CN115873387A - 一种可降解抗菌农膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解抗菌农膜的制备方法，包括如下材料组成：改性聚乳酸母粒、聚丁二醇丁二酸‑对苯二酸盐(PBAT)、色母粒、抗菌液和淀粉；所述改性聚乳酸母粒的组成包括聚乳酸、直链淀粉、滑石粉、矿物油、聚乙二醇、山梨酸和硅烷偶联剂，根据上述技术方案，所述材料的组成范围如下：改性聚乳酸母粒50‑60份、聚丁二醇丁二酸‑对苯二酸盐(PBAT)10‑15份、色母粒2‑10份、抗菌液3‑5份、淀粉10‑15份，所述改性聚乳酸母粒的组成范围为聚乳酸55‑70％,直链淀粉20‑45％、滑石粉10‑25％、矿物油1‑6％、聚乙二醇1‑3％、山梨酸1‑5％、硅烷偶联剂1‑2％，本发明结构科学合理，使用安全方便，以具备自然分解、光催化抗菌、保温、保湿、保肥、抑制杂草及除蚜虫的功能。
Description
技术领域
本发明涉及农膜制作技术领域，具体为一种可降解抗菌农膜的制备方法。
背景技术
除保护农作物免受恶劣天气、昆虫和鸟类等不利生长条件的影响外，农膜的应用可以提高表层温度，促进植物幼苗和根系的生长，塑料地膜已被广泛用于种植玉米、棉花、甘蔗、水稻和蔬菜等，尽管塑料地膜为我国农业发展带来了很大的经济效益，但随着大量使用，其危害日益明显，塑料地膜的原材料主要为聚乙烯(PE)，PE膜较薄，回收时易破碎，破坏土壤环境，导致农作物减产，随着农用地膜的广泛使用，每年都会有大量的残膜留在土壤里，且在自然界中很难降解，使土壤中的水、气、肥等流动受阻，土壤环境恶化，含水量下降，削弱抗旱能力，引起次生盐渍化，造成土壤结构板结且费力下降，影响作物生长发育，导致减产，因此，解决残膜污染土壤问题已成为地膜覆盖栽培技术的当务之急；
因此，开发一种作用可取代PE的可降解农膜非常有必要。
发明内容
本发明提供一种可降解抗菌农膜的制备方法，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可降解抗菌农膜的制备方法，包括如下材料组成：改性聚乳酸母粒、聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)、色母粒、抗菌液和淀粉；
所述改性聚乳酸母粒的组成包括聚乳酸、直链淀粉、滑石粉、矿物油、聚乙二醇、山梨酸和硅烷偶联剂。
根据上述技术方案，所述材料的组成范围如下：改性聚乳酸母粒50-60份、聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)10-15份、色母粒2-10份、抗菌液3-5份、淀粉10-15份；
所述改性聚乳酸母粒的组成范围为聚乳酸55-70％,直链淀粉20-45％、滑石粉10-25％、矿物油1-6％、聚乙二醇1-3％、山梨酸1-5％、硅烷偶联剂1-2％。
根据上述技术方案，所述改性聚乳酸母粒的制备方法如下：
A1、聚乳酸母料经高温催化后加入直链淀粉共混，再加入矿物油、聚乙二醇、山梨酸混合，形成混合物；
A2、混合物中加入滑石粉和硅烷偶联剂促进其交联后，全部加入密炼机内以150-160℃混炼，冷却即得改性聚乳酸母粒。
根据上述技术方案，所述聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)在190℃中2160g熔体流动速率为2-4.5g/10min。
根据上述技术方案，所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种，优选木薯淀粉，颗粒4-6μm。
根据上述技术方案，所述抗菌液的制备方法：
B1、将纳米氧化钛的锐钛型和金红石型按1:5的比例进行混合，得到锐钛型和金红石型的混合纳米氧化钛粉；
B2、将混合好的二氧化钛粉和去离子水按10g/L的比例加入到反应釜中搅拌得到均匀的氧化钛分散液即抗菌液。
