CN104109359B - 一种可堆肥降解地膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工材料技术领域，尤其涉及到一种可堆肥降解地膜及其制备方法，所述可堆肥降解地膜包括以下重量的原料：降解聚酯24-28％，聚乙烯醇14-19％，聚羟基脂肪酸酯22-28％，聚丁二酸丁二醇酯16-27％，光稳定剂2-4％，黑色母料7-9％。本发明提供的可降解地膜，降解速度快，完全，强度高。本发明地膜外观无影响使用的气泡、斑点、褶皱、杂质、针孔等缺陷；耐用性好、强度高；降解周期短且降解完全，在覆膜后7天左右开始分解，此后分解速度加快，至5个月左右基本可以完全分解。由于该地膜降解速度快，对耕地没有污染，不会影响土壤结构，在帮助农民进一步提升产量的同时，确保土壤的肥沃度。

Description

一种可堆肥降解地膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工材料技术领域，尤其涉及到一种可堆肥降解地膜及其制备方法。

背景技术

地膜，通常是透明或黑色的PE薄膜，也有绿、银色薄膜。常用于地面覆盖，具有提高土壤温度，保持土壤水分、维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的功能。可降解地膜利用生物降解、化学降解、光降解三种过程相互增效、协同和连贯的作用制备的可以替代传统地膜的产品，可以实现降解无污染。目前，我国已经成为世界上农膜市场和使用量最多的国家，并且正继续高速发展。

目前生物可降解膜的主要研究方向在以淀粉、纤维素、木质素、蛋白质等有机质高分子为基质，微生物合成型如PHB以及化学合成可降解材料如PLA、PBS、PVA等,以及生物有机质与聚合物共混的可降解膜的制备。利用化学降解、生物降解、光降解的三种过程相互增效、协同和连贯的作用。在化学结构上，通过新的高分子合成技术引入易分散的基团，易断裂的化学键、易转移的原子或集团，或分子上连接或整体成分中掺合一些微生物可吞食的成分。这样在光照、机械振荡或微生物的作用下使分子链断链，结构被破坏，然后很快在自然中分解。从而达到不污染环境，可回收再利用的目的。

目前，可降解地膜可以分为：(1)生物降解地膜含膜天然高分子地膜和化学合成高分子基地膜；不足之处为：加工困难、力学性能差、耐水性能差。(2)植物纤维基地膜利用植物纤维如针叶木、阔叶木、麻、苇等多种天然原料生产地膜，主要采用造纸工艺制成纸地膜。不足：抗风雨能力差、易破碎，遇雨后撕破强力大大降低，不适宜机械铺膜。(3)光降解地膜在聚合物中加入光敏感基团或添加具有光敏感作用的化学助剂，从而在紫外线的作用下，聚合物有次序的进行分解的材料，快速发生降解。光降解镀膜含添加型光降解地膜和合成型光降解地膜；不足：①降解受紫外线强度、地理环境、季节气候、农作物品种等因素制约较大，降解速率很难精确控制；②成本较高；③这种地膜只有在光下才能降解，而埋在土壤里的部分因见不到阳光就不能分解，不能从根本上解决土壤问题。(4)光/生物降解地膜(双降解地膜)，此类地膜是将微生物敏感物质(如淀粉)，与高分子材料(如合成树脂，PE等)共混，同时向体系中引入光敏剂，并在诱导期后，通过光敏剂的敏化作用，将高分子材料降解为低分子化合物，加入的微生物敏感物质自然被微生物降解。同时，由于制品上聚集的微生物能够作用于生成的低分子化合物，使聚合物最终为土壤同化。缺点：虽然把地膜降解成小颗粒，短期内对作物生长不会有太明显的负面影响，不过随着时间的延长，土壤中的塑料颗粒逐渐增加，非常难以清除，可能会带来更严重的二次污染，不利于农业的可持续发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种降解速度快，完全，强度高的可堆肥降解地膜及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种可堆肥降解地膜，其特征在于，包括以下重量的原料：降解聚酯24—28％，聚乙烯醇14—19％，聚羟基脂肪酸酯22—28％，聚丁二酸丁二醇酯16—27％，光稳定剂2—4％，黑色母料7—9％；所述降解聚酯是由1,4-丁二醇、琥珀酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成。

优选的，所述可堆肥降解地膜包括以下重量的原料：降解聚酯26—28％，聚乙烯醇15—19％，聚羟基脂肪酸酯25—28％，聚丁二酸丁二醇酯22—27％，光稳定剂2—3％，黑色母料8—9％。

优选的，所述可堆肥降解地膜厚度为15um，宽度为1.35m—4.5m。

优选的，所述黑色母料采用blackMB。

一种可堆肥降解地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按所述重量百分比计，将降解聚酯、聚乙烯醇、聚羟基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、光稳定剂和黑色母料加入搅拌器中，搅拌15—20分钟；

(2)将步骤(1)所得的混合物加入挤出机，设定转速为10—25r/min，温度110—130℃条件下热熔挤出吹塑，制成地膜，切割、包装即可。

优选的，所述步骤(2)采用三层共挤工艺，生产出透明地膜。

优选的，所述步骤(2)采用三层共挤工艺，生产出灰色地膜，中间为黑色，内外两层为自然色。

本发明提供的可堆肥降解地膜，降解速度快，完全，强度高。本发明的地膜外观无影响使用的气泡、斑点、褶皱、杂质、针孔等缺陷；耐用性好、强度高；降解周期短且降解完全，在覆膜后7天左右开始分解，此后分解速度加快，至5个月左右基本可以完全分解。由于该地膜降解速度快，对耕地没有污染，不会影响土壤结构，在帮助农民进一步提升产量的同时，确保土壤的肥沃度。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

