CN105037910B - 一种双垄沟播用双配方降解地膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双垄沟播用双配方降解地膜，其包括两种添加剂型降解地膜，即中间的第一降解带和设置在第一降解带两侧的第二降解带；本发明同时涉及该地膜的制备方法。本发明通过将两种配方同时用在一个地膜上，使降解地膜满足双垄沟播全覆膜机械铺膜要求，避免降解地膜中间部分降解过早，影响农作物生长。

Description

一种双垄沟播用双配方降解地膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及农用地膜技术领域，尤其涉及一种适合于双垄沟播全覆膜机械铺膜用双配方地膜及其制备方法。
背景技术
双垄沟播全膜覆盖技术在有效抑制土壤水分蒸发的同时，使雨水集流叠加，水分利用率大幅度提高。这一技术是干旱地区的旱作农业走上了稳产高产的保险农业之路，实现了大旱不减产、小旱大丰收。
普通全覆膜机械铺膜时，虽然铺膜机在铺膜时给地膜施加了较大的纵向拉力，但因为铺膜机只在地膜两边10cm左右的地膜上覆盖泥土，地膜容易发生横向收缩。地膜的横向收缩极大地抵消了铺膜机对地膜施加的纵向拉力。虽然减小的地膜内应力仍然会对降解地膜的降解性能产生影响，但整块地膜上的内应力较小，而且均匀，所以整块地膜的降解情况相同。但是，双垄沟播全覆膜机械铺膜时的情况就不同了。如图1所示，除地膜两边10cm左右的地膜上覆盖泥土形成覆土1外，在地膜中间两个三分之一的地膜上覆盖了10cm左右的泥土，整块地膜2被分为三部分。在用机械进行铺膜时，机械对地膜施加了纵向拉力。边上两部分地膜的纵向拉力较易因地膜的横向收缩而受到缓解，但中间部分的地膜的纵向拉力却不易得到缓解。中间部分在地膜内部不易缓解的机械力会加快降解地膜的降解，最终造成中间部分的降解地膜降解较快，两边降解地膜的降解较慢，对农作物的生长产生不利影响。如要满足农作物生长要求，充分发挥双垄沟播全覆膜的增产效果，使降解地膜降解同步，则中间部分降解地膜的开始降解时间应比两边更长。
发明内容
为了解决现有的降解地膜在双垄沟播全覆膜机械铺膜后发生中间部分降解地膜比两边的降解地膜提前降解的问题，本发明提出了一种能够实现同时降解的双垄沟播全覆膜机械铺膜用双配方降解地膜及其制造方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案为：
一种双垄沟播用双配方降解地膜，其包括两种添加剂型降解地膜，即中间的第一降解带和设置在第一降解带两侧的第二降解带；
所述第一降解带包括如下重量份数的原料：
线型低密度聚乙烯 91-94份，
低密度聚乙烯 4.97份，
氧化降解剂 0.01份，
抗氧剂 0.02份，
碳酸钙母粒 0.5-1份；
优选的，还包括0~3份的黑色母粒；所述黑色母粒中的炭黑重量含量为40%~50%，所述炭黑为油炉法生产的纳米级炭黑，粒径为20~30nm；
所述第二降解带包括如下重量百分比的原料：
线型低密度聚乙烯 90份，
低密度聚乙烯 7.97份，
氧化降解剂 0.02份，
抗氧剂 0.01份，
碳酸钙母粒 2份。
优选的，所述线型低密度聚乙烯选用熔融指数0.2-2.5的线型低密度聚乙烯，优选以下牌号的一种以上：7042，7042T，7042K，9020，3224，218W，218N，0218D，1802，1002KW，7050，9042，222，9085，3305，LL101AA，LL103AA，LL0209AA和LL0410KJ。
优选的，所述低密度聚乙烯选用熔融指数为0.2-3的低密度聚乙烯，优选以下牌号的一种以上：LD155，LD662，LD600，LD605，LD617，2102TN26，TN37，2101TN00，2420H，2426H，1810D，2436H，Q200，Q281，N220，N150，5320，2420D，1810D，2423D，18D，2426F，868-000和951-050。
优选的，所述氧化降解剂为以下的一种以上：硬脂酸铁、硬脂酸锰、硬脂酸钴、硬脂酸铜、硬脂酸铈、硬脂酸镧、硬脂酸镨、月桂酸铁、月桂酸锰、月桂酸钴、月桂酸铜、月桂酸铈、月桂酸镧、月桂酸镨、辛酸铁、辛酸锰、辛酸钴、辛酸铜、辛酸铈、辛酸镧、辛酸镨、二甲基二硫代氨基甲酸铁、二乙基二硫代氨基甲酸铈、二乙基二硫代氨基甲酸镧、二乙基二硫代氨基甲酸镨、二丁基二硫代氨基甲酸铁、二丁基二硫代氨基甲酸铈、二丁基二硫代氨基甲酸镧、二丁基二硫代氨基甲酸镨、二甲基二硫代磷酸铁、二甲基二硫代磷酸铈、二甲基二硫代磷酸镧、二甲基二硫代磷酸镨、二乙基二硫代磷酸铁、二乙基二硫代磷酸铈、二乙基二硫代磷酸镧、二乙基二硫代磷酸镨、二丁基二硫代磷酸铁、二丁基二硫代磷酸铈、二丁基二硫代磷酸镧、二丁基二硫代磷酸镨、二氧化钛、氧化铁和氧化锰。
