沙漠蓄水保肥复合材料项目申报材料

沙漠蓄水保肥复合材料项目申报材料沙漠蓄水保肥复合材料项目申报材料 目录 一 项目摘要我国是一个干旱 半干旱地区占国土面积比例很大的 国家 且水资源时空分布不均 特别是我国西北地区 它属干旱与 半干旱地区 降雨量小而蒸发量大 水 在干旱半干旱地区是很宝贵的资源 近年来随着高分子土壤改良剂 高分子化肥 高分子吸水复合材料 等新型蓄水材料的开发 新材料在防止沙害 改良沙地土壤方面都 发挥了越来越重要的作用 我集团多年来致力于沙漠治理 已经治理沙漠5000多平方公里 但 治理沙漠过程中 沙柳种植成活率较低 在沙漠中如何节水保水 提高沙生植物成活率 已经作为公司长期致力于研究的问题 本项目拟定采用PVA材料作为基体支撑保护性材料 同时结合高吸水 性树脂 采用膨润土作为填料 通过材料结构设计的方法 将吸水 材料 生物可降解材料 有机肥料有机的结合在一起 设计出吸水 性强保水保肥能力好的复合蓄水材料 该材料能够克服传统吸水剂 的保水性差 水分易流失的缺点 同时原料主体为可降解型PVA材料 这样可以有效的避免土地的二次污染的同时 也能为土壤提供一 定的有机肥料 该项目符合集团沙产业发展和应用的架构 对于集 团有效治沙具有的重要意义 1 二 项目的意义和必要性 1 技术突破对行业技术进步的重要意义和作用本项目主要研究了一 种新型蓄水保肥功能性复合材料 它是通过机械共混的方式将高吸 水性树脂 淀粉 缓释肥料和可降解材料有机的联合在一起 同时 该材料为开孔发泡材料 泡沫的壳制式结构能包裹吸水材料和肥料 缓释剂 使其充分均匀的接触混合在砂土中 其中吸水材料所吸收 的水分由两部分构成 即复合材料泡沫结构孔洞中的水和吸水材料 所吸收的水 其中泡孔内的水分相比较而言 更易于被植物所吸收 所以该材料对比传统吸水材料有着较好的贮水能力 另外缓释肥 料的加入也提高了沙生植物的成活几率 该材料能克服了传统吸水材料不能加工成型的缺点 可根据环境和 生态要求制作出具有型材外观的材料 也可像其他吸水材料一样制 作成吸水粒料 2 国内外现状和技术发展趋势保水剂的研究 生产和应用主要集中 在发达国家 但是这些国家的干旱和人口问题并不突出 保水剂生 产成本又高 所以他们很少将保水剂应用到普通的农林业中 日本主要用于水稻育苗 日本在沙漠绿化 英国在水土保持 法国 在土壤改良等方面分别取得明显效果 2我国保水剂的生产能力与世界发达国家的水平差距甚远 高吸水性树脂的研究是以淀粉接枝丙烯腈开始的 1961年美国农业部北方研究所最初使用Ce4 作引发剂 使淀粉与丙 烯腈接枝共聚制得淀粉烯腈共聚物 该技术的推广开创了淀粉接枝 高吸水性树脂的研究领域 并进一步应用不同的接枝剂 淀粉接枝丙烯酸 淀粉接枝丙烯酰胺 等 另外 不同的载体开发的保水剂也有研究 纤维素为载体拥有更好 的保水效果 在保水剂的应用研究中 以下几个问题尚待进一步研究1 保水剂与 肥 土 植 气的相互作用关系 2 施用保水剂条件下各种作物的 节水灌溉制度的研究 3 以保水剂与其他旱作农业措施相结合为特 征的综合保水技术研究 4 长期施用保水剂对作物 土壤 环境的 影响的研究 3 市场需求分析我国是世界上受荒漠化危害最为严重的国家之一 在西北 华北北部等地分布这33117平方公里的干旱 半干旱和亚湿 润干旱区 而荒漠化土地总面积为26212平方公里 占国土面积的27 3 全国每年因干旱减少粮食100亿公斤以上 直接经济损失也在1 00亿元人民币以上 土地荒漠化的形势日趋严峻 因此提高水的有效利用率是3农业可持 续发展的重要问题 保水材料所吸持的水分绝大部分是能够被植物利用的 所以优质的 保水剂在我国有广阔的市场 三 项目的基础条件 1 与项目相关的前期工作情况 现有技术基础和工作基础 包括前 期所取得的成果或技术 工艺 情况目前随着技术中心新材料所和 亿利塑业的横向联合 在配置相关设备以后 开发蓄水保肥材料项 目所需要的仪器设备已经基本上得到了满足 同时我集团有着多年 的沙漠种种植的基础和经验 因此可将小试生产出来的产品在我集 团进行示范性应用 待相关沙漠种植体系成熟后可进行全国性的市 场推广 2 国内外在该技术领域的专利情况保水剂被认为是解决干旱问题的 有效手段 一直受到各国的重视 国际相关专利近600篇 主要集中在2000年到xx年 我国在这方面的专利超过200篇 集中在2000年以后 近年来申请数 量特别高 说明相比于国外 我国在农业抗干旱领域的问题更加紧 迫严重 专利的研究主要集中在以淀粉基进行改性 以纤维素基进行改性 以及聚丙烯酰胺和聚丙烯酸为主题来开发高吸附性的保水剂 近4年 来 开始研究在保水剂中加入矿物质 氮磷钾肥料等来实现更加有 效的促进农作物或其他植物生长作用 本项目以可生物降解材料PVA为主体 