CN110283433B - 一种全生物降解地膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种全生物降解地膜及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种全生物降解地膜，属于可生物降解材料技术领域。本发明提供的全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数为基准，包括以下重量百分数的组分：生物降解树脂100％；润滑剂0.1～4％；开口剂0.1～5％；抗氧剂0.1～1.5％；紫外吸收剂0.1～2％；交联剂0.01～1％；成核剂0.1～2％；所述紫外吸收剂为UV‑531和UV‑P，所述UV‑531和UV‑P的质量比为1.2：1～1.6:1。实施例的结果表明，本发明的全生物降解地膜抗紫外线光老化时间500h，断裂伸长率保留率为65.3～68.2％，棉花亩产量可达382kg。

Description

一种全生物降解地膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及可生物降解材料技术领域，尤其涉及一种全生物降解地膜及其制备方法和应用。
背景技术
棉花是我国仅次于粮食的第二大农作物，棉花在国民经济发展中占有重要的地位，其是纺织业的重要原料作物，也是社会人民生活的必需品，棉花产出的棉布和棉纱还是重要的出口商品。近几年，新疆作为中国新丝绸之路的桥头堡，棉花产业的发展必将带动棉花及纺织行业的转型发展，国内棉花的种植逐步向新疆棉区转移。新疆产棉量约占全国的50％以上，2016年种植面积约为3232万亩。
目前新疆棉花主要采用膜下滴灌水肥管理技术，棉花的一切栽培技术都在膜下进行，提高了农田地温，并减少了土壤水分蒸发，水分在膜内形成小循环，使土壤表层湿润，保持土壤水分，同时地膜在增加光效、控制土壤盐碱度以及防治病虫草害等方面也具有很好的效果，可以达到促进作物早熟、提高产量和质量的效果。
现阶段棉花种植常用的地膜有聚氯乙烯塑料地膜，然而聚氯乙烯塑料地膜属于高分子化合物，极难降解，其降解周期长达上百年。随着地膜用量的不断增加，越来越多的残膜留在了土壤里，大量的地膜残留给农业生产以及农田生态环境带来了严重的负面影响。残留地膜造成土壤结构破坏、耕地质量下降、作物减产以及农事操作受阻、次生环境污染等一系列问题。
全生物降解地膜由于具有优异的可降解性能，是解决聚氯乙烯塑料地膜带来环境问题的有效途径之一。
但因棉花生长周期较长，且新疆地属干旱灌溉植棉区，年降雨量少，日照充足，长时间的紫外线光照，导致全生物降解地膜容易提前破裂，达不到实际的效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种全生物降解地膜及其制备方法和应用。本发明提供的全生物降解地膜抗紫外线时间长，能有效延长地膜的使用时间。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数为基准，包括以下重量百分数的组分：生物降解树脂100％；润滑剂0.1～4％；开口剂0.1～5％；抗氧剂0.1～1.5％；紫外吸收剂0.1～2％；交联剂0.01～1％；成核剂0.1～2％；所述紫外吸收剂为UV-531和UV-P，所述UV-531和UV-P的质量比为1.2:1～1.6:1。
优选地，所述生物降解树脂包括聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基链烷酸酯、聚乳酸和聚甲基乙撑碳酸酯中的一种或多种。
优选地，所述润滑剂包括硬脂酸、季戊四醇硬脂酸酯、油酸酰胺、硅油、单甘酯、聚乙烯蜡、二羟基丙基十八烷酸酯和白油中的一种或多种。
优选地，所述开口剂包括二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、油酸酞胺、芥酸酞胺和硅酮中的一种或多种。
优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂164、抗氧剂264、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP和抗氧剂TNP中的一种或多种。
优选地，所述交联剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、硼砂和硼酸中的一种或多种。
优选地，所述成核剂包括二苄叉山梨醇类、丁二酸钠、戊二酸钠、己酸钠、苯乙酸铝、柠檬酸、柠檬酸衍生物、马来酸、马来酸衍生物、羟基乙酸和羟基乙酸衍生物中的一种或多种。
本发明还提供了上述所述全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：将生物降解树脂、润滑剂、开口剂、抗氧剂、紫外吸收剂、交联剂和成核剂混合，得到混合料；将所述混合料依次挤出，造粒，干燥和吹塑，得到所述全生物降解地膜。