优选的，所述抗氧剂为为受阻酚型抗氧剂、芳胺叔胺型抗氧剂、亚磷酸酯型抗氧剂、硫酯硫醚型抗氧剂或螯合金属离子的酰肼型抗氧剂的一种以上，优选以下的一种以上：1-羟基-3-甲基-4-异丙基苯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-正丁基苯酚、4-羟甲基-2,6-二叔丁基酚、叔丁基羟基茴香醚、2,4,6-三叔丁基苯酚、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯、苯乙烯化苯酚、4,4’-二羟基联苯、2,2’-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-甲撑双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-甲撑双(6-α-甲基苄基对甲酚)、2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷、4,4’-丁叉双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,1’-双(4-羟基苯)环基烷、2,2’甲叉双[4-甲基-6-(α-甲基环己基)苯酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、双[3,3-双(3’-叔丁基-4’-羟基苯基)丁酸]乙二醇酯、四[β-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,6-己醇双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2,5-二叔丁基对苯二酚、2,5-二叔戊基对苯二酚、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、对苯二酚二苄醚、3-芳基-苯并呋喃酮、2,6-二叔丁基-α-二甲氨基对甲酚、6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-2,4-双(辛基硫代)-1,3,5-三嗪、4,6-双(4-羟基-3,5-二叔丁基苯氧基)-2-正辛基硫代-1,3,5-三嗪、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4’-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-硫代双[3-(3,5-而叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯、1,1’-硫代双(2-苯酚)、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二(十八)酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰)肼、2,2’-草酰胺基双[乙基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯、双(苄基酰肼)、N-(4-羟苯基)硬脂酸胺、N,N’-二苄基羟胺、N,N’-二(十八烷基羟胺)、(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)甲基-硫代乙酸异十三烷酯、4,6-二(辛硫甲基)邻甲酚、亚磷酸三异辛(或癸)酯、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯、亚磷酸三(十八酯)、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2-双(2,4-二叔丁基联苄)亚磷酸辛脂、四(2,4-二叔丁基酚)-4,4’-联苯基二亚磷酸酯、硫代二丙酸十八醇酯、硫代二丙酸双十二烷酯、硫代二丙酸二月桂酸、硫代二丙酸双十四酯、二(十八烷基)二硫化物、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和1,3-苯二酚单苯甲酸酯。
优选的，所述碳酸钙母粒中的碳酸钙重量含量为85%-90%，碳酸钙细度为3000目。
