本发明涉及地膜领域，尤其涉及一种生物可降解地膜及其制备方法。
背景技术：
我国是一个农业大国和人口大国，农业问题是关系到国计民生的重要战略问题。地膜具有良好的增温保湿效果，能大幅度提高农作物的产量，是继种子、化肥、农药之后的农业生产的重要物质材料之一，地膜技术的应用极大地促进了农业产量和效益的提高，带动了农业生产方式的改变和农业生产力的飞跃发展。
但是，传统的塑料地膜存在难降解、拉伸强度差的缺点，使得传统的塑料地膜在大规模应用的同时，也给农业可继续发展带来了严重的危害。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种生物可降解地膜及其制备方法，降解速度快，拉伸强度高。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种生物可降解地膜，包括如下重量份数的原料：
优选地，所述淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉或红薯淀粉。
优选地，所述植物纤维为竹炭纤维或竹浆纤维。
优选地，所述纤维素为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素。
优选地，所述填料为高岭土、硫酸钡、海泡石或碳酸钙。
优选地，所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、叔丁基对苯二酚或柠檬酸亚锡二钠。
优选地，所述润滑剂为花生油、菜籽油或大豆油。
优选地，所述偶联剂为三乙醇胺硼酸酯、四正丙基锆酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯或氨丙基三乙氧基硅烷。
本发明还提供了上述一种生物可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
a)将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、淀粉、碳纤维、植物纤维、纤维素、填料、抗氧化剂、润滑剂和偶联剂加入到入反应罐，在50～60℃下搅拌40～60min，得到混合料；
b)将步骤a)制得的混合料放入吹膜机中进行吹膜，得到薄膜；
c)将步骤b)得到的薄膜进行裁剪、分卷，得到生物可降解地膜。
本发明提供的一种生物可降解地膜及其制备方法，该地膜中包括以下重量份数的原料20～40份的醇酸树脂、50～80份的聚乳酸、10～20份的聚碳酸酯、8～15份的淀粉、2～4份的碳纤维、5～10份的植物纤维、8～15份的纤维素、30～50份的填料、1～2份的抗氧化剂、3～6份的润滑剂、1～3份的偶联剂。本发明以将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、淀粉、碳纤维、植物纤维、纤维素、填料、抗氧化剂、润滑剂和偶联剂为原料，通过各原料间的协同作用，提高了地膜的拉伸强度和降解速度，能够有效缓解地膜对土壤的污染，利于农作物的生长，对农业伸长了积极的作用。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明提供了一种生物可降解地膜，包括如下重量份数的原料：
本发明以将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、淀粉、碳纤维、植物纤维、纤维素、填料、抗氧化剂、润滑剂和偶联剂为原料，通过各原料间的协同作用，提高了地膜的拉伸强度和降解速度，能够有效缓解地膜对土壤的污染，利于农作物的生长，对农业伸长了积极的作用。
醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯为可降解树脂，能够在偶联剂的作用下下形成空