一種利于保墑的全生物降解地膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利于保墑的全生物降解地膜及其制備方法，屬于高分子技術(shù)領(lǐng)域，其所用原料包括第一組分和第二組分，第一組分制成降解層，第二組分制成阻隔層，阻隔層將降解層分割成上層和下層，第一組分由以下質(zhì)量份數(shù)的各原料組成：聚乳酸200～450份、聚對(duì)苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物500～800份、抗氧劑2.5～5份、抗紫外線劑2.5～5份、增塑劑50～80份和芥酸酰胺2～5份。此種地膜由于在地膜中增加了阻隔層，能夠增加其氣密度，降低其透氣性，阻止隔斷水分的蒸發(fā)，從而提高土壤中水分的保持率，增強(qiáng)保墑性能。
【專利說(shuō)明】
一種利于保墑的全生物降解地膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于高分子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利于保墑的全生物降解地膜及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 地膜覆蓋種植能使農(nóng)作物產(chǎn)量提高30%左右，在我國(guó)北方廣大的干旱地區(qū)，地膜種 植的優(yōu)勢(shì)尤為突出，使得地膜覆蓋種植得到了大面積推廣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)地膜用量 125.5萬(wàn)噸，覆蓋面積達(dá)3億畝；2013年全國(guó)地膜用量136.2萬(wàn)噸，覆蓋栽培面積3.7億多畝； 2014年地膜覆蓋栽培面積3.8億多畝，地膜年銷量142.8萬(wàn)噸，每年的用量都在快速增加。
[0003] 目前使用的地膜絕大部分為PE地膜，由于其不可降解性，地膜種植在為我國(guó)農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)做出了重大貢獻(xiàn)的同時(shí)，隨其使用時(shí)間的推移，白色污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重，不僅威脅著 我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境，地膜殘留還造成了農(nóng)作物的減產(chǎn)。必須盡快解決白色污染問(wèn)題 已引起相關(guān)專家的高度重視。
[0004] 近期研制得以非石油基生物降解材料為原料的全生物降解地膜，其一般在土壤里 堆肥處理3至6個(gè)月后，就可完全被土壤中的細(xì)菌消化，甚至有些成分能被分解成對(duì)植物有 益的乳酸、二氧化碳和水等養(yǎng)分，完成了原料來(lái)自于自然，最后又回歸于自然這一循環(huán)過(guò) 程，徹底改變了傳統(tǒng)PE塑料難以降解、對(duì)土壤形成白色污染的狀況。
[0005] 隨著全生物降解地膜這一新興產(chǎn)品的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)其雖然解決了白色污染問(wèn)題，但 使用后的水分蒸發(fā)與流失過(guò)快，保墑性能不好，影響作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，反過(guò)來(lái)影響了此種 地膜的推廣應(yīng)用。所以，需要本領(lǐng)域技術(shù)人員研發(fā)一款減少水分流失的全生物降解地膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利于保墑的全生物降解地膜及其制備方 法，能夠增加地膜的氣密性，減少水分流失。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:發(fā)明一種利于保墑的全生物降解地 膜，所述地膜所用原料包括第一組分和第二組分，第一組分制成降解層，第二組分制成阻隔 層，阻隔層將降解層分割成上層和下層，第一組分由以下質(zhì)量份數(shù)的各原料組成： 聚乳酸 200~450份 聚對(duì)苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物 500~800份 抗氧劑 2.5~5份 抗紫外線劑 2.5~5份 增塑劑 50~80份 芥酸酰胺 2~5份。
[0008] 優(yōu)選的，所述降解層中設(shè)有黑色帶，所述黑色帶由第一組分和第三組分制成，第三 組分由以下質(zhì)量份數(shù)的各原料組成： 聚乳酸 70~75份 增塑劑 5~8份 超細(xì)炭黑 18~22份。
