CN107486957A - 一种农膜处理装置及利用其回收农膜制备的可降解薄膜 - Google Patents

Abstract

本发明农膜回收再利用研发领域，尤其涉及一种农膜处理装置及利用其回收农膜制备的可降解薄膜，本发明的一种利用回收农膜制备的可降解薄膜，按照质量分数计包括以下组分：聚乳酸100‑120份、回收农膜粒料100‑120份、可控氧化生物降解塑料母粒12‑15份、增白剂0.2‑0.5份、抗水解剂1.2‑7.5份、增容剂0.8‑5.5份、抗氧化剂0.3‑2.5份、无机填料5‑10份。本发明的优点在于：优点之一：可降解薄膜以回收农膜为主要材料，制得的可降解薄膜降解能力较强，最终降解产物为二氧化碳和水，降解彻底，同时本发明也促进了农膜的回收利用，减少了农膜对环境的危害，优点之二：设计了一种新型的农膜处理装置，有效的提高了破碎的效率以及破碎的质量，提高加工的效率以及客户的产品市场竞争力。

Description

一种农膜处理装置及利用其回收农膜制备的可降解薄膜

技术领域

本发明农膜回收再利用研发领域，尤其涉及一种农膜处理装置及利用其回收农膜制备的可降解薄膜。

背景技术

农膜又叫地膜，也叫塑料薄膜，主要成分是聚乙烯，农膜主要用于覆盖农田，以起到提高地温，保持土壤湿度，促进种子发芽和幼苗快速增长的作用，此外通过覆盖农膜还可起到抑制杂草的生长的作用。

随着我国农业现代化发展，农膜的使用量越来越大，大规模使用农膜对我国农业增产起到巨大的推动作用。然而，随着农膜大规模使用，伴随而来的是农膜带来的“白色污染”问题。农膜在使用过后由于随意丢弃，会被土壤掩埋，但是由于塑料的难以降解，容易造成土壤板结，影响植物对土壤营养成分的吸收，导致农作物减产。

为了减少农膜的丢弃现象，需要对废弃农膜进行回收，同时探寻对农膜进一步加工改性，赋予农膜新的特性，从而提高农膜的二次利用效果，减少废弃农膜对环境的危害。

在ZL 201310067471.X中公开了一种降解塑料母粒，可以根据实际环境优化、联动氧化降解和生物降解的双变量控制体系，使其具有环境针对性和降解可控性的能力。将该降解塑料母粒添加到回收的农膜材料中，可以对薄膜材料进行改性，使其具有降解能力，从而减少塑料对环境的破坏。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种农膜处理装置，具体在于提供一种自动化高且收卷效果较佳的一种农膜处理装置。

本发明的目的之一在于提供一种可降解薄膜，具体在于提供一种较为环保的利用回收农膜制备的可降解薄膜。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种农膜处理装置，包括机座以及设置在机座上的破碎腔、控制装置，破碎腔由上至下包括预处理层、破碎层，破碎腔内设置破碎机构，破碎机构包括由破碎电机通过减速器传动的破碎辊，其特征在于：包括破碎腔的一侧设置有进料槽连通预处理层，进料槽包括具有进料口且横向设置的槽体，进料槽的一端设置有由第一气缸传动的推料辊，进料槽在接近预处理层内侧设置有由第一旋转电机传动的旋转推进辊，第一气缸传动上述的推料辊往旋转推进辊方向推进送料。

进一步的，在位于旋转推进辊位于预处理层的一侧设置有薄膜裁切装置，薄膜裁切装置包括由切刀传动机构传动的薄膜切刀,切刀传动机构传动切刀竖向的裁切。

进一步的，上述的预处理层包括进气口以及排气口，进气口连通热风机，排气口连通外设抽气装置。

进一步的，预处理层包括相互嵌合的上模、下模，上模上下滑动的安装在破碎腔内，下模环设有若干组圆筒状的凹槽，上模配合下模的凹槽设置与其直接配合的压辊，在位于破碎腔顶部处设置有传动上述的上模往下模方向契合的竖向传动机构。