优选的，其采用如下方法制备：
步骤（1）：按所述配方，取各组分进行干燥、称重，得到第一降解带和第二降解带原料，备用；
步骤（2）：将步骤（1）所得的两种原料分别装入挤出机的不同料斗，利用双挤出机共同挤出并吹塑成膜；
所述步骤（2）中双挤出机的四区温度在地膜挤出前均为：1区温度为175℃，2区温度为180℃，3区温度为185℃，4区温度为185℃。模头体的温度为175~180℃，调整环的温度为200℃；
所述步骤（2）在吹塑出膜时，模头体的温度为175~180℃，调整环的温度为200℃；为了得到更好的降解时间的控制，第二降解带地膜挤出机四区的温度比第一降解带地膜挤出机四区的温度高10~15℃；优选的，装有第一降解带地膜原料的挤出机的四区温度为：1区为160℃、2区为165℃、3区为170℃、4区为180℃；装有第二降解带地膜原料的挤出机的四区温度为：1区为180℃、2区为185℃、3区为190℃、4区为195℃。
本发明所述的熔融指数单位为g/10min。
本发明同时提供所述降解地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤（1）：按所述配方，取各组分进行干燥、称重，得到第一降解带和第二降解带原料，备用；
步骤（2）：将步骤（1）所得的两种原料分别装入不同挤出机，利用双挤出机共同挤出并吹塑成膜。
优选的，所述步骤（2）中双挤出机的四区温度在地膜挤出前均为：1区温度为175℃，2区温度为180℃，3区温度为185℃，4区温度为185℃。模头体的温度为175~180℃，调整环的温度为200℃。
更优的，所述步骤（2）在吹塑出膜时，模头体的温度为175~180℃，调整环的温度为200℃；装有第二降解带地膜原料的挤出机的四区温度比第一降解带地膜原料的挤出机的四区温度每区对应高10-15℃，优选的，装有第一降解带地膜原料的挤出机的四区温度为：1区为160℃、2区为165℃、3区为170℃、4区为180℃；装有第二降解带地膜原料的挤出机的四区温度为：1区为180℃、2区为185℃、3区为190℃、4区为195℃。
本发明的积极效果如下：
本发明利用双挤出机吹膜成型工艺，将中间部分地膜的降解潜伏期延长，使其在受到较大外力情况下，其降解时间和两边地膜的降解时间相同。通过将两种配方同时用在一个地膜上，使降解地膜满足双垄沟播全覆膜机械铺膜要求，避免降解地膜中间部分降解过早，影响农作物生长。如果采用分别加工，后期热熔拼合在一起，两种原料成分差别较大，两种材料的结合部的强度较小，容易产生纵向开裂。第一降解带加入黑色母粒使不同配方的降解带易于区分，铺设时便于定位。
附图说明
图1是双垄沟播全覆膜示意图。
附图中，1覆土，2地膜。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图和具体实施方式，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
实施例1包括位于中间的第一降解带和两侧的第二降解带；
所述第一降解带包括如下重量份数的原料：
线型低密度聚乙烯0218D 94份，
低密度聚乙烯LD662 4.97份，
硬脂酸铈 0.01份，
β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯 0.02份，
碳酸钙母粒 0.5份；
黑色母粒 0.5份；
所述黑色母粒中的炭黑重量含量为40%，所述炭黑为油炉法生产的纳米级炭黑，粒径为20~30nm；
所述第二降解带包括如下重量份数的原料：
线型低密度聚乙烯9020 90份，
低密度聚乙烯LD662 7.97份，
硬脂酸铈 0.02份，
β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯 0.01份，
碳酸钙母粒 2份。
第一降解带的碳酸钙母粒中碳酸钙重量含量为85%，碳酸钙细度为3000目；第二降解带的碳酸钙母粒中碳酸钙重量含量为90%，碳酸钙细度为3000目。
实施例1宽度120cm，厚度0.006mm，中间的第一降解带宽度40cm，左边和右边第二降解带的宽度40cm。
采用双挤出机吹塑设备，将第一降解带的原料进行混合后倒入1号挤出机的漏斗，将第二降解带的原料混合后倒入2号挤出机的漏斗。上述原料分别进入挤出机后经过融合，再混合，分别进入双配方模头的分配机构，在出口处融合，吹成双配方降解地膜。