[0009]優(yōu)選的，所述黑色帶中第一組分的質(zhì)量份數(shù)為382~386份，第三組分的質(zhì)量份數(shù) 為14~18份。
[0010]優(yōu)選的，所述第二組分為乙烯/乙烯醇共聚物。
[0011]優(yōu)選的，所述第一組分由以下質(zhì)量份數(shù)的各原料組成： 聚乳酸 310份 聚對(duì)苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物 600份 抗氧劑 3份 抗紫外線劑 3份 增塑劑 60份 芥酸酰胺 4份。
[0012] 優(yōu)選的，述第三組分由以下質(zhì)量份數(shù)的各原料組成： 聚乳酸 75份 增塑劑 5份 超細(xì)炭黑 20份。
[0013] 優(yōu)選的，所述增塑劑為檸檬酸三丁酯，所述抗氧劑為1010,抗紫外線劑為UV770。
[0014] 優(yōu)選的，上層、阻隔層和下層的厚度比為4:2:4。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種制備利于保墑的全生物降解地膜的方法，其特征在于:將第 一組分注入第一擠出機(jī)和第三擠出機(jī)中，第二組分注入第二擠出機(jī)中，第一擠出機(jī)、第二擠 出機(jī)和第三擠出機(jī)同時(shí)為多流道模頭提供熔融料，由多流道模頭流延制成。
[0016] 本發(fā)明還提供了另一種制備利于保墑的全生物降解地膜的方法，其特征在于:將 第一組分注入第一擠出機(jī)中，第二組分注入第二擠出機(jī)中，第一組分和第三組分以質(zhì)量比 96:4注入第三擠出機(jī)中，第一擠出機(jī)、第二擠出機(jī)和第三擠出機(jī)同時(shí)為多流道模頭提供熔 融料，由多流道模頭流延制成。
[0017]組分的制備： (1) 將第一組分的各原料高速攪拌直至混合均勻，然后經(jīng)雙螺桿造粒機(jī)熔融共混后拉 條、切粒，制得降解層； (2) 將第三組分的各原料熔融捏合，然后經(jīng)單螺桿造粒機(jī)造粒，制得第三組分。
[0018] 優(yōu)選的，步驟（1)中，熔融成型過(guò)程中經(jīng)過(guò)八個(gè)區(qū)后到達(dá)雙螺桿造粒機(jī)的機(jī)頭，自 前至后及對(duì)應(yīng)的溫度依次為：第一區(qū)150°C、第二區(qū)165°C、第三區(qū)175°C、第四區(qū)至第七區(qū) 180°C、第八區(qū)170°C和機(jī)頭170°C; 步驟(2 )中，造粒溫度為180 °C。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 1、本發(fā)明由于在地膜中增加了阻隔層，能夠增加其氣密度，降低其透氣性，阻止隔斷水 分的蒸發(fā)，從而提高土壤中水分的保持率，增強(qiáng)保墑性能。
[0020] 2、由于降解層中設(shè)有黑色帶，形成透明帶和黑色帶相間排布設(shè)置狀，使得地膜形 成斑馬紋狀，透明帶位于壟上，黑色帶位于壟間，減少光合作用，抑制壟間雜草的生長(zhǎng)，減少 雜草爭(zhēng)奪作物的養(yǎng)分，利于提高作物的產(chǎn)量。
[0021] 3、采用的原料配比能夠使熔料具有良好的流動(dòng)性，成膜性較好，制品韌性和抗拉 強(qiáng)度較高，從而能生產(chǎn)性能優(yōu)良的厚度在10微米以下的可降解地膜；同時(shí)增加了原料的氣 密性，阻隔性能良好，能夠減少水分蒸發(fā)，從而為制備保墑性能優(yōu)良的地膜奠定了基礎(chǔ)。
[0022] 4、制備組分的過(guò)程中，雙螺桿造粒機(jī)中各區(qū)的溫度設(shè)置，能夠使得原料不被分解 的情況下，具有良好的流動(dòng)性，制出密度與尺寸都較均勻的組分，是制得勻質(zhì)地膜的前提條 件。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記為：1、上層;2、阻隔層;3、下層;4、黑色帶;5、透明帶。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0026] 實(shí)施例一 本實(shí)施例使用750質(zhì)量份的第一組分、210質(zhì)量份的第二組分和20質(zhì)量份的第三組分作 為制備農(nóng)用地膜的原料。其中第一組分的制備過(guò)程如下： 將200質(zhì)量份的聚乳酸、800質(zhì)量份的聚對(duì)苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物、2.5質(zhì)量 份的1010型抗氧劑、5質(zhì)量份的UV770型抗紫外線劑、80質(zhì)量份的檸檬酸三丁酯和2質(zhì)量份的 芥酸酰胺混合在一起，高速攪拌10分鐘使其混合均勻，混合均勻的物料進(jìn)入雙螺桿造粒機(jī)， 在雙螺桿造粒機(jī)內(nèi)熔融共混后拉條、切粒，制得第一組分。其中，檸檬酸三丁酯為增塑劑，芥 酸酰胺為抗粘連劑。第一組分在熔融成型過(guò)程中經(jīng)過(guò)八個(gè)區(qū)后到達(dá)雙螺桿造粒機(jī)的機(jī)頭， 自前至后及對(duì)應(yīng)的溫度依次為:第一區(qū)150°C、第二區(qū)165°C、第三區(qū)175°C、第四區(qū)至第七區(qū) 180°C、第八區(qū)170°C和機(jī)頭170°C。
