CN106957478B - 降解时间可控的农用降解地膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种降解时间可控的农用降解地膜及其制备方法，属于生态环保农业技术领域，该方法主要包括预混料的制备和吹膜两大步骤，本发明制备方法所采用的原料和其他现有方法所采用的光稳定剂、抗氧剂比较，降解抑制效果显著。原料混合均匀后，在降解地膜吹塑机组上吹制成膜，吹膜温度比生产普通塑料地膜低5‑8℃，制成厚度为0.008‑0.012mm的地膜，地膜根据农作物的生长规律，降解诱导调控时间45、60、90、120天。

Description

降解时间可控的农用降解地膜及其制备方法
技术领域
本发明属于生态环保农业技术领域，具体涉及一种降解时间可控的农用降解地膜及其制备方法。
背景技术
普通地膜的使用具有显著的保水保温作用，有效地提高了作物的产品和品质；但由于我国生产的地膜厚度0.005-0.008mm，低于发达国家地膜厚度（0.012mm以上），导致地膜回收难度大，同时随着我农业国劳动力的减少，地膜覆盖后得不到及时回收，严重污染农田环境。使用可降解地膜可省去揭膜环节，不对土壤环境造成污染，成为现代农业的研究热点。目前降解地膜主要有光降解地膜、生物降解地膜、光生降解地膜三种。从目前的使用情况分析光降解地膜成本较低，但降解时间难以控制，生物降解地膜降解彻底，但降解时间较短，光生降解地膜处于两者之间。
从市场推广可行性的角度看，光降解地膜成本较低。但如何解决好地膜降解难以控制的难题，国内外做了一些相关研究。目前光降解地膜主要以硬脂酸铁、硬脂酸锰、硬脂酸铈、硬脂酸钴等硬脂酸盐作为光敏剂，降解时间10-45天左右，难以满足农业生产需求。地膜氧化降解控制剂有光稳定剂531，光稳定剂326，抗氧剂1010，抗氧剂168，抗氧剂1076等其中的一种或多种混配，但实际田间使用表明控制效果不理想。因此如何克服现有技术的不足是目前生态环保农业技术领域亟需解决的问题。
发明内容
针对目前使用的光敏剂降解诱导时间短，常规降解控制剂效果差的问题，本发明提供一种降解时间可控的农用降解地膜及其制备方法，该方法采用了新的光降解诱导剂，并配合新的降解控制剂，有效地控制了降解地膜的降解时间，满足了作物生长需求，利用该降解地膜覆盖农作物栽培，种植成本大幅下降，每亩节约揭膜用工2-3个，节约种植成本120-180元。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种降解时间可控的农用降解地膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），预混料的制备：预混料是由光稳定剂622、环氧大豆油、光敏剂和线性低密度聚乙烯混合而成；所述的光敏剂为硬脂酸铜和/或硬脂酸锰；
其中，光稳定剂622和环氧大豆油的质量比为295-305:1；
按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.01-1%，光敏剂为0.001-5%，余量为线性低密度聚乙烯；
步骤（2），吹膜：将步骤（1）得到预混料吹膜；吹膜前吹膜机需预热至少2小时，吹膜时，一区温度为164-166℃、二区温度为174-176℃、三区温度为169-171℃、联接体温度为174-176℃、模头温度为169-171℃；吹膜得到厚度为0.008-0.012mm的降解时间可控的农用降解地膜。
进一步，优选的是，所述的光稳定剂622为巴斯夫Tinuvin 622 LD。
进一步，优选的是，所述的线性低密度聚乙烯为LLDPE 7042。
进一步，优选的是，预混料的制备方法为先将光稳定剂622和环氧大豆油混合均匀，之后加入光敏剂，待混合均匀后，再加入线性低密度聚乙烯，混合均匀，即得到预混料。
进一步，优选的是，所述的光敏剂为硬脂酸铜和硬脂酸锰；按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.1%，硬脂酸锰为0.1%，硬脂酸铜0.1%，余量为线性低密度聚乙烯，该技术方案制得的地膜降解诱导时间为45天。
进一步，优选的是，所述的光敏剂为硬脂酸铜；按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.1%，硬脂酸铜为0.1%，余量为线性低密度聚乙烯，该技术方案制得的地膜降解诱导时间为60天。
进一步，优选的是，所述的光敏剂为硬脂酸铜；按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.3%，硬脂酸铜为0.1%，余量为线性低密度聚乙烯，该技术方案制得的地膜降解诱导时间为90天。
进一步，优选的是，所述的光敏剂为硬脂酸锰；按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.6%，光敏剂为0.1%，余量为线性低密度聚乙烯，该技术方案制得的地膜降解诱导时间为120天。
