防渗混合料A主要由以下原料制成：水32kg、乳液55kg、固化剂3.5kg、固化增效剂1.0kg、粘接增效剂2.5kg、增稠剂2.0kg、基材润湿剂2.5kg、消泡剂1.5kg。其中，乳液为环氧树脂乳液，环氧树脂乳液为HY20聚丙烯酸乳液，且选自卡玛贝拉(北京)科技有限公司；固化剂为D230固化剂，且选自山东星淇化工科技有限公司；固化增效剂为HY‑12C增效剂，且选自北京麦尔化工科技有限公司；粘接增效剂为聚丙烯酸钠，且选自山东富禾生物科技有限公司；增稠剂为羧甲基纤维素钠，且选自山东富禾生物科技有限公司；基材润湿剂为ST‑5040润湿剂，且选自上海桑井化工有限公司；消泡剂为有机硅消泡剂，有机硅消泡剂为SDF‑TS消泡剂，且选自天津胜晟科技发展有限公司。

[0041] 且，采用以下方法制备：在水中加入乳液、固化剂、固化增效剂、粘接增效剂、增稠剂、基材润湿剂、消泡剂，搅拌处理30min，得到防渗混合料A。

[0042] 防渗混合料B主要由以下原料制成：纳米颗粒8.5kg、水13kg、乳液65kg、固化剂4.0kg、固化增效剂1.0kg、增稠剂2.5kg、粉体润湿剂4.5kg、消泡剂1.5kg。其中，纳米颗粒为二氧化硅，二氧化硅的平均粒度为70nm，且选自潍坊衡烁纳米材料有限公司；乳液为环氧树脂乳液，环氧树脂乳液为HY20聚丙烯酸乳液，且选自卡玛贝拉(北京)科技有限公司；固化剂为D230固化剂，且选自山东星淇化工科技有限公司；固化增效剂为HY‑12C增效剂，且选自北京麦尔化工科技有限公司；增稠剂为羧甲基纤维素钠，且选自山东富禾生物科技有限公司；
粉体润湿剂为SURFYNOL 104DPM润湿剂，且选自上海桑井化工有限公司；消泡剂为有机硅消泡剂，有机硅消泡剂为SDF‑TS消泡剂，且选自天津胜晟科技发展有限公司。

[0043] 且，采用以下方法制备：在水中加入乳液、固化剂、固化增效剂、增稠剂、粉体润湿剂、消泡剂，搅拌处理30min。然后加入纳米颗粒，超声分散50min，得到防渗混合料B。

[0044] 疏水改性液主要由以下原料制成：水40kg、乙醇30kg、硅烷偶联剂30kg。其中，硅烷偶联剂为γ‑氨丙基三乙氧基硅烷。

[0045] 且，采用以下方法制备：在水中加入乙醇，搅拌处理30min，然后加入硅烷偶联剂，继续搅拌处理30min，得到疏水改性液。

[0046] S2、取步骤S1中的防渗混合料A，且升温至35℃。取20kg的步骤S1中的植物纤维膜，然后将植物纤维膜浸渍在防渗混合料A中，防渗混合料A的使用量为植物纤维膜重量的5倍。浸渍3h后，将植物纤维膜取出，之后在温度为35℃下，固化处理10h，得到初成品。

[0047] S3、取步骤S1中的防渗混合料B，且升温至35℃。然后将防渗混合料B加入雾化喷嘴中，采用超声波喷雾，超声波喷雾形成的雾化液滴平均粒度为7μm，使防渗混合料B呈雾状从雾化喷嘴中喷出，且分别喷雾在初成品的两个表面，防渗混合料B于初成品表面形成液滴，固化处理6h，得到半成品。

[0048] 其中，防渗混合料B的喷雾量为1.0mg/m2。

[0049] S4、取步骤S1中的疏水该性液，且升温至35℃。然后将半成品浸渍在疏水改性液中，疏水改性液的使用量为植物纤维膜重量的5倍。浸渍8h后，将半成品取出，之后在温度为35℃下，烘干至恒重，得到植物纤维地膜。

[0050] 实施例2一种防渗透气植物纤维地膜，其和实施例1的区别之处在于，防渗混合料A、防渗混合料B、疏水改性液的原料配比不同。

[0051] 防渗混合料A主要由以下原料制成：水30kg、乳液60kg、固化剂4.5kg、固化增效剂1.5kg、粘接增效剂1.0kg、增稠剂1.5kg、基材润湿剂1.0kg、消泡剂0.5kg。

[0052] 防渗混合料B主要由以下原料制成：纳米颗粒8.0kg、水10kg、乳液70kg、固化剂3.5kg、固化增效剂0.5kg、增稠剂2.0kg、粉体润湿剂5.5kg、消泡剂0.5kg。

[0053] 疏水改性液主要由以下原料制成：水30kg、乙醇35kg、硅烷偶联剂35kg。

[0054] 实施例3一种防渗透气植物纤维地膜，其和实施例1的区别之处在于，防渗混合料A、防渗混合料B、疏水改性液的原料配比不同。

[0055] 防渗混合料A主要由以下原料制成：水35kg、乳液50kg、固化剂2.5kg、固化增效剂0.5kg、粘接增效剂4.0kg、增稠剂2.5kg、基材润湿剂3.0kg、消泡剂2.5kg。