[0027] 第三組分的制備過(guò)程如下： 將70質(zhì)量份的聚乳酸、8質(zhì)量份的檸檬酸三丁酯和18質(zhì)量份的超細(xì)炭黑捏合熔融，經(jīng)單 螺桿造粒機(jī)造粒，制得第三組分。造粒溫度為180 °C。
[0028] 上述超細(xì)炭黑為納米級(jí)炭黑，高速攪拌的轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘。
[0029]將第一組分注入第一擠出機(jī)中，第二組分注入第二擠出機(jī)中，第一組分和第三組 分以質(zhì)量比96 :4注入第三擠出機(jī)中，第一擠出機(jī)、第二擠出機(jī)和第三擠出機(jī)同時(shí)為多流道 模頭提供熔融料，由多流道模頭流延制成。如圖1所示，制成的地膜呈層狀結(jié)構(gòu)，降解層中包 裹有阻隔層2,阻隔層2將降解層分割成上層1和下層3,降解層中還設(shè)有黑色帶4,使地膜呈 透明帶 5與黑色帶4相間排布設(shè)置的斑紋狀，透明帶5與黑色帶4沿地膜的長(zhǎng)度方向設(shè)置。制 成的地膜中上層1、阻隔層2和下層3的厚度比為4:2:4。
[0030] 實(shí)施例二 本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于制備第一組分和第三組分的原料用量不同。取 310質(zhì)量份的聚乳酸、600質(zhì)量份的聚對(duì)苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物、3質(zhì)量份的1010 型抗氧劑、3質(zhì)量份的UV770型抗紫外線劑、60質(zhì)量份的檸檬酸三丁酯和4質(zhì)量份的芥酸酰胺 作為制備第一組分的原料。
[0031]取將75質(zhì)量份的聚乳酸、5質(zhì)量份的檸檬酸三丁酯和20質(zhì)量份的超細(xì)炭黑作為制 備第三組分的原料。
[0032] 本實(shí)施例還在第一擠出機(jī)中加入第三組分，第一組分和第三組分以質(zhì)量比96:4， 如圖2所示，制得降解層的上下兩層中均有黑色帶4,更夠更好地抑制雜草生長(zhǎng)。
[0033] 實(shí)施例三 本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于制備第一組分和第三組分的原料用量不同。取 450質(zhì)量份的聚乳酸、500質(zhì)量份的聚對(duì)苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物、5質(zhì)量份的1010 型抗氧劑、2.53質(zhì)量份的UV770型抗紫外線劑、50質(zhì)量份的檸檬酸三丁酯和5質(zhì)量份的芥酸 酰胺作為制備第一組分的原料。
[0034]取將72質(zhì)量份的聚乳酸、6質(zhì)量份的檸檬酸三丁酯和22質(zhì)量份的超細(xì)炭黑作為制 備第三組分的原料。
[0035] 實(shí)施例四 本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于三種組分的用量不同。使用790質(zhì)量份的第一組 分、190質(zhì)量份的第二組分和15質(zhì)量份的第三組分作為制備農(nóng)用地膜的原料。
[0036] 實(shí)施例五 本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于三種組分的用量不同。使用784質(zhì)量份的第一組 分、200質(zhì)量份的第二組分和16質(zhì)量份的第三組分作為制備農(nóng)用地膜的原料。
[0037]實(shí)施例六 本實(shí)施例與實(shí)施例二的不同之處在于三種組分的用量不同。使用790質(zhì)量份的第一組 分、190質(zhì)量份的第二組分和15質(zhì)量份的第三組分作為制備農(nóng)用地膜的原料。
[0038] 實(shí)施例七 本實(shí)施例與實(shí)施例二的不同之處在于三種組分的用量不同。使用784質(zhì)量份的第一組 分、200質(zhì)量份的第二組分和16質(zhì)量份的第三組分作為制備農(nóng)用地膜的原料。
[0039] 實(shí)施例八 本實(shí)施例與實(shí)施例三的不同之處在于三種組分的用量不同。使用790質(zhì)量份的第一組 分、190質(zhì)量份的第二組分和15質(zhì)量份的第三組分作為制備農(nóng)用地膜的原料。