优选地，所述挤出的各加工段温度分别为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃。
本发明还提供了上述所述全生物降解地膜或上述技术方案所述制备方法制得的全生物降解地膜在棉花种植中的应用。
本发明提供了一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数为基准，包括以下重量百分数的组分：生物降解树脂100％；润滑剂0.1～4％；开口剂0.1～5％；抗氧剂0.1～1.5％；紫外吸收剂0.1～2％；交联剂0.01～1％；成核剂0.1～2％；所述紫外吸收剂为UV-531和UV-P，所述UV-531和UV-P的质量比为1.2:1～1.6:1。本发明的地膜具有可生物降解特性，在微生物作用下可完全降解成二氧化碳和水，不会产生污染，具有优良的抗紫外老化性能，优良的抗水解性能，优良的保温保墒性能，地膜开口性好，可有效节约铺膜时间，并且本发明将UV-531和UV-P的复配作用，并限定质量比为1.2:1～1.6:1，延长了地膜的抗老化时间。
实施例的结果表明，本发明的全生物降解地膜熔融指数为2.75～3.82g/10min；横向拉伸强度为22.5～23.8MPa，横向断裂伸长率为492.3～512.8％；纵向向拉伸强度为37.3～38.9MPa，纵向断裂伸长率为173.4～186.2％；透水率为182～193g/(m2·24h)；抗紫外线光老化时间为500h，断裂伸长率保留率为65.3～68.2％，棉花亩产量可达382kg。
具体实施方式
本发明提供了一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数为基准，包括以下重量百分数的组分：生物降解树脂100％；润滑剂0.1～4％；开口剂0.1～5％；抗氧剂0.1～1.5％；紫外吸收剂0.1～2％；交联剂0.01～1％；成核剂0.1～2％；所述紫外吸收剂为UV-531和UV-P，所述UV-531和UV-P的质量比为1.2:1～1.6:1。
以生物降解树脂的重量百分数为基准，本发明提供的全生物降解地膜包括重量百分数为100％的生物降解树脂。在本发明中，所述生物降解树脂优选包括聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基链烷酸酯、聚乳酸和聚甲基乙撑碳酸酯中的一种或多种。在本发明中，当所述生物降解树脂为多种物质的混合物时，本发明对所述混合物中各个组分的比例没有特殊的限定，采用任意重量比均可。本发明对所述生物降解树脂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述生物降解树脂具有可生物降解特性，在微生物作用下可完全降解成二氧化碳和水，能有效的减少农田“白色污染”问题。
以生物降解树脂为基准，本发明提供的全生物降解地膜包括重量百分数为0.1～4％的润滑剂，优选为0.3～3.5％，更优选为0.5～2％。在本发明中，所述润滑剂优选包括硬脂酸、季戊四醇硬脂酸酯、油酸酰胺、硅油、单甘酯、聚乙烯蜡、二羟基丙基十八烷酸酯和白油中的一种或多种。在本发明中，当所述润滑剂为多种物质的混合物时，本发明对所述混合物中各个组分的比例没有特殊的限定，采用任意重量比均可。
以生物降解树脂为基准，本发明提供的全生物降解地膜包括重量百分数为0.1～5％的开口剂，优选为0.1～4.5％，更优选为0.2～4％。在本发明中，所述开口剂优选包括二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、油酸酞胺、芥酸酞胺和硅酮中的一种或多种。在本发明中，当所述开口剂为多种物质的混合物时，本发明对所述混合物中各个组分的比例没有特殊的限定，采用任意重量比均可。
以生物降解树脂为基准，本发明提供的全生物降解地膜包括重量百分数为0.1～1.5％的抗氧剂，优选为0.1～1.4％，更优选为0.2～1.3％。在本发明中，所述抗氧剂优选包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂164、抗氧剂264、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP和抗氧剂TNP中的一种或多种。在本发明中，当所述抗氧剂为多种物质的混合物时，本发明对所述混合物中各个组分的比例没有特殊的限定，采用任意重量比均可。
以生物降解树脂为基准，本发明提供的全生物降解地膜包括重量百分数为0.1～5％的紫外吸收剂，优选为0.3～4％，更优选为0.5～3％。在本发明中，所述紫外吸收剂为UV-531和UV-P，所述UV-531和UV-P的质量比为1.2:1～1.6:1。
以生物降解树脂为基准，本发明提供的全生物降解地膜包括重量百分数为0.01～1％的交联剂，优选为0.01～0.8％，更优选为0.03～0.6％。在本发明中，所述交联剂优选包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、硼砂和硼酸中的一种或多种。在本发明中，当所述交联剂为多种物质的混合物时，本发明对所述混合物中各个组分的比例没有特殊的限定，采用任意重量比均可。