本发明采用温度控制法来调整双配方地膜的厚度和降解时间差异。首先将两台挤出机的四区温度均按两侧地膜的温度来调整。1区温度为175oC，2区温度为180℃，3区温度为185℃，4区温度为185℃。当地膜开始从模头挤出后，立即调整挤出机1和挤出机2的温度。挤出机1的调整为1区温度为160℃，2区温度为165℃，3区温度为170℃，4区温度为180℃。挤出机2的调整为1区温度为180℃，2区温度为185℃，3区温度为190℃，4区温度为195℃。模头体的温度为175~180℃，调整环的温度为200℃。经过温度调整，可以将第一降解带和第二降解带的厚度和降解时间调整为基本相同。
实施例2-9
实施例2-9的第一降解带的原料及重量份数如表1。
表1 第一降解带的原料及重量份数
实施例 线型低密度聚乙烯（91-94份） 低密度聚乙烯（4.97份） 氧化降解剂（0.01份） 抗氧剂（0.02份） 碳酸钙母粒（1份） 黑色母粒（0-3份）
2 93份LL101AA 1810D 硬脂酸铁 2,4,6-三叔丁基苯酚 碳酸钙含量90% 1份，炭黑含量40%
3 91份LL0410KJ 2436H 月桂酸锰 N,N’-二苄基羟胺 碳酸钙含量86% 3份，炭黑含量50%
4 93份7042 951-050 辛酸钴 (3,5-二叔丁基-4-羟苯基)甲基-硫代乙酸异十三烷酯 碳酸钙含量88% 1份，炭黑含量45%
5 91.5份1802 Q281 二甲基二硫代氨基甲酸铈 3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二(十八)酯 碳酸钙含量89% 2.5份，炭黑含量40%
6 93份7042T 2420D 二乙基二硫代氨基甲酸镧 双(苄基酰肼) 碳酸钙含量87% 1份，炭黑含量44%
7 40份3305、53.5份222 LD617 二丁基二硫代氨基甲酸镨 0.01份硫代二丙酸双十四酯、0.01份对苯二酚二苄醚 碳酸钙含量85% 1.5份，炭黑含量50%
8 80份1002KW、14份7050 2份Q200、2.97份5320 二氧化钛 0.005份苯乙烯化苯酚、0.015份1,1’-双(4-羟基苯)环基烷 碳酸钙含量90% 0份
9 30份LL103AA、64份3224 1份2426F、3.97份2436H 氧化锰 0.001份2,5-二叔戊基对苯二酚、0.019份双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯 碳酸钙含量86% 0份
实施例2-9的第二降解带的原料及重量百分数如表2。
表2 第二降解带的原料及重量百分数
实施例 线型低密度聚乙烯（90%） 低密度聚乙烯（7.97%） 氧化降解剂（0.02%） 抗氧剂（0.01%） 碳酸钙母粒（2%）
2 7042 951-050 辛酸钴 N,N’-二苄基羟胺 碳酸钙含量90%
3 9085 18D 月桂酸锰 (3,5-二叔丁基-4-羟苯基)甲基-硫代乙酸异十三烷酯 碳酸钙含量86%
4 45%LL101AA、45%LL0410KJ 1810D 硬脂酸铁 2,4,6-三叔丁基苯酚 碳酸钙含量86%
5 3305 4.97%2436H、3%Q281 0.01%二甲基二硫代氨基甲酸铈、0.01%二丁基二硫代氨基甲酸镨 双(苄基酰肼) 碳酸钙含量85%
6 40%3305、50%222 LD617 氧化锰 3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二(十八)酯 碳酸钙含量87%
7 7042T 2%Q200、5.97%5320 二乙基二硫代氨基甲酸镧 0.008%苯乙烯化苯酚、0.002%对苯二酚二苄醚 碳酸钙含量88%
8 80%3224、10%7050 2420D 二氧化钛 0.009%2,5-二叔戊基对苯二酚、0.001%双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯 碳酸钙含量90%
9 30%LL103AA、60%1002KW 1%N220、6.97%2420H 二乙基二硫代磷酸镧 0.005%硫代二丙酸双十四酯、0.005%1,1’-双(4-羟基苯)环基烷 碳酸钙含量90%
实施例2-9的规格和制备方法同实施例1。
试验例 不同张力下降解地膜暴晒试验
一般农作物于4月底或5月初种植。为了将暴晒试验和农作物生长时间吻合，试验也从4月底开始进行。每个实施例取三个试样。样品1为各实施例中的中间降解带；试验时，将中间降解带作为独立地膜，不受力。样品2为各实施例中的第二降解带；试验时，将第二降解带作为独立地膜，不受力。样品3为中间的第一降解带，试验时，将第一降解带作为独立地膜，纵向固定，横向拉伸30%。地膜铺设在空地上。以平均每平方米地膜上有一条以上的降解裂缝定义为降解开始。将从地膜铺设到降解开始这一段时间定义为潜伏期。试验结果各实施例各样品的潜伏期（天）结果如表3。
