一種利于保墑的全生物降解地膜及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種利于保墑的全生物降解地膜及其制備方法，屬于高分子技術領域，其所用原料包括第一組分和第二組分，第一組分制成降解層，第二組分制成阻隔層，阻隔層將降解層分割成上層和下層，第一組分由以下質量份數的各原料組成：聚乳酸200～450份、聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物500～800份、抗氧劑2.5～5份、抗紫外線劑2.5～5份、增塑劑50～80份和芥酸酰胺2～5份。此種地膜由于在地膜中增加了阻隔層，能夠增加其氣密度，降低其透氣性，阻止隔斷水分的蒸發，從而提高土壤中水分的保持率，增強保墑性能。
【專利說明】
一種利于保墑的全生物降解地膜及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于高分子技術領域，具體涉及一種利于保墑的全生物降解地膜及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 地膜覆蓋種植能使農作物產量提高30%左右，在我國北方廣大的干旱地區，地膜種 植的優勢尤為突出，使得地膜覆蓋種植得到了大面積推廣。據統計，2011年我國地膜用量 125.5萬噸，覆蓋面積達3億畝；2013年全國地膜用量136.2萬噸，覆蓋栽培面積3.7億多畝； 2014年地膜覆蓋栽培面積3.8億多畝，地膜年銷量142.8萬噸，每年的用量都在快速增加。
[0003] 目前使用的地膜絕大部分為PE地膜，由于其不可降解性，地膜種植在為我國農業 生產做出了重大貢獻的同時，隨其使用時間的推移，白色污染問題也日益嚴重，不僅威脅著 我們賴以生存的生態環境，地膜殘留還造成了農作物的減產。必須盡快解決白色污染問題 已引起相關專家的高度重視。
[0004] 近期研制得以非石油基生物降解材料為原料的全生物降解地膜，其一般在土壤里 堆肥處理3至6個月后，就可完全被土壤中的細菌消化，甚至有些成分能被分解成對植物有 益的乳酸、二氧化碳和水等養分，完成了原料來自于自然，最后又回歸于自然這一循環過 程，徹底改變了傳統PE塑料難以降解、對土壤形成白色污染的狀況。
[0005] 隨著全生物降解地膜這一新興產品的應用，發現其雖然解決了白色污染問題，但 使用后的水分蒸發與流失過快，保墑性能不好，影響作物的生長和產量，反過來影響了此種 地膜的推廣應用。所以，需要本領域技術人員研發一款減少水分流失的全生物降解地膜。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種利于保墑的全生物降解地膜及其制備方 法，能夠增加地膜的氣密性，減少水分流失。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:發明一種利于保墑的全生物降解地 膜，所述地膜所用原料包括第一組分和第二組分，第一組分制成降解層，第二組分制成阻隔 層，阻隔層將降解層分割成上層和下層，第一組分由以下質量份數的各原料組成： 聚乳酸 200~450份 聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物 500~800份 抗氧劑 2.5~5份 抗紫外線劑 2.5~5份 增塑劑 50~80份 芥酸酰胺 2~5份。
[0008] 優選的，所述降解層中設有黑色帶，所述黑色帶由第一組分和第三組分制成，第三 組分由以下質量份數的各原料組成： 聚乳酸 70~75份 增塑劑 5~8份 超細炭黑 18~22份。
[0009]優選的，所述黑色帶中第一組分的質量份數為382~386份，第三組分的質量份數 為14~18份。
[0010]優選的，所述第二組分為乙烯/乙烯醇共聚物。
[0011]優選的，所述第一組分由以下質量份數的各原料組成： 聚乳酸 310份 聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物 600份 抗氧劑 3份 抗紫外線劑 3份 增塑劑 60份 芥酸酰胺 4份。
[0012] 優選的，述第三組分由以下質量份數的各原料組成： 聚乳酸 75份 增塑劑 5份 超細炭黑 20份。
[0013] 優選的，所述增塑劑為檸檬酸三丁酯，所述抗氧劑為1010,抗紫外線劑為UV770。
[0014] 優選的，上層、阻隔層和下層的厚度比為4:2:4。
[0015] 本發明還提供了一種制備利于保墑的全生物降解地膜的方法，其特征在于:將第 一組分注入第一擠出機和第三擠出機中，第二組分注入第二擠出機中，第一擠出機、第二擠 出機和第三擠出機同時為多流道模頭提供熔融料，由多流道模頭流延制成。
[0016] 本發明還提供了另一種制備利于保墑的全生物降解地膜的方法，其特征在于:將 第一組分注入第一擠出機中，第二組分注入第二擠出機中，第一組分和第三組分以質量比 96:4注入第三擠出機中，第一擠出機、第二擠出機和第三擠出機同時為多流道模頭提供熔 融料，由多流道模頭流延制成。
[0017]組分的制備： (1) 將第一組分的各原料高速攪拌直至混合均勻，然后經雙螺桿造粒機熔融共混后拉 條、切粒，制得降解層； (2) 將第三組分的各原料熔融捏合，然后經單螺桿造粒機造粒，制得第三組分。