[0056] 防渗混合料B主要由以下原料制成：纳米颗粒9.0kg、水15kg、乳液60kg、固化剂5.5kg、固化增效剂1.5kg、增稠剂3.0kg、粉体润湿剂3.5kg、消泡剂2.5kg。

[0057] 疏水改性液主要由以下原料制成：水50kg、乙醇25kg、硅烷偶联剂25kg。

[0058] 实施例4一种防渗透气植物纤维地膜，其和实施例1的区别之处在于，防渗混合料B原料中，纳米颗粒在使用前进行预处理。

[0059] 纳米颗粒在使用前的预处理具体为：SA、取1000kg的水，且升温至55℃。然后将50kg的乳化剂加入水中，搅拌处理
30min。之后加入10kg的C18正构烷烃石蜡，继续搅拌处理2h，得到混合液。

[0060] 其中，乳化剂为聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯，且选自河南瑞仁生物工程有限公司；C18正构烷烃石蜡选自上海儒熵新能源科技有限公司。

[0061] SB、取2000kg的水，且升温至55℃。然后在水中加入5kg的硅烷偶联剂，搅拌处理30min。之后加入10kg的纳米颗粒，超声分散50min，搅拌处理10h。然后加入步骤SA中的混合液，搅拌处理5h，静置处理2h，再搅拌处理5h，过滤，取固体物。然后对固体物烘干至恒重，得到预处理后的纳米颗粒。

[0062] 其中，硅烷偶联剂为γ‑氨丙基三乙氧基硅烷。

[0063] 对比例对比例1
一种防渗透气植物纤维地膜，其和实施例1的区别之处在于，未进行步骤S2、步骤S3、步骤S4。

[0064] 对比例2一种防渗透气植物纤维地膜，其和实施例1的区别之处在于，未进行步骤S2。

[0065] 对比例3一种防渗透气植物纤维地膜，其和实施例1的区别之处在于，未进行步骤S3。

[0066] 对比例4一种防渗透气植物纤维地膜，其和实施例1的区别之处在于，未进行步骤S4。

[0067] 对比例5一种防渗透气植物纤维地膜，其和实施例1的区别之处在于，防渗混合料B中用等量的乳液替换纳米颗粒。

[0068] 对比例6一种防渗透气植物纤维地膜，其和实施例1的区别之处在于，防渗混合料A中用等量的纳米颗粒替换乳液，且未进行步骤S3。

[0069] 性能检测试验分别取实施例1‑4、对比例1‑5得到的植物纤维地膜作为试样，并对试样进行以下性能检测，检测结果如表1所示。

[0070] 其中，防水高度采用以下方法：在试样的表面施加静水压，观测试样不发生渗漏时，水压高度，且记为防水高度。防水高度越高，表明防渗性越好。

[0071] 溶解氧含量采用以下方法：在顶端开口的容器中加入水，放入3条鲤鱼，鲤鱼的重量为9.5‑10.5g，静置处理3h，然后于容器开口处覆盖试样，静置处理24h，测量水中溶解氧含量。与此同时，做对照组以及空白组，且对照组中用PVA膜替换植物纤维地膜，空白组未覆盖植物纤维地膜。水中溶解氧含量越高，表明透气性越好。

[0072] 表1检测结果检测项目 撕裂强度/(N/) 防水高度/(m) 溶解氧含量/(mg/L)
实施例1 35.5 20.1 7.4
实施例2 35.4 19.6 7.3
实施例3 35.3 18.7 7.1
实施例4 35.2 22.4 7.4
对比例1 25.2 6.3 7.7
对比例2 28.5 9.4 7.3
对比例3 32.2 10.3 7.3
对比例4 35.3 14.2 7.2
对比例5 35.2 14.6 7.3
对比例6 32.3 16.4 7.4
对照组 / / 4.6
空白组 / / 7.9
从表1中可以看出，本申请的植物纤维地膜，具有较高的撕裂强度，撕裂强度为
35.2‑35.5N；而且还具有较高的防水高度，防水高度为18.7‑22.4m，防水高度＞18m，表现出较高的防渗性；同时还具有较高溶解氧含量，溶解氧含量为7.1‑7.7mg/L，表现出较高的透气性。本申请的植物纤维地膜，具有良好的综合性能，破解土壤防渗与透气之间的矛盾，实现透气保水的功能，增强植物纤维地膜的使用效果和适用性。

[0073] 将实施例1和对比例1‑4进行比较，由此可以看出，通过步骤S2、步骤S3、步骤S4之间的协同增效，有效增加植物纤维地膜的防渗性以及撕裂强度。再结合对比例5‑6，通过微粒凸起、纳米凸起形成的微/纳疏水结构之间的协同增效，也能够明显增加植物纤维地膜的防渗性，提高植物纤维地膜的实用性。

[0074] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。