进一步，优选的是，吹膜时，采用FM1600型号吹塑机、SJ50型号吹塑机或SJ75型号吹塑机吹膜。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明提供一种降解时间可控的农用降解地膜及其制备方法，本发明制备方法所采用的原料和其他现有方法所采用的光稳定剂、抗氧剂比较。原料混合均匀后，在降解地膜吹塑机组上吹制成膜，吹膜温度比生产普通塑料地膜低5-8℃，制成厚度为0.008-0.012mm的地膜，地膜根据农作物的生长规律，降解诱导调控时间45、60、90、120天，可满足不同作物的需求。本发明原料易得，工艺简单，大大降低生产成本，易于推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本发明实施例所采用的机械均购自于山东莱芜鲁冠塑料机械有限公司。
实施例1
利用混料机将光稳定剂622颗粒、环氧大豆油活性剂300:1的比例混合均匀，之后加入光敏剂硬脂酸锰初步混合，并加入线性低密度聚乙烯LLDPE7042颗粒，充分混合均匀；其中硬脂酸锰含量0.1%、硬脂酸铜0.1%，光稳定剂622占0.1%，LLDPE7042占99.7。使用FM1600型号降解地膜吹塑机吹膜，在吹膜之前，将混合原料加入料斗，同时准备好纸管、地膜外包装套。打开降解地膜机加热部分开关预热、吹膜温度比普通薄膜低5-8℃，将加热区温度调为一区165℃、二区175℃、三区170℃、联接体175℃、模头170℃，预热时间2小时。加热区预热过程中检查冷却风机、上牵引、下牵引、卷取保证工作正常，生产的地膜样品规格0.008-0.012mm，宽度30-300cm。经覆盖试验表明，降解诱导时间为45天。
实施例2
利用混料机将Tinuvin 622 LD颗粒、环氧大豆油活性剂300:1的比例混合均匀，之后加入光敏剂硬脂酸锰初步混合，并加入线性低密度聚乙烯LLDPE7042颗粒，充分混合均匀；其中硬脂酸铜0.1%，光稳定剂622占0.1%，LLDPE7042占99.8%。使用SJ50型号降解地膜吹塑机吹膜。在吹膜之前，将混合原料加入料斗，同时准备好纸管、地膜外包装套。打开降解地膜机加热部分开关预热、吹膜温度比普通薄膜低5-8℃，将加热区温度调为一区165℃、二区175℃、三区170℃、联接体175℃、模头170℃，预热时间2小时，吹膜前充分去除模头的残余物。加热区预热过程中检查冷却风机、上牵引、下牵引、卷取保证工作正常，机组正常工作时，将挤出量调为30HZ，上牵引18HZ，卷取速度800r/min，生产的地膜样品规格0.008-0.012mm，宽度30-200cm，吹膜结束后采用全新料LLDPE7042颗粒充分清洗。裸地覆盖降解诱导时间60天。
实施例3
利用混料机将光稳定剂622颗粒、环氧大豆油活性剂300:1的比例混合均匀，之后加入光敏剂硬脂酸锰初步混合，并加入线性低密度聚乙烯LLDPE7042颗粒，充分混合均匀；其中硬脂酸铜0.1%，光稳定剂622占0.3%，LLDPE7042占99.6%。使用SJ75型号降解地膜吹塑机吹膜，在吹膜之前，将混合原料加入料斗，同时准备好纸管、地膜外包装套。打开降解地膜机加热部分开关预热、吹膜温度比普通薄膜低5-8℃，将加热区温度调为一区165℃、二区175℃、三区170℃、联接体175℃、模头一区175℃、模头二区170℃，预热时间2小时，吹膜前充分去除模头的残余物。加热区预热过程中检查冷却风机、上牵引、下牵引、卷取保证工作正常，生产的地膜样品规格0.008-0.012mm，宽度100-400cm，吹膜结束后采用全新料LLDPE7042颗粒充分清洗。实验表明，裸地覆盖降解时间为90天。
实施例4
利用混料机将光稳定剂622颗粒、环氧大豆油活性剂300:1的比例混合均匀，之后加入光敏剂硬脂酸锰初步混合，并加入线性低密度聚乙烯LLDPE7042颗粒，充分混合均匀；其中硬脂酸铜0.1%，光稳定剂622占0.6%，LLDPE7042占99.3%。使用SJ50型号降解地膜吹塑机吹膜。打开降解地膜机加热部分开关预热、吹膜温度比普通薄膜低5-8℃，将加热区温度调为一区165℃、二区175℃、三区170℃、联接体175℃、模头170℃，预热时间2小时，吹膜前充分去除模头的残余物。预热过程中检查冷却风机、上牵引、下牵引、卷取保证工作正常，生产的地膜样品规格0.008-0.012mm，宽度100-400cm，吹膜结束后采用全新料LLDPE7042颗粒充分清洗。经裸地覆盖试验降解时间为120天。
实施例5
一种降解时间可控的农用降解地膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），预混料的制备：预混料是由光稳定剂622、环氧大豆油、光敏剂和线性低密度聚乙烯混合而成；所述的光敏剂为硬脂酸铜和/或硬脂酸锰；
其中，光稳定剂622和环氧大豆油的质量比为295:1；
按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.01%，光敏剂为0.001%，余量为线性低密度聚乙烯；