进一步的，一种利用回收农膜制备的可降解薄膜，按照质量分数计包括以下组分：聚乳酸100-120份、回收农膜粒料100-120份、可控氧化生物降解塑料母粒12-15份、增白剂0.2-0.5份、抗水解剂1.2-7.5份、增容剂0.8-5.5份、抗氧化剂0.3-2.5份、无机填料5-10份；

其制备方法包括如下步骤：

(1)在高速混合机中，依次加入聚乳酸粒料、回收农膜粒料、可控氧化生物降解塑料母粒、增白剂、抗水解剂、增容剂、抗氧化剂和无机填料，控制转速为300r/min，搅拌40min，得到混合物料；

(2)将混合物料置入双螺杆挤出机中，温度控制在180-190℃，进行挤出、造粒，得到母料；

(3)将得到的母料倒入吹膜机中，温度控制在185-195℃，进行挤出吹膜，即可制得薄膜制品；

(4)回收农膜粒料由回收农膜经如权利要求1-4任一项所述的农膜处理装置进行破碎，并通过熔融、挤出、造粒制得。

优选的，所述无机填料为表面改性纳米二氧化硅。

优选的，所述表面改性纳米二氧化硅的制备方法如下：称取一定量纳米二氧化硅，加入适量甲苯后并将其放置到带有冷凝管的三口瓶中混合均匀，之后加入适量硅烷偶联剂KH-550并于100℃-120℃下搅拌40-45分钟，之后抽滤并用无水乙醇洗涤三次，烘干后即的所述表面改性纳米二氧化硅。

优选的，所述抗氧化剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酸酯或三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯中的一种。

优选的，所述抗水解剂为碳化二亚胺。

优选的，所述增容剂为聚乳酸-聚乙烯嵌段共聚物。

本发明的优点在于：

优点之一：可降解薄膜以回收农膜为主要材料，制得的可降解薄膜降解能力较强，最终降解产物为二氧化碳和水，降解彻底，同时本发明也促进了农膜的回收利用，减少了农膜对环境的危害；

优点之二：设计了一种新型的农膜处理装置，有效的提高了破碎的效率以及破碎的质量，提高加工的效率以及客户的产品市场竞争力。

附图说明

附图1为实施例1\2农膜处理装置立体结构图；

附图2为实施例1\2农膜处理装置等轴侧体结构图；

附图3为实施例1\2农膜处理装置立体结构图；

附图4为实施例1\2农膜处理装置破碎腔拆解结构图；

附图5为实施例1\2农膜处理装置机座立体结构图；

附图6为实施例1\2农膜处理装置破碎腔进一步拆解结构图。

具体实施方式

实施例1：参照图1-2，结构1：一种农膜处理装置，包括机座1以及设置在机座上的破碎腔2、控制装置，破碎腔2由上至下包括预处理层201、破碎层202，破碎腔2内设置破碎机构，破碎机构包括由破碎电机11通过减速器传动的破碎辊12，包括破碎腔的一侧设置有进料槽3连通预处理层201，进料槽3包括具有进料口30且横向设置的槽体，进料槽3的一端设置有由第一气缸31传动的推料辊32，进料槽3在接近预处理层201内侧设置有由第一旋转电机34传动的旋转推进辊35，第一气缸31传动上述的推料辊32往旋转推进辊35方向推进送料。

对于附图中的破碎机构仅仅是举例说明一种实施方式，在现有的其他薄膜破碎机构均可以实现本发明的要解决的技术问题，故不在此进行限制。

在本实施例中，待破碎的薄膜材料可以由进料槽3送入至破碎腔2内，对应的设置第一气缸31传动推料辊32可以将物料推进送入至破碎腔2的预处理层201内，旋转推进辊35外缘可以为具有横向设置的传动片36，设计的旋转推进辊32也可以一定的将物料推进入预处理层201内，进一步的配合后续的薄膜裁切装置的裁切，减少堵料的问题，提高裁切的效果。

结构2：优选的，在位于旋转推进辊35位于预处理层201的一侧设置有薄膜裁切装置，薄膜裁切装置包括由切刀传动机构33传动的薄膜切刀36,切刀传动机构传动36切刀竖向的裁切33，在本实施例中，切刀传动机构36可以为气缸或摆动传动的方式。