通过加入淀粉进行改性 同时 加入聚丙烯酸类和膨润土高效吸水剂以及肥料缓释剂 通过结构设 计的方式制备吸水保水蓄肥效果均好的的吸水保湿材料 该材料的 开发既能应用于我国干旱农业的保水剂 又能应用于沙漠治理的保 水剂 同时该材料不存在二次污染现象 在现有的专利中还没有报 导 3 相关领域的试验及示范基地建设情况20世纪60年代初 美国农业 部为有效的利用本国的丰产玉米 在其北方实验室采用玉米淀粉与丙 烯腈聚合 在通过加水分解而率先研制出了保水剂 并由Grain ProcessingCo 公司制成商品 SGP 于1974年投放市场 之后各国竞相研制保水剂 如日本三洋化成公司首先开发了淀粉 丙烯酸接枝共聚物 National StarchCo 公司 日本的住友化学公司 花王石碱公司 触媒化学公 司等相继成功的开发出了多种不同类型的保水剂 法国里昂沙菲姆化 学公司研制成功保水剂 并将其应用于沙特阿拉伯干旱地区的土壤改 良 韩国也开发出了吸水5000倍的 IKR3010 高分子材料 我国保水剂公司有北京KH 841 长春IAC 13 广州H S PAN 北京SA 远航天部SAP 陕西5永泰田等 但以上公司产出的都是高分子类保水剂 只注重材料的吸水性 而 忽略了材料的保水蓄肥的能力 同时大部分公司只尝试过在干旱地 带进行农业种植 而应用在沙漠种植的经历很少 四 项目总体目标及进度 1 项目总体目标以可降解型PVA为主体膨胀材料 加入淀粉改性材 料以降低成本 同时加入高吸水性材料和肥料缓释剂 通过一系列 工艺加工 制备出具有开孔结构的保水效果好 与土壤结合能力强 适合植物根系生长 可自然降解 可缓释释放肥料的新型环保沙 漠保水保肥复合材料 该材料能够克服传统保水剂种种应用的弊端 同时生产保水剂用的大部分原料可自行降解 并且可根据生态环 境的需要 将材料制备各种型材从而达到更好的应用效果 2 实施年限总体规划2 5年时间完成产品的工业化生产 xx年1月项目进入筹划阶段 期间包括工艺设计 生产路线设计 配 方设计 预计小试 中试阶段需要1 5年完成 到xx年7结束中试实 验 之后的日产4吨的工业化规模 预计1年完成 到xx年7月可实现产6 品的产业化 3 具体的考核指标 含主要技术经济指标 及年度计划安排保水剂 考核指标 1 可储存自身重量50倍以上的水 2 保水材料粒径小于10mm 3 保水剂不含有毒物质 4 与土壤的能紧密结合 5 遇水不形成凝胶 6 可根据实际要求注塑成型 年度计划安排小试 中试研究 包括实验装置的搭建选择 需要1年 xx年12月 xx年3月文献资料 设备仪器调试 原材料准备 项目方 案细化 科研条件及人员分工准备就绪 xx年3月 xx年7月进行试 验配方优化 性能测试 最终确定成品方案 xx年8月 xx年1月中 试设备及模具准备 中试示范装置及型材 注塑样品 总结分析改 进 阶段科研报告撰写专利论文 五 项目实施方案流程 PVA粉末PVA溶液淀粉 缓释肥料 吸水材料 混合填料其它助剂高速搅拌硫化成型7方案说明1 通过物理方法使聚 乙烯膨胀处理 2 选择补强纤维 可以为废纸等纤维性材料 3 通 过助剂将淀粉 缓释肥料 吸水材料进行表面处理为混合填料 4 将PVA溶液和混合填料高速搅拌出母料 5 通过硫化方式使母料交联 固化 6 根据实际情况将产品加工成型 7 产品可以母粒的形势分 散在沙石中 用于沙漠保水保肥材料 也可应用于干旱土地种植 六 投资概算及效益与风险分析 1 项目投资预算项目总投资总投资50万元人民币 其中科研设备仪 器投资40万 其他研发费用约10万 具体设备如下编设备仪器价格 万 备注8号1平板硫化仪15温度可 到250 2高速密封搅拌234套模具345L反应釜55粉碎机26小型注塑机 12可稍后购置主辅原材料费 测试外协费 调研费及其他等费用共 计约10万元人民币 2 项目成本分析预计本项目研发的蓄水保肥复合材料材料配方成本 约为23000元 吨 生产成本 人工成本 设备折旧 水电费等 估 算约500元 吨 销售平均成本300元 吨 其它隐形成本400元 吨 预计总成本不超过25000元 吨 预计吸水材料市场的保守价格36000 元 吨 蓄水保肥复合材料毛利润可达11000元 吨 而成品加工成型利润则可达20000元 吨 93 风险评估分析风险主要是有以下几点 1 国内外总体经济形势发展存在不确定性 2 吸水树脂和吸水填料市场价格存在波动性 3 国家对低碳节能环保产业政策的持续性与力度 七 现有基础与条件 1 科研人员的组成与配置高分子材料成型加工专业1高分子材料学 橡塑方面 1塑料机械与模具设计专业1其中高级工程师一名 工 程师两名 2 政策基础及外部条件巨大的社会效益与应用前景符合公司及国家 的产业政