根据上述技术方案，所述可降解抗菌农膜的制备方法为：将除抗菌液外的各组分加热160-180℃熔融状态，然后在混合物中缓慢加入已加热到80℃的抗菌液，边加边搅拌，充分混合均匀，然后造粒，吹膜。
根据上述技术方案，所述造粒用的色母粒为生物降解黑色母粒，熔体流动速率为5-10g/10min。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便，以具备自然分解、光催化抗菌、保温、保湿、保肥、抑制杂草及除蚜虫的功能；
用于水稻，水稻育种以后，铺上农膜，可在2-3个月开始裂解，这样不影响农作物的生长，土壤经翻耕以后180天即可降解完成，裂解成碎片后的农膜经稻田灌溉或雨水使之与土壤相结合，并经土壤中的细菌和微生物的啃食使之变成有机肥；
使用可降解农膜避免了现有农膜中添加化学除草剂，农药或阳光敝剂等问题，不仅利于环保，而且理论上来说如果每亩地铺设10公斤农膜，在其降解后可成为几乎等量的有机肥，使用可降解农膜将对农田土壤同时起到自然修复的作用，并减少化肥和农药使用，这对农作物的增产增收有很大帮助，优势明显，易加工，适合更好的推广使用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的制备流程结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1所示，本发明提供技术方案，一种可降解抗菌农膜的制备方法，包括如下材料组成：改性聚乳酸母粒、聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)、色母粒、抗菌液和淀粉；
改性聚乳酸母粒的组成包括聚乳酸、直链淀粉、滑石粉、矿物油、聚乙二醇、山梨酸和硅烷偶联剂。
根据上述技术方案，材料的组成如下：改性聚乳酸母粒58份、聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)12份、色母粒5份、抗菌液3份、淀粉12份；
改性聚乳酸母粒的组成为聚乳酸55％,直链淀粉25％、滑石粉10％、矿物油4％、聚乙二醇2％、山梨酸3％、硅烷偶联剂1％。
根据上述技术方案，改性聚乳酸母粒的制备方法如下：
A1、聚乳酸母料经高温催化后加入直链淀粉共混，再加入矿物油、聚乙二醇、山梨酸混合，形成混合物；
A2、混合物中加入滑石粉和硅烷偶联剂促进其交联后，全部加入密炼机内以150-160℃混炼，冷却即得改性聚乳酸母粒。
根据上述技术方案，聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)在190℃中2160g熔体流动速率为3g/10min。
根据上述技术方案，淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种，优选木薯淀粉，颗粒5μm。
根据上述技术方案，抗菌液的制备方法：
B1、将纳米氧化钛的锐钛型和金红石型按1:5的比例进行混合，得到锐钛型和金红石型的混合纳米氧化钛粉；
B2、将混合好的二氧化钛粉和去离子水按10g/L的比例加入到反应釜中搅拌得到均匀的氧化钛分散液即抗菌液。
根据上述技术方案，可降解抗菌农膜的制备方法为：将除抗菌液外的各组分加热170℃熔融状态，然后在混合物中缓慢加入已加热到80℃的抗菌液，边加边搅拌，充分混合均匀，然后造粒，吹膜。
根据上述技术方案，造粒用的色母粒为生物降解黑色母粒，熔体流动速率为8g/10min。
根据上述技术方案，制得的可降解抗菌农膜的熔融指数：190℃，2160g条件下为3g/10min,厚度0.01mm,水蒸气透过量780g/m2.24h。
实施例2：
如图1所示，本发明提供技术方案，一种可降解抗菌农膜的制备方法，包括如下材料组成：改性聚乳酸母粒、聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)、色母粒、抗菌液和淀粉；
改性聚乳酸母粒的组成包括聚乳酸、直链淀粉、滑石粉、矿物油、聚乙二醇、山梨酸和硅烷偶联剂。