在本实施例中，其相应的设置薄膜裁切装置可以对于进入至破碎腔内的薄膜进行预裁切，以提高后续破碎的效率。

优选的，上述的预处理层201包括进气口22以及排气口23，进气口22连通热风机，排气口23连通外设抽气装置。

在本实施例中，进气口22以及排气口23可以对置于预处理层201内的物料进行烘干以及进行二次抽湿，降低物料的含水率以及提高其在后续制粒的成品效果。

实施例2，参照图3-6，结构3：预处理层201包括相互嵌合的上模5、下模4，上模5上下滑动的安装在破碎腔2内，下模4环设有若干组圆筒状的凹槽41，上模5配合下模4的凹槽41设置与其直接配合的压辊51，在位于破碎腔2顶部处设置有传动上述的上模5往下模4方向契合的竖向传动机构,对于凹槽41的数目分布应当尽可能的铺面整个下模4。

在本实施例中，对于送入上模5与下模4之间的物料可以根据凹槽41的深度进行相应的配置以最大化的提高压制的效果。

竖向传动机构包括错开设置的第二气缸52传动连接上模5的顶部处，在上模5与第二气缸52相互错开的位置设置导向杆53，破碎腔2顶部处对应导向杆53配合设置导向轴套，竖向传动机构也可以为由伺服电机传动的滚轴丝杆，可以调节下压的间距。

在本实施例中，竖向传动机构可以带动上模5下压至与下模4契合，可以将置于预处理层201的物料一定的压制入凹槽41内并排出至其底部的破碎机构进行破碎以进一步的提高破碎的效果，相对于传统的零散的破碎方式，层叠的薄膜下落至破碎机构进行直接破碎，有效的提高了破碎的效率。

下模4的凹槽41底部开口处设置有对合的第一挡板45，破碎腔2在位于第一挡板45的两侧设置第三气缸44，第三气缸44传动上述的第一挡板45对合或打开，在本实施例中，为进一步的提高压制的效果，在压制过程中，通过驱动第一挡板45对合，物料在压制的过程中由于第一挡板45的作用会受到持续的挤压，而不是挤压以后直接由凹槽41的下槽口排出，有效的提高压制的效果，再打开第一挡板45以后再驱动上模5下压则可以排出物料。

结构4：在位于下模4底部处设置底部具有开口部的环形导料环6，环形导料环6的顶部直接大于底部直径,在本实施例中，环形导料环6可以进一步的将压制以后的物料由环形导料环6中下落至与其对应的破碎机构进行直接破碎，可以一定的提高破碎的效率，为进一步的提高排料的效果，以及防止环形导料环6发生堵料的问题，在位于破碎腔2的顶部处设置第四气缸61，第四气缸61的活塞杆往其中心延伸至环形导料环6的开口部处连接下压推杆62,第四气缸61通过活塞杆传动下压推杆62往破碎层202推料，在本实施例中，上模5、下模4对应上述的第四气缸61的活塞杆可以预留出其活动的中心轴孔。

在接近于下模4的顶部处设置对合的第二挡板47，破碎腔2在位于第二挡板47的两侧设置第五气缸46，第五气缸46传动上述的第二挡板47对合或打开，在实施例中，第五气缸46传动第二挡板47对合可以将置于其表面的未压入下模4内的物料进行进一步的铺设使其尽可能的进入至下模的凹槽41内以进行下一次的压制,减少物料在凹槽41之间层叠影响后期压制的效果。

结构5：一种进一步的实施例中，下模4的模体具有中空夹层，中空夹层连通置于破碎腔2一侧的加热装置21，加热装置21包括进液口以及排液口，进液口以及排液口分别与外设的热油循环加热器或蒸汽循环加热器连通，加热装置相对于下模体整体进行加热。