[0040] 實(shí)施例九 本實(shí)施例與實(shí)施例三的不同之處在于三種組分的用量不同。使用784質(zhì)量份的第一組 分、200質(zhì)量份的第二組分和16質(zhì)量份的第三組分作為制備農(nóng)用地膜的原料。
[0041] 上述實(shí)施例制得地膜經(jīng)過(guò)測(cè)定，其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：
經(jīng)測(cè)定普通降解地膜的水蒸氣透過(guò)量基本在450~600 g/(m2'd)，而本發(fā)明僅維持在 2.0 gAm2·d)左右，在透水性方面得到了顯著提高，大大減少了土壤中水分的蒸發(fā)，保墑性 能優(yōu)越。
[0042]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以組合、變更或改型均為本發(fā)明 的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施 例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利于保墑的全生物降解地膜，所述地膜所用原料包括第一組分和第二組分，第 一組分制成降解層，第二組分制成阻隔層，阻隔層將降解層分割成上層和下層，第一組分由 以下質(zhì)量份數(shù)的各原料組成： 聚乳酸 200~450份 聚對(duì)苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物 500~800份 抗氧劑 2.5~5份 抗紫外線劑 2.5~5份 增塑劑 50~80份 芥酸酰胺 2~5份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述降解層中設(shè)有 黑色帶，所述黑色帶由第一組分和第三組分制成，第三組分由以下質(zhì)量份數(shù)的各原料組成： 聚乳酸 70~75份 增塑劑 5~8份 超細(xì)炭黑 18~22份。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述黑色帶中第一 組分的質(zhì)量份數(shù)為382~386份，第三組分的質(zhì)量份數(shù)為14~18份。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述第二 組分為乙烯/乙烯醇共聚物。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述第一組分由以 下質(zhì)量份數(shù)的各原料組成： 聚乳酸 310份 聚對(duì)苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物 600份 抗氧劑 3份 抗紫外線劑 3份 增塑劑 60份 芥酸酰胺 4份。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述第三組分由以 下質(zhì)量份數(shù)的各原料組成： 聚乳酸 75份 增塑劑 5份 超細(xì)炭黑 20份。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述增塑劑為檸檬 酸三丁酯，所述抗氧劑為1010,抗紫外線劑為UV770。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:上層、阻隔 層和下層的厚度比為4:2:4。9. 一種權(quán)利要求1所述的利于保墑的全生物降解地膜的制備方法，其特征在于:將第一 組分注入第一擠出機(jī)和第三擠出機(jī)中，第二組分注入第二擠出機(jī)中，第一擠出機(jī)、第二擠出 機(jī)和第三擠出機(jī)同時(shí)為多流道模頭提供熔融料，由多流道模頭流延制成。10. -種權(quán)利要求2至7任一所述的利于保墑的全生物降解地膜的制備方法，其特征在 于:將第一組分注入第一擠出機(jī)中，第二組分注入第二擠出機(jī)中，第一組分和第三組分以質(zhì) 量比96:4注入第三擠出機(jī)中，第一擠出機(jī)、第二擠出機(jī)和第三擠出機(jī)同時(shí)為多流道模頭提 供熔融料，由多流道模頭流延制成。
【文檔編號(hào)】C08K5/11GK106084675SQ201610391842
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日 公開號(hào)201610391842.3, CN 106084675 A, CN 106084675A, CN 201610391842, CN-A-106084675, CN106084675 A, CN106084675A, CN201610391842, CN201610391842.3
【發(fā)明人】宣兆志, 閻寶林
【申請(qǐng)人】山東天野生物降解新材料科技有限公司