根据上述技术方案，材料的组成如下：改性聚乳酸母粒55份、聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)12份、色母粒8份、抗菌液4份、淀粉12份；
改性聚乳酸母粒的组成为聚乳酸62％,直链淀粉20％、滑石粉13％、矿物油2％、聚乙二醇1％、山梨酸1％、硅烷偶联剂1％。
根据上述技术方案，改性聚乳酸母粒的制备方法如下：
A1、聚乳酸母料经高温催化后加入直链淀粉共混，再加入矿物油、聚乙二醇、山梨酸混合，形成混合物；
A2、混合物中加入滑石粉和硅烷偶联剂促进其交联后，全部加入密炼机内以150-160℃混炼，冷却即得改性聚乳酸母粒。
根据上述技术方案，聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)在190℃中2160g熔体流动速率为3.5g/10min。
根据上述技术方案，淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种，优选木薯淀粉，颗粒4μm。
根据上述技术方案，抗菌液的制备方法：
B1、将纳米氧化钛的锐钛型和金红石型按1:5的比例进行混合，得到锐钛型和金红石型的混合纳米氧化钛粉；
B2、将混合好的二氧化钛粉和去离子水按10g/L的比例加入到反应釜中搅拌得到均匀的氧化钛分散液即抗菌液。
根据上述技术方案，可降解抗菌农膜的制备方法为：将除抗菌液外的各组分加热175℃熔融状态，然后在混合物中缓慢加入已加热到80℃的抗菌液，边加边搅拌，充分混合均匀，然后造粒，吹膜。
根据上述技术方案，造粒用的色母粒为生物降解黑色母粒，熔体流动速率为6g/10min。
根据上述技术方案，制得的可降解抗菌农膜的熔融指数：190℃，2160g条件下为2g/10min,厚度0.01mm,水蒸气透过量780g/m2.24h。
实施例3：
如图1所示，本发明提供技术方案，一种可降解抗菌农膜的制备方法，包括如下材料组成：改性聚乳酸母粒、聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)、色母粒、抗菌液和淀粉；
改性聚乳酸母粒的组成包括聚乳酸、直链淀粉、滑石粉、矿物油、聚乙二醇、山梨酸和硅烷偶联剂。
根据上述技术方案，材料的组成如下：改性聚乳酸母粒58份、聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)13份、色母粒8份、抗菌液5份、淀粉13份；
改性聚乳酸母粒的组成为聚乳酸55％,直链淀粉28％、滑石粉13％、矿物油5％、聚乙二醇3％、山梨酸4％、硅烷偶联剂2％。
根据上述技术方案，改性聚乳酸母粒的制备方法如下：
A1、聚乳酸母料经高温催化后加入直链淀粉共混，再加入矿物油、聚乙二醇、山梨酸混合，形成混合物；
A2、混合物中加入滑石粉和硅烷偶联剂促进其交联后，全部加入密炼机内以150-160℃混炼，冷却即得改性聚乳酸母粒。
根据上述技术方案，聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)在190℃中2160g熔体流动速率为4.5g/10min。
根据上述技术方案，淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种，优选木薯淀粉，颗粒5μm。
根据上述技术方案，抗菌液的制备方法：
B1、将纳米氧化钛的锐钛型和金红石型按1:5的比例进行混合，得到锐钛型和金红石型的混合纳米氧化钛粉；
B2、将混合好的二氧化钛粉和去离子水按10g/L的比例加入到反应釜中搅拌得到均匀的氧化钛分散液即抗菌液。
根据上述技术方案，可降解抗菌农膜的制备方法为：将除抗菌液外的各组分加热180℃熔融状态，然后在混合物中缓慢加入已加热到80℃的抗菌液，边加边搅拌，充分混合均匀，然后造粒，吹膜。
根据上述技术方案，造粒用的色母粒为生物降解黑色母粒，熔体流动速率为10g/10min。