当然也不局限于上述的加热装置21，可以采用普通的电加热的方式对下模的整体进行加热。

在本实施例中，在当上模5往下模4方向契合的过程中，保持加热状态的下模4可以在当物料置于下模4的过程中对物料进行初步加热，以使其压制的效果更佳，具体的可以根据材料的不同调整加热的温度，压制的材料在预加热过程中，可以一定的提高成叠的效果，提高后面的破碎效率。

结构6：优选的，上述的破碎机构底部开成品腔13，破碎机构对应成品腔13环设漏料槽15，成品腔13的一侧设置排料口16，在位于排料口16的对侧设置第六气缸14传动排料辊往排料口方向推动送料。

进一步的，一种利用回收农膜制备的可降解薄膜，按照质量分数计包括以下组分：聚乳酸100-120份、回收农膜粒料100-120份、可控氧化生物降解塑料母粒12-15份、增白剂0.2-0.5份、抗水解剂1.2-7.5份、增容剂0.8-5.5份、抗氧化剂0.3-2.5份、无机填料5-10份。

实施例3：

按照质量分数计包括以下组分：聚乳酸100份、回收农膜粒料100份、可控氧化生物降解塑料母粒12份、增白剂0.2份、抗水解剂1.2份、增容剂0.8份、抗氧化剂0.3份、无机填料5份；

制备方法：

（1）在高速混合机中，依次加入聚乳酸粒料、回收农膜粒料、可控氧化生物降解塑料母粒、增白剂、抗水解剂、增容剂、抗氧化剂和无机填料，控制转速为300r/min，搅拌40min，得到混合物料；

（2）将混合物料置入双螺杆挤出机中，温度控制在180-190℃，进行挤出、造粒，得到母料；

（3）将得到的母料倒入吹膜机中，温度控制在185-195℃，进行挤出吹膜，即可制得薄膜制品；

（4）回收农膜粒料由回收农膜经结构1-结构6任一项结构所述的农膜处理装置进行破碎,并熔融、挤出、造粒制得。

实施例4：

按照质量分数计包括以下组分：聚乳酸120份、回收农膜粒料120份、可控氧化生物降解塑料母粒15份、增白剂0.5份、抗水解剂7.5份、增容剂5.5份、抗氧化剂2.5份、无机填料10份；

制备方法：

（1）在高速混合机中，依次加入聚乳酸粒料、回收农膜粒料、可控氧化生物降解塑料母粒、增白剂、抗水解剂、增容剂、抗氧化剂和无机填料，控制转速为300r/min，搅拌40min，得到混合物料；

（2）将混合物料置入双螺杆挤出机中，温度控制在180-190℃，进行挤出、造粒，得到母料；

（3）将得到的母料倒入吹膜机中，温度控制在185-195℃，进行挤出吹膜，即可制得薄膜制品；

（4）回收农膜粒料由回收农膜经结构1-结构6任一项结构所述的农膜处理装置进行破碎,并熔融、挤出、造粒制得。

本发明用到的可控氧化生物降解塑料母粒按重量份数计包括如下组分：重质碳酸钙55份、硬脂酸铁3份、高直链玉米淀粉30份、2,6-二叔丁基对甲酚1.5份、铝酸酯偶联剂4份、硬脂酸3份、聚乙烯40份、聚乙烯蜡10份；

其制备方法包括如下步骤：

（1）将配方量的重质碳酸钙和高直链玉米淀粉干燥并置于高速混合机中，控制转速为600r/min，温度为118℃，将物料混合10min，制备母料核；

（2）之后分4批加入铝酸酯偶联剂，每次加入时间间隔为3min，控制总混合时间不低于15min，使偶联层自组装接枝至母料核外周；

（3）之后加入硬脂酸铁和2,6-二叔丁基对甲酚，混合5min；

（4）之后加入硬脂酸，混合5min；

（5）之后加入聚乙烯，混合5min；

（6）之后加入聚乙烯蜡，混合5min成球，得到球料；

（7）之后将球料转入双螺杆挤出机，温度控制在150～180℃进行挤出，水冷、切料后即可得到降解塑料母粒。

本发明用到的可控氧化生物降解塑料母粒所用的重质碳酸钙目数为800-1000目。

本发明用到的可控氧化生物降解塑料母粒所用的聚乙烯选自低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或高密度聚乙烯中的任意1种或至少2种的组合。