步骤（2），吹膜：将步骤（1）得到预混料吹膜；吹膜前吹膜机需预热3小时，吹膜时，一区温度为164℃、二区温度为174℃、三区温度为169℃、联接体温度为174℃、模头温度为169℃；吹膜得到厚度为0.008-0.012mm的降解时间可控的农用降解地膜。
实施例6
一种降解时间可控的农用降解地膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），预混料的制备：预混料是由光稳定剂622、环氧大豆油、光敏剂和线性低密度聚乙烯混合而成；所述的光敏剂为硬脂酸铜和/或硬脂酸锰；
其中，光稳定剂622和环氧大豆油的质量比为305:1；
按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为1%，光敏剂为5%，余量为线性低密度聚乙烯；
步骤（2），吹膜：将步骤（1）得到预混料吹膜；吹膜前吹膜机需预热2.5小时，吹膜时，一区温度为166℃、二区温度为176℃、三区温度为171℃、联接体温度为176℃、模头温度为171℃；吹膜得到厚度为0.008-0.012mm的降解时间可控的农用降解地膜。
利用实施例1、实施例2、实施例3、实施例4合成的降解地膜，在土壤相对湿度小于20%在裸地上覆盖试验，检测粘均分子量、羰基指数具体如下：
表 1 不同诱导时间条件下地膜羰基指数CI变化
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表 2 不同诱导时间条件下地膜粘均分子量变化
Figure DEST_PATH_IMAGE004
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种降解时间可控的农用降解地膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1），预混料的制备：预混料是由光稳定剂622、环氧大豆油、光敏剂和线性低密度聚乙烯混合而成；预混料的制备方法为先将光稳定剂622和环氧大豆油混合均匀，之后加入光敏剂，待混合均匀后，再加入线性低密度聚乙烯，混合均匀，即得到预混料；
所述的光敏剂为硬脂酸铜和/或硬脂酸锰；所述的线性低密度聚乙烯为LLDPE 7042；
其中，光稳定剂622和环氧大豆油的质量比为295-305:1；
按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.01-1%，光敏剂为0.001-5%，余量为线性低密度聚乙烯；
步骤（2），吹膜：将步骤（1）得到预混料吹膜；吹膜前吹膜机需预热至少2小时，吹膜时，一区温度为164-166℃、二区温度为174-176℃、三区温度为169-171℃、联接体温度为174-176℃、模头温度为169-171℃；吹膜得到厚度为0.008-0.012mm的降解时间可控的农用降解地膜。
2.根据权利要求1所述的降解时间可控的农用降解地膜的制备方法，其特征在于，所述的光稳定剂622为巴斯夫Tinuvin 622 LD。
3.根据权利要求1所述的降解时间可控的农用降解地膜的制备方法，其特征在于，所述的光敏剂为硬脂酸铜和硬脂酸锰；按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.1%，硬脂酸锰为0.1%，硬脂酸铜0.1%，余量为线性低密度聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的降解时间可控的农用降解地膜的制备方法，其特征在于，所述的光敏剂为硬脂酸铜；按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.1%，硬脂酸铜为0.1%，余量为线性低密度聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的降解时间可控的农用降解地膜的制备方法，其特征在于，所述的光敏剂为硬脂酸铜；按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.3%，硬脂酸铜为0.1%，余量为线性低密度聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的降解时间可控的农用降解地膜的制备方法，其特征在于，所述的光敏剂为硬脂酸锰；按照光稳定剂622、光敏剂和线性低密度聚乙烯总重量百分数为100%计，光稳定剂622为0.6%，光敏剂为0.1%，余量为线性低密度聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的降解时间可控的农用降解地膜的制备方法，其特征在于，吹膜时，采用FM1600型号吹塑机、SJ50型号吹塑机或SJ75型号吹塑机吹膜。
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