[0018] 優選的，步驟（1)中，熔融成型過程中經過八個區后到達雙螺桿造粒機的機頭，自 前至后及對應的溫度依次為：第一區150°C、第二區165°C、第三區175°C、第四區至第七區 180°C、第八區170°C和機頭170°C; 步驟(2 )中，造粒溫度為180 °C。
[0019] 與現有技術相比，本發明的有益效果是： 1、本發明由于在地膜中增加了阻隔層，能夠增加其氣密度，降低其透氣性，阻止隔斷水 分的蒸發，從而提高土壤中水分的保持率，增強保墑性能。
[0020] 2、由于降解層中設有黑色帶，形成透明帶和黑色帶相間排布設置狀，使得地膜形 成斑馬紋狀，透明帶位于壟上，黑色帶位于壟間，減少光合作用，抑制壟間雜草的生長，減少 雜草爭奪作物的養分，利于提高作物的產量。
[0021] 3、采用的原料配比能夠使熔料具有良好的流動性，成膜性較好，制品韌性和抗拉 強度較高，從而能生產性能優良的厚度在10微米以下的可降解地膜；同時增加了原料的氣 密性，阻隔性能良好，能夠減少水分蒸發，從而為制備保墑性能優良的地膜奠定了基礎。
[0022] 4、制備組分的過程中，雙螺桿造粒機中各區的溫度設置，能夠使得原料不被分解 的情況下，具有良好的流動性，制出密度與尺寸都較均勻的組分，是制得勻質地膜的前提條 件。
【附圖說明】
[0023]圖1是實施例一的結構示意圖； 圖2是實施例二的結構示意圖。
[0024]附圖標記為：1、上層;2、阻隔層;3、下層;4、黑色帶;5、透明帶。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述。
[0026] 實施例一 本實施例使用750質量份的第一組分、210質量份的第二組分和20質量份的第三組分作 為制備農用地膜的原料。其中第一組分的制備過程如下： 將200質量份的聚乳酸、800質量份的聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物、2.5質量 份的1010型抗氧劑、5質量份的UV770型抗紫外線劑、80質量份的檸檬酸三丁酯和2質量份的 芥酸酰胺混合在一起，高速攪拌10分鐘使其混合均勻，混合均勻的物料進入雙螺桿造粒機， 在雙螺桿造粒機內熔融共混后拉條、切粒，制得第一組分。其中，檸檬酸三丁酯為增塑劑，芥 酸酰胺為抗粘連劑。第一組分在熔融成型過程中經過八個區后到達雙螺桿造粒機的機頭， 自前至后及對應的溫度依次為:第一區150°C、第二區165°C、第三區175°C、第四區至第七區 180°C、第八區170°C和機頭170°C。
[0027] 第三組分的制備過程如下： 將70質量份的聚乳酸、8質量份的檸檬酸三丁酯和18質量份的超細炭黑捏合熔融，經單 螺桿造粒機造粒，制得第三組分。造粒溫度為180 °C。
[0028] 上述超細炭黑為納米級炭黑，高速攪拌的轉速為600轉/分鐘。
[0029]將第一組分注入第一擠出機中，第二組分注入第二擠出機中，第一組分和第三組 分以質量比96 :4注入第三擠出機中，第一擠出機、第二擠出機和第三擠出機同時為多流道 模頭提供熔融料，由多流道模頭流延制成。如圖1所示，制成的地膜呈層狀結構，降解層中包 裹有阻隔層2,阻隔層2將降解層分割成上層1和下層3,降解層中還設有黑色帶4,使地膜呈 透明帶 5與黑色帶4相間排布設置的斑紋狀，透明帶5與黑色帶4沿地膜的長度方向設置。制 成的地膜中上層1、阻隔層2和下層3的厚度比為4:2:4。
[0030] 實施例二 本實施例與實施例一的不同之處在于制備第一組分和第三組分的原料用量不同。取 310質量份的聚乳酸、600質量份的聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物、3質量份的1010 型抗氧劑、3質量份的UV770型抗紫外線劑、60質量份的檸檬酸三丁酯和4質量份的芥酸酰胺 作為制備第一組分的原料。
[0031]取將75質量份的聚乳酸、5質量份的檸檬酸三丁酯和20質量份的超細炭黑作為制 備第三組分的原料。
[0032] 本實施例還在第一擠出機中加入第三組分，第一組分和第三組分以質量比96:4， 如圖2所示，制得降解層的上下兩層中均有黑色帶4,更夠更好地抑制雜草生長。
[0033] 實施例三 本實施例與實施例一的不同之處在于制備第一組分和第三組分的原料用量不同。取 450質量份的聚乳酸、500質量份的聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物、5質量份的1010 型抗氧劑、2.53質量份的UV770型抗紫外線劑、50質量份的檸檬酸三丁酯和5質量份的芥酸 酰胺作為制備第一組分的原料。
[0034]取將72質量份的聚乳酸、6質量份的檸檬酸三丁酯和22質量份的超細炭黑作為制 備第三組分的原料。
[0035] 實施例四 本實施例與實施例一的不同之處在于三種組分的用量不同。使用790質量份的第一組 分、190質量份的第二組分和15質量份的第三組分作為制備農用地膜的原料。
[0036] 實施例五 本實施例與實施例一的不同之處在于三種組分的用量不同。使用784質量份的第一組 分、200質量份的第二組分和16質量份的第三組分作為制備農用地膜的原料。