实施例一：

(1)按重量百分比计，将降解聚酯28％，聚乙烯醇19％，聚羟基脂肪酸酯28％，聚丁二酸丁二醇酯16％，光稳定剂2％，黑色母料7％加入搅拌器中，搅拌17分钟；

(2)将步骤(1)所得的混合物加入挤出机，采用三层共挤工艺，设定转速为10r/min，温度130℃条件下热熔挤出吹塑，制成地膜，切割，厚度为15um，宽度为1.35m，生产出灰色地膜，中间为黑色，内外两层为自然色，包装即可。本发明所使用的降解聚酯是由1,4-丁二醇、琥珀酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成。

实施例二：

(1)按重量百分比计，将降解聚酯24％，聚乙烯醇14％，聚羟基脂肪酸酯22％，聚丁二酸丁二醇酯27％，光稳定剂4％，黑色母料9％加入搅拌器中，搅拌18分钟；

(2)将步骤(1)所得的混合物加入挤出机，采用三层共挤工艺，设定转速为15r/min，温度120℃条件下热熔挤出吹塑，制成地膜，切割，厚度为15um，宽度为3.05m，生产出黑色地膜，包装即可。本发明所使用的降解聚酯是由1,4-丁二醇、琥珀酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成。

实施例三：

(1)按重量百分比计，将降解聚酯25％，聚乙烯醇16％，聚羟基脂肪酸酯27％，聚丁二酸丁二醇酯22％，光稳定剂2％，黑色母料8％加入搅拌器中，搅拌19分钟；

(2)将步骤(1)所得的混合物加入挤出机，采用三层共挤工艺，设定转速为25r/min，温度115℃条件下热熔挤出吹塑，制成地膜，切割，厚度为15um，宽度为2.5m，生产出灰色地膜，中间为黑色，内外两层为自然色，包装即可。本发明所使用的降解聚酯是由1,4-丁二醇、琥珀酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成。

实施例四：

(1)按重量百分比计，将降解聚酯27％，聚乙烯醇15％，聚羟基脂肪酸酯26％，聚丁二酸丁二醇酯22％，光稳定剂3％，黑色母料7％加入搅拌器中，搅拌20分钟；

(2)将步骤(1)所得的混合物加入挤出机，采用三层共挤工艺，设定转速为18r/min，温度125℃条件下热熔挤出吹塑，制成地膜，厚度为15um，宽度为2.25m，切割，生产出黑色地膜，包装即可。本发明所使用的降解聚酯是由1,4-丁二醇、琥珀酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成。

本发明可堆肥降解地膜，经过十余个农业科研单位在全国不同区域对棉花、花生、西瓜、玉米等不同农作物进行了多点与普通地膜对比的大面积试验与示范，均取得了非常满意的效果。

结果表明本发明可堆肥降解地膜与普通地膜相比，不但具有同样的增温、保墒和促进作物早期发育、早熟、增产等功能，而且还具有良好的降解性，在覆膜后7天左右开始分解，至5个月左右基本可以完全分解。

与现有技术相比，本发明可堆肥降解地膜整体技术水平先进，各项成品指标均较好，抗拉伸负荷优良，降解阶段稳定。

在作物生长的中后期，由于地膜的降解，减少了地膜覆盖所带来的高温对根系的伤害，促进了雨水入渗吸收能力，降低了地膜对雨水的阻碍作用，减少了雨量的损失，增加了土壤的含水量，在一定程度上改善了作物的农艺形状，还减少了清除残膜所使用的人力、物力、财力，避免了残膜的不断积累所形成的阻隔层，具有一定的增产作用；同时，对环境友好。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种可堆肥降解地膜，其特征在于，包括以下重量的原料：降解聚酯24—28％，聚乙烯醇14—19％，聚羟基脂肪酸酯22—28％，聚丁二酸丁二醇酯16—27％，光稳定剂2—4％，黑色母料7—9％；所述降解聚酯是由1,4-丁二醇、琥珀酸、对苯二甲酸和乙二醇共聚而成。

2.根据权利要求1所述的可堆肥降解地膜，其特征在于，包括以下重量的原料：降解聚酯26—28％，聚乙烯醇15—19％，聚羟基脂肪酸酯25—28％，聚丁二酸丁二醇酯22—27％，光稳定剂2—3％，黑色母料8—9％。

3.根据权利要求1所述的可堆肥降解地膜，其特征在于，厚度为15μm，宽度为1.35m—4.5m。

4.一种权利要求1至3之一所述的可堆肥降解地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按所述重量百分比计，将降解聚酯、聚乙烯醇、聚羟基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、光稳定剂和黑色母料加入搅拌器中，搅拌15—20分钟；

(2)将步骤(1)所得的混合物加入挤出机，设定转速为10—25r/min，温度110—130℃条件下热熔挤出吹塑，制成地膜，切割、包装即可。

5.根据权利要求4所述的可堆肥降解地膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)采用三层共挤工艺，生产出黑色地膜。