根据上述技术方案，制得的可降解抗菌农膜的熔融指数：190℃，2160g条件下为3g/10min,厚度0.01mm,水蒸气透过量780g/m2.24h。
其中将实施例1-3制成的可降解抗菌农膜进行对比，得到如下表格：
对比可知，透光率、力学强度和水稻田中使用6个月后降解程度均达到理想，与使用的材料相关，具备了自然分解、光催化抗菌、保温、保湿、保肥、抑制杂草及除蚜虫的功能；
用于水稻，水稻育种以后，铺上农膜，可在1-2个月开始裂解，这样不影响农作物的生长，土壤经翻耕以后180天即可降解完成，裂解成碎片后的农膜经稻田灌溉或雨水使之与土壤相结合，并经土壤中的细菌和微生物的啃食使之变成有机肥；
使用可降解农膜避免了现有农膜中添加化学除草剂，农药或阳光敝剂等问题，不仅利于环保，而且理论上来说如果每亩地铺设10公斤农膜，在其降解后可成为几乎等量的有机肥，使用可降解农膜将对农田土壤同时起到自然修复的作用，并减少化肥和农药使用，这对农作物的增产增收有很大帮助，优势明显，易加工，适合更好的推广使用。
农业部使用本发明的可降解农膜在滁州做的实验，从2020年3月-2021年9月连续两年实验，使用了农膜的植株长得更粗壮，谷穗饱满厚实，亩产增产均可达15％以上。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可降解抗菌农膜的制备方法，其特征在于：包括如下材料组成：改性聚乳酸母粒、聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)、色母粒、抗菌液和淀粉；
所述改性聚乳酸母粒的组成包括聚乳酸、直链淀粉、滑石粉、矿物油、聚乙二醇、山梨酸和硅烷偶联剂。
2.根据权利要求1所述的一种可降解抗菌农膜的制备方法，其特征在于，所述材料的组成范围如下：改性聚乳酸母粒50-60份、聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)10-15份、色母粒2-10份、抗菌液3-5份、淀粉10-15份；
所述改性聚乳酸母粒的组成范围为聚乳酸55-70％,直链淀粉20-45％、滑石粉10-25％、矿物油1-6％、聚乙二醇1-3％、山梨酸1-5％、硅烷偶联剂1-2％。
3.根据权利要求2所述的一种可降解抗菌农膜的制备方法，其特征在于，所述改性聚乳酸母粒的制备方法如下：
A1、聚乳酸母料经高温催化后加入直链淀粉共混，再加入矿物油、聚乙二醇、山梨酸混合，形成混合物；
A2、混合物中加入滑石粉和硅烷偶联剂促进其交联后，全部加入密炼机内以150-160℃混炼，冷却即得改性聚乳酸母粒。
4.根据权利要求1所述的一种可降解抗菌农膜的制备方法，其特征在于，所述聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐(PBAT)在190℃中2160g熔体流动速率为2-4.5g/10min。
5.根据权利要求1所述的一种可降解抗菌农膜的制备方法，其特征在于，所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉中的一种，优选木薯淀粉，颗粒4-6μm。
6.根据权利要求5所述的一种可降解抗菌农膜的制备方法，其特征在于，所述抗菌液的制备方法：
B1、将纳米氧化钛的锐钛型和金红石型按1:5的比例进行混合，得到锐钛型和金红石型的混合纳米氧化钛粉；
B2、将混合好的二氧化钛粉和去离子水按10g/L的比例加入到反应釜中搅拌得到均匀的氧化钛分散液即抗菌液。
7.根据权利要求6所述的一种可降解抗菌农膜的制备方法，其特征在于，所述可降解抗菌农膜的制备方法为：将除抗菌液外的各组分加热160-180℃熔融状态，然后在混合物中缓慢加入已加热到80℃的抗菌液，边加边搅拌，充分混合均匀，然后造粒，吹膜。
8.根据权利要求7所述的一种可降解抗菌农膜的制备方法，其特征在于，所述造粒用的色母粒为生物降解黑色母粒，熔体流动速率为5-10g/10min。
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