[0037]實施例六 本實施例與實施例二的不同之處在于三種組分的用量不同。使用790質量份的第一組 分、190質量份的第二組分和15質量份的第三組分作為制備農用地膜的原料。
[0038] 實施例七 本實施例與實施例二的不同之處在于三種組分的用量不同。使用784質量份的第一組 分、200質量份的第二組分和16質量份的第三組分作為制備農用地膜的原料。
[0039] 實施例八 本實施例與實施例三的不同之處在于三種組分的用量不同。使用790質量份的第一組 分、190質量份的第二組分和15質量份的第三組分作為制備農用地膜的原料。
[0040] 實施例九 本實施例與實施例三的不同之處在于三種組分的用量不同。使用784質量份的第一組 分、200質量份的第二組分和16質量份的第三組分作為制備農用地膜的原料。
[0041] 上述實施例制得地膜經過測定，其主要技術參數如下表所示：
經測定普通降解地膜的水蒸氣透過量基本在450~600 g/(m2'd)，而本發明僅維持在 2.0 gAm2·d)左右，在透水性方面得到了顯著提高，大大減少了土壤中水分的蒸發，保墑性 能優越。
[0042]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以組合、變更或改型均為本發明 的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施 例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1. 一種利于保墑的全生物降解地膜，所述地膜所用原料包括第一組分和第二組分，第 一組分制成降解層，第二組分制成阻隔層，阻隔層將降解層分割成上層和下層，第一組分由 以下質量份數的各原料組成： 聚乳酸 200~450份 聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物 500~800份 抗氧劑 2.5~5份 抗紫外線劑 2.5~5份 增塑劑 50~80份 芥酸酰胺 2~5份。2. 根據權利要求1所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述降解層中設有 黑色帶，所述黑色帶由第一組分和第三組分制成，第三組分由以下質量份數的各原料組成： 聚乳酸 70~75份 增塑劑 5~8份 超細炭黑 18~22份。3. 根據權利要求2所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述黑色帶中第一 組分的質量份數為382~386份，第三組分的質量份數為14~18份。4. 根據權利要求1至3任一所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述第二 組分為乙烯/乙烯醇共聚物。5. 根據權利要求4所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述第一組分由以 下質量份數的各原料組成： 聚乳酸 310份 聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯共聚物 600份 抗氧劑 3份 抗紫外線劑 3份 增塑劑 60份 芥酸酰胺 4份。6. 根據權利要求5所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述第三組分由以 下質量份數的各原料組成： 聚乳酸 75份 增塑劑 5份 超細炭黑 20份。7. 根據權利要求6所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:所述增塑劑為檸檬 酸三丁酯，所述抗氧劑為1010,抗紫外線劑為UV770。8. 根據權利要求1至3任一所述的利于保墑的全生物降解地膜，其特征在于:上層、阻隔 層和下層的厚度比為4:2:4。9. 一種權利要求1所述的利于保墑的全生物降解地膜的制備方法，其特征在于:將第一 組分注入第一擠出機和第三擠出機中，第二組分注入第二擠出機中，第一擠出機、第二擠出 機和第三擠出機同時為多流道模頭提供熔融料，由多流道模頭流延制成。10. -種權利要求2至7任一所述的利于保墑的全生物降解地膜的制備方法，其特征在 于:將第一組分注入第一擠出機中，第二組分注入第二擠出機中，第一組分和第三組分以質 量比96:4注入第三擠出機中，第一擠出機、第二擠出機和第三擠出機同時為多流道模頭提 供熔融料，由多流道模頭流延制成。
【文檔編號】C08K5/11GK106084675SQ201610391842
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月6日 公開號201610391842.3, CN 106084675 A, CN 106084675A, CN 201610391842, CN-A-106084675, CN106084675 A, CN106084675A, CN201610391842, CN201610391842.3
【發明人】宣兆志, 閻寶林
【申請人】山東天野生物降解新材料科技有限公司