以生物降解树脂为基准，本发明提供的全生物降解地膜包括重量百分数为0.1～5％的成核剂，优选为0.2～4％，更优选为0.4～2.5％。在本发明中，所述成核剂优选包括二苄叉山梨醇类、丁二酸钠、戊二酸钠、己酸钠、苯乙酸铝、柠檬酸、柠檬酸衍生物、马来酸、马来酸衍生物、羟基乙酸和羟基乙酸衍生物中的一种或多种。在本发明中，当所述成核剂为多种物质的混合物时，本发明对所述混合物中各个组分的比例没有特殊的限定，采用任意重量比均可。
本发明还提供了上述技术方案所述全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
将生物降解树脂、润滑剂、开口剂、抗氧剂、紫外吸收剂、交联剂和成核剂混合，得到混合料；
将所述混合料依次挤出，造粒，干燥和吹塑，得到所述全生物降解地膜。
在本发明中，所述混合优选在高混机中进行，所述高混机的转速优选为600～1000r/min，进一步优选为700～950r/min；所述混合的时间优选为3～8min，进一步优选为4～7min。在本发明中，所述混合的目的是将各组分原料充分的混合均匀。
得到混合料后，本发明将所述混合料依次挤出、造粒、干燥和吹塑，得到所述全生物降解地膜。
在本发明中，所述挤出的设备优选为双螺杆挤出机，所述挤出的各加工段温度分别优选为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃。
在本发明中，所述造粒优选在切粒机中进行，所述切粒机的转速优选为250～480r/min，进一步优选为280～450r/min。在本发明中，所述造粒后的粒径优选为1.5～3mm。
在本发明中，所述干燥优选在干燥釜中进行，所述干燥釜的温度优选为60～80℃，所述干燥的时间优选为4～6h，所述干燥完成的标准优选为水分含量低于0.05％。
在本发明中，所述吹塑优选优选在吹膜机进行，所述吹塑的各加工段温度分别优选为：加料段温度120～140℃、压缩段温度130～150℃、均化段温度140～160℃、口模温度为140～160℃，吹胀比优选大于2.5。
在本发明中，吹塑后得到全生物降解地膜的厚度优选为8～12μm。
本发明还提供了上述所述全生物降解地膜或上述技术方案所述制备方法制得的全生物降解地膜在棉花种植中的应用。
下面结合实施例对本发明提供的全生物降解地膜及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数100％为基准，包括以下重量百分数的组分：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯70％、聚甲基乙撑碳酸酯15％、聚乳酸15％；聚乙烯蜡1％；二氧化硅1％；抗氧剂10100.7％；UV-P 0.7％、UV-5310.9％；N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.07％；二苄叉山梨醇类0.6％；
上述全生物降解地膜的制备方法包括：
将上述所述组分的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚甲基乙撑碳酸酯、聚乳酸；聚乙烯蜡；二氧化硅；抗氧剂1010；UV-P、UV-531；N,N-亚甲基双丙烯酰胺；二苄叉山梨醇类在800r/min的高混机中混合6min，得到混合均匀的混合料；
将所述混合料依次在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机运行的各加工段温度分别为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃，得到挤出料；
将所述挤出料在转速为350r/min的切粒机中造粒，得到粒径为1.5～3mm的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在70℃的干燥釜中干燥5h，使挤出料颗粒的含水率低于0.05％，得到干燥的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在吹膜机中进行吹塑，所述吹塑的各加工段温度分别为：加料段温度120～140℃、压缩段温度130～150℃、均化段温度140～160℃、口模温度为140～160℃，吹胀比为3，得到厚度为8μm的全生物降解地膜。
对比例1
一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数100％为基准，包括以下重量百分数的组分：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯70％、聚甲基乙撑碳酸酯15％、聚乳酸15％；聚乙烯蜡1％；二氧化硅1％；抗氧剂10100.7％；UV-P 0.9％、UV-5310.7％；N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.07％；二苄叉山梨醇类0.6％；