表3 各实施例的潜伏期（天）
样品1 样品2 样品3
实施例1 75 55 55
实施例2 70 50 52
实施例3 68 51 53
实施例4 72 56 57
实施例5 78 60 58
实施例6 72 58 60
实施例7 71 59 58
实施例8 65 50 49
实施例9 67 55 52

Claims (9)

1.一种双垄沟播用双配方降解地膜，其特征在于，其包括两种添加剂型降解地膜，即中间的第一降解带和设置在第一降解带两侧的第二降解带；
所述第一降解带包括如下重量份数的原料：
线型低密度聚乙烯 91-94份，
低密度聚乙烯 4.97份，
氧化降解剂 0.01份，
抗氧剂 0.02份，
碳酸钙母粒 0.5-1份，
黑色母粒 0-3份；
所述第二降解带包括如下重量份数的原料：
线型低密度聚乙烯 90份，
低密度聚乙烯 7.97份，
氧化降解剂 0.02份，
抗氧剂 0.01份，
碳酸钙母粒 2份；
所述双垄沟播用双配方降解地膜，采用如下方法制备：步骤（1）：按所述配方，取各组分进行干燥、称重，得到第一降解带和第二降解带原料，备用；
步骤（2）：将步骤（1）所得的两种原料分别装入挤出机的不同料斗，利用双挤出机共同挤出并吹塑成膜；
所述步骤（2）在吹塑出膜时，装有第二降解带地膜原料的挤出机的四区温度比第一降解带地膜原料的挤出机的四区温度每区对应高10~15℃。
2.根据权利要求1所述的降解地膜，其特征在于，所述线型低密度聚乙烯选用熔融指数0.2-2.5的线型低密度聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的降解地膜，其特征在于，所述低密度聚乙烯选用熔融指数为0.2-3的低密度聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的降解地膜，其特征在于，所述氧化降解剂为以下的一种以上：硬脂酸铁、硬脂酸锰、硬脂酸钴、硬脂酸铜、硬脂酸铈、硬脂酸镧、硬脂酸镨、月桂酸铁、月桂酸锰、月桂酸钴、月桂酸铜、月桂酸铈、月桂酸镧、月桂酸镨、辛酸铁、辛酸锰、辛酸钴、辛酸铜、辛酸铈、辛酸镧、辛酸镨、二甲基二硫代氨基甲酸铁、二乙基二硫代氨基甲酸铈、二乙基二硫代氨基甲酸镧、二乙基二硫代氨基甲酸镨、二丁基二硫代氨基甲酸铁、二丁基二硫代氨基甲酸铈、二丁基二硫代氨基甲酸镧、二丁基二硫代氨基甲酸镨、二甲基二硫代磷酸铁、二甲基二硫代磷酸铈、二甲基二硫代磷酸镧、二甲基二硫代磷酸镨、二乙基二硫代磷酸铁、二乙基二硫代磷酸铈、二乙基二硫代磷酸镧、二乙基二硫代磷酸镨、二丁基二硫代磷酸铁、二丁基二硫代磷酸铈、二丁基二硫代磷酸镧、二丁基二硫代磷酸镨、二氧化钛、氧化铁和氧化锰。
5.根据权利要求1所述的降解地膜，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚型抗氧剂、芳胺叔胺型抗氧剂、亚磷酸酯型抗氧剂、硫酯硫醚型抗氧剂或螯合金属离子的酰肼型抗氧剂的一种以上。
6.根据权利要求1所述的降解地膜，其特征在于，所述碳酸钙母粒中的碳酸钙重量含量为85%~90%，碳酸钙细度为3000目。
7.权利要求1-6任一项所述的降解地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤（1）：按所述配方，取各组分进行干燥、称重，得到第一降解带和第二降解带原料，备用；
步骤（2）：将步骤（1）所得的两种原料分别装入不同挤出机，利用双挤出机共同挤出并吹塑成膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中双挤出机的四区温度在地膜挤出前均为：1区温度为175℃，2区温度为180℃，3区温度为185℃，4区温度为185℃；模头体的温度为175~180℃，调整环的温度为200℃。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）在吹塑出膜时，模头体的温度为175~180℃，调整环的温度为200℃；装有第二降解带地膜原料的挤出机的四区温度比第一降解带地膜原料的挤出机的四区温度每区对应高10~15℃。
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