本发明用到的高速混合机为张家港市桓丰机械厂生产，型号为SRL-Z100/200。

本发明用到的双螺杆挤出机为无锡市万超塑胶机械有限公司生产，型号为SJSZ-65。

本发明用到的吹膜机为瑞安市顺风包装机械有限公司生产，型号为SF-G45。

本发明用到的造粒机为张家港莲清机械有限公司生产，型号为RC-4。

当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种农膜处理装置，包括机座以及设置在机座上的破碎腔、控制装置，破碎腔由上至下包括预处理层、破碎层，破碎腔内设置破碎机构，破碎机构包括由破碎电机通过减速器传动的破碎辊，其特征在于：包括破碎腔的一侧设置有进料槽连通预处理层，进料槽包括具有进料口且横向设置的槽体，进料槽的一端设置有由第一气缸传动的推料辊，进料槽在接近预处理层内侧设置有由第一旋转电机传动的旋转推进辊，第一气缸传动上述的推料辊往旋转推进辊方向推进送料。

2.根据权利要求1所述的一种农膜处理装置，其特征在于：在位于旋转推进辊位于预处理层的一侧设置有薄膜裁切装置，薄膜裁切装置包括由切刀传动机构传动的薄膜切刀,切刀传动机构传动切刀竖向的裁切。

3.根据权利要求1所述的一种农膜处理装置，其特征在于：上述的预处理层包括进气口以及排气口，进气口连通热风机，排气口连通外设抽气装置。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种农膜处理装置，其特征在于：预处理层包括相互嵌合的上模、下模，上模上下滑动的安装在破碎腔内，下模环设有若干组圆筒状的凹槽，上模配合下模的凹槽设置与其直接配合的压辊，在位于破碎腔顶部处设置有传动上述的上模往下模方向契合的竖向传动机构。

5.一种利用回收农膜制备的可降解薄膜，其特征在于，按照质量分数计包括以下组分：聚乳酸100-120份、回收农膜粒料100-120份、可控氧化生物降解塑料母粒12-15份、增白剂0.2-0.5份、抗水解剂1.2-7.5份、增容剂0.8-5.5份、抗氧化剂0.3-2.5份、无机填料5-10份；

其制备方法包括如下步骤：

（1）在高速混合机中，依次加入聚乳酸粒料、回收农膜粒料、可控氧化生物降解塑料母粒、增白剂、抗水解剂、增容剂、抗氧化剂和无机填料，控制转速为300r/min，搅拌40min，得到混合物料；

（2）将混合物料置入双螺杆挤出机中，温度控制在180-190℃，进行挤出、造粒，得到母料；

（3）将得到的母料倒入吹膜机中，温度控制在185-195℃，进行挤出吹膜，即可制得薄膜制品；

（4）回收农膜粒料由回收农膜经如权利要求1-4任一项所述的农膜处理装置进行破碎,并通过熔融、挤出、造粒制得。

6.根据权利要求5所述的一种利用回收农膜制备的可降解薄膜，其特征在于：所述无机填料为表面改性纳米二氧化硅。

7.根据权利要求6所述的一种利用回收农膜制备的可降解薄膜，其特征在于，所述表面改性纳米二氧化硅的制备方法如下：称取一定量纳米二氧化硅，加入适量甲苯后并将其放置到带有冷凝管的三口瓶中混合均匀，之后加入适量硅烷偶联剂KH-550并于100℃-120℃下搅拌40-45分钟，之后抽滤并用无水乙醇洗涤三次，烘干后即的所述表面改性纳米二氧化硅。

8.根据权利要求7所述的一种利用回收农膜制备的可降解薄膜，其特征在于：所述抗氧化剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酸酯或三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯中的一种。

9.根据权利要求8所述的一种利用回收农膜制备的可降解薄膜，其特征在于：所述抗水解剂为碳化二亚胺。

10.根据权利要求9所述的一种利用回收农膜制备的可降解薄膜，其特征在于：所述增容剂为聚乳酸-聚乙烯嵌段共聚物。