上述全生物降解地膜的制备方法包括：
将上述所述组分的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚甲基乙撑碳酸酯、聚乳酸；聚乙烯蜡；二氧化硅；抗氧剂1010；UV-P、UV-531；N,N-亚甲基双丙烯酰胺；二苄叉山梨醇类在800r/min的高混机中混合6min，得到混合均匀的混合料；
将所述混合料依次在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机运行的各加工段温度分别为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃，得到挤出料；
将所述挤出料在转速为350r/min的切粒机中造粒，得到粒径为1.5～3mm的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在70℃的干燥釜中干燥5h，使挤出料颗粒的含水率低于0.05％，得到干燥的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在吹膜机中进行吹塑，所述吹塑的各加工段温度分别为：加料段温度120～140℃、压缩段温度130～150℃、均化段温度140～160℃、口模温度为140～160℃，吹胀比为3，得到厚度为8μm的全生物降解地膜。
对比例2
一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数100％为基准，包括以下重量百分数的组分：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯70％、聚甲基乙撑碳酸酯15％、聚乳酸15％；聚乙烯蜡1％；二氧化硅1％；抗氧剂10100.7％；UV-P 0.7％；N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.07％；二苄叉山梨醇类0.6％；
上述全生物降解地膜的制备方法包括：
将上述所述组分的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚甲基乙撑碳酸酯、聚乳酸；聚乙烯蜡；二氧化硅；抗氧剂1010；UV-P；N,N-亚甲基双丙烯酰胺；二苄叉山梨醇类在800r/min的高混机中混合6min，得到混合均匀的混合料；
将所述混合料依次在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机运行的各加工段温度分别为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃，得到挤出料；
将所述挤出料在转速为350r/min的切粒机中造粒，得到粒径为1.5～3mm的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在70℃的干燥釜中干燥5h，使挤出料颗粒的含水率低于0.05％，得到干燥的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在吹膜机中进行吹塑，所述吹塑的各加工段温度分别为：加料段温度120～140℃、压缩段温度130～150℃、均化段温度140～160℃、口模温度为140～160℃，吹胀比为3，得到厚度为8μm的全生物降解地膜。
对比例3
一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数100％为基准，包括以下重量百分数的组分：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯70％、聚甲基乙撑碳酸酯15％、聚乳酸15％；聚乙烯蜡1％；二氧化硅1％；抗氧剂10100.7％；UV-5310.9％；N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.07％；二苄叉山梨醇类0.6％；
上述全生物降解地膜的制备方法包括：
将上述所述组分的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚甲基乙撑碳酸酯、聚乳酸；聚乙烯蜡；二氧化硅；抗氧剂1010；UV-531；N,N-亚甲基双丙烯酰胺；二苄叉山梨醇类在800r/min的高混机中混合6min，得到混合均匀的混合料；
将所述混合料依次在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机运行的各加工段温度分别为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃，得到挤出料；
将所述挤出料在转速为350r/min的切粒机中造粒，得到粒径为1.5～3mm的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在70℃的干燥釜中干燥5h，使挤出料颗粒的含水率低于0.05％，得到干燥的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在吹膜机中进行吹塑，所述吹塑的各加工段温度分别为：加料段温度120～140℃、压缩段温度130～150℃、均化段温度140～160℃、口模温度为140～160℃，吹胀比为3，得到厚度为8μm的全生物降解地膜。
实施例2
一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数100％为基准，包括以下重量百分数的组分：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯60％、聚丁二酸丁二醇酯20％、聚乳酸20％；硬脂酸1％；滑石粉0.8％；抗氧剂10760.6％；UV-P 0.5％、UV-5310.8％；过氧化二异丙苯0.06％；丁二酸钠0.6％；
上述全生物降解地膜的制备方法包括：
将上述所述组分的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸；硬脂酸；滑石粉；抗氧剂1076；UV-P、UV-531；过氧化二异丙苯；丁二酸钠在600r/min的高混机中混合8min，得到混合均匀的混合料；
将所述混合料依次在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机运行的各加工段温度分别为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃，得到挤出料；
将所述挤出料在转速为250r/min的切粒机中造粒，得到粒径为1.5～3mm的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在60℃的干燥釜中干燥6h，使挤出料颗粒的含水率低于0.05％，得到干燥的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在吹膜机中进行吹塑，所述吹塑的各加工段温度分别为：加料段温度120～140℃、压缩段温度130～150℃、均化段温度140～160℃、口模温度为140～160℃，吹胀比为2.5，得到厚度为8μm的全生物降解地膜。
实施例3
一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数100％为基准，包括以下重量百分数的组分：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯60％、聚甲基乙撑碳酸酯20％、聚羟基链烷酸酯20％；季戊四醇硬脂酸酯1％；碳酸钙1％、抗氧剂1640.6％；UV-P 0.6％、UV-5310.8％；过氧化苯甲酰0.06％；戊二酸钠0.6％；
上述全生物降解地膜的制备方法包括：
将上述所述组分的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚甲基乙撑碳酸酯、聚羟基链烷酸酯；季戊四醇硬脂酸酯；碳酸钙；抗氧剂164；UV-P、UV-531；过氧化苯甲酰；戊二酸钠在1000r/min的高混机中混合3min，得到混合均匀的混合料；
将所述混合料依次在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机运行的各加工段温度分别为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃，得到挤出料；
将所述挤出料在转速为480r/min的切粒机中造粒，得到粒径为1.5～3mm的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在80℃的干燥釜中干燥4h，使挤出料颗粒的含水率低于0.05％，得到干燥的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在吹膜机中进行吹塑，所述吹塑的各加工段温度分别为：加料段温度120～140℃、压缩段温度130～150℃、均化段温度140～160℃、口模温度为140～160℃，吹胀比为2.8，得到厚度为12μm的全生物降解地膜。
实施例4
一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数100％为基准，包括以下重量百分数的组分：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯100％；油酸酰胺1％；油酸肽胺1％；抗氧剂2640.6％；UV-P 0.6％、UV-5310.8％；硼砂0.07％；己酸钠0.6％；
上述全生物降解地膜的制备方法包括：
将上述所述组分的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯；油酸酰胺；油酸肽胺；抗氧剂264；UV-P、UV-531；硼砂；己酸钠在750r/min的高混机中混合5min，得到混合均匀的混合料；
将所述混合料依次在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机运行的各加工段温度分别为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃，得到挤出料；
将所述挤出料在转速为300r/min的切粒机中造粒，得到粒径为1.5～3mm的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在75℃的干燥釜中干燥4.5h，使挤出料颗粒的含水率低于0.05％，得到干燥的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在吹膜机中进行吹塑，所述吹塑的各加工段温度分别为：加料段温度120～140℃、压缩段温度130～150℃、均化段温度140～160℃、口模温度为140～160℃，吹胀比为3，得到厚度为10μm的全生物降解地膜。
实施例5
一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数100％为基准，包括以下重量百分数的组分：
聚丁二酸丁二醇酯70％、聚甲基乙撑碳酸酯15％、聚乳酸15％；硅油0.5％、单甘酯0.5％；芥酸肽胺0.5％、硅酮0.5％；抗氧剂DNP 0.3％、抗氧剂DLTP 0.3％；UV-P 0.6％、UV-5310.8％；硼酸0.07％；柠檬酸0.3％、柠檬酸衍生物0.3％；
上述全生物降解地膜的制备方法包括：
将上述所述组分的聚丁二酸丁二醇酯、聚甲基乙撑碳酸酯、聚乳酸；硅油、单甘酯；芥酸肽胺、硅酮；抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP；UV-P、UV-531；硼酸；柠檬酸、柠檬酸衍生物在700r/min的高混机中混合5.5min，得到混合均匀的混合料；
将所述混合料依次在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机运行的各加工段温度分别为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃，得到挤出料；
将所述挤出料在转速为400r/min的切粒机中造粒，得到粒径为1.5～3mm的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在65℃的干燥釜中干燥4.8h，使挤出料颗粒的含水率低于0.05％，得到干燥的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在吹膜机中进行吹塑，所述吹塑的各加工段温度分别为：加料段温度120～140℃、压缩段温度130～150℃、均化段温度140～160℃、口模温度为140～160℃，吹胀比为3.2，得到厚度为10μm的全生物降解地膜。
实施例6
一种全生物降解地膜，以生物降解树脂的重量百分数100％为基准，包括以下重量百分数的组分：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯50％、聚甲基乙撑碳酸酯25％、聚乳酸25％；二羟基丙基十八烷酸酯0.5％、白油0.5％；滑石粉0.5％、碳酸钙0.5％；抗氧剂TNP 0.3％、抗氧剂DLTP 0.3％；UV-P 0.6％、UV-5310.8％；硼酸0.03％、硼砂0.03％；马来酸0.3％、马来酸衍生物0.3％；
上述全生物降解地膜的制备方法包括：
将上述所述组分的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚甲基乙撑碳酸酯、聚乳酸；二羟基丙基十八烷酸酯、白油；滑石粉、碳酸钙；抗氧剂TNP、抗氧剂DLTP；UV-P、UV-531；硼酸、硼砂；马来酸、马来酸衍生物在800r/min的高混机中混合6min，得到混合均匀的混合料；
将所述混合料依次在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机运行的各加工段温度分别为：加料段温度130～140℃、压缩段温度140～160℃、均化段温度145～175℃、口模温度150～180℃，得到挤出料；
将所述挤出料在转速为380r/min的切粒机中造粒，得到粒径为1.5～3mm的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在66℃的干燥釜中干燥5.8h，使挤出料颗粒的含水率低于0.05％，得到干燥的挤出料颗粒；
将所述挤出料颗粒在吹膜机中进行吹塑，所述吹塑的各加工段温度分别为：加料段温度120～140℃、压缩段温度130～150℃、均化段温度140～160℃、口模温度为140～160℃，吹胀比为3，得到厚度为10μm的全生物降解地膜。
对实施例1～6及对比例1～3制得的地膜进行性能，测试标准：熔融指数按GB/T3682-2000中A法标准测试；横向拉伸强度和断裂伸长率按GB/T1040-2006标准测试；透水率按GB/T 1037-1988标准测试；紫外光老化按GB/T16422-2006标准测试。测试结果如表1所示。
表1实施例1～6及对比例1～3地膜的性能测试结果
Figure BDA0002067941920000121
从表1中可以得到：本发明实施例1～6制得的全生物降解地膜熔融指数为2.75～3.82g/10min；横向拉伸强度为22.5～23.8MPa，横向断裂伸长率为492.3～512.8％；纵向拉伸强度为37.3～38.9MPa，纵向断裂伸长率为173.4～186.2％；透水率为182～193g/(m2·24h)；抗紫外线光老化时间为500h，断裂伸长率保留率为65.3～68.2％；
从实施例1～6和对比例的测试结果可看出，实施例1～6的紫外线光老化性能要优于对比例1～3，可满足棉花生长期的需求，其他性能指标基本一致。
将本发明实施例和对比例制得的地膜用于棉花地的铺设，选取实施例1、
实施例3、对比例1～3于2018年4月在新疆棉花地进行种植试验，试验中每个试验组的土壤、水、肥等条件都相同，测定地膜开始破损的时间和棉花的亩产量。结果如表2。
表2实施例1、实施例3及对比例1～3地膜的破损时间和棉花的亩产量
编号 地膜的开始破损时间,天 产量，kg/亩
实施例1 87 382
实施例3 81 378
对比例1 46 343
对比例2 28 320
对比例3 30 324
从表2中可以看出，本发明制得的地膜开始破损时间最长可为87天，对比例地膜开始破损时间为30天左右，对比例1～3的地膜在棉花生长期内就发生了破损现象，失去了保温保墒的能力，使得棉花产量减少。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全生物降解地膜，其特征在于，助剂以生物降解树脂的重量百分数为基准，包括以下重量百分数的组分：
生物降解树脂100%；
润滑剂0.1~4%；
开口剂0.1~5%；
抗氧剂0.1~1.5%；
紫外吸收剂1.3~2%；
交联剂0.01~1% ；
成核剂0.1~2%；
所述紫外吸收剂为UV-531和UV-P，所述UV-531和UV-P的质量比为1.2:1~1.6:1。
2.根据权利要求1所述的全生物降解地膜，其特征在于，所述生物降解树脂包括聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基链烷酸酯、聚乳酸和聚甲基乙撑碳酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的全生物降解地膜，其特征在于，所述润滑剂包括硬脂酸、季戊四醇硬脂酸酯、油酸酰胺、硅油、单甘酯、聚乙烯蜡、二羟基丙基十八烷酸酯和白油中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的全生物降解地膜，其特征在于，所述开口剂包括二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、油酸酞胺、芥酸酞胺和硅酮中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的全生物降解地膜，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂164、抗氧剂264、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP和抗氧剂TNP中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的全生物降解地膜，其特征在于，所述交联剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、硼砂和硼酸中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的全生物降解地膜，其特征在于，所述成核剂包括二苄叉山梨醇类、丁二酸钠、戊二酸钠、己酸钠、苯乙酸铝、柠檬酸、柠檬酸衍生物、马来酸、马来酸衍生物、羟基乙酸和羟基乙酸衍生物中的一种或多种。
8.权利要求1~7任一项所述全生物降解地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将生物降解树脂、润滑剂、开口剂、抗氧剂、紫外吸收剂、交联剂和成核剂混合，得到混合料；
将所述混合料依次挤出、造粒、干燥和吹塑，得到所述全生物降解地膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述挤出的各加工段温度分别为：加料段温度130~140℃、压缩段温度140~160℃、均化段温度145~175℃、口模温度150~180℃。
10.权利要求1~7任一项所述全生物降解地膜或权利要求8~9任一项所述制备方法制得的全生物降解地膜在棉花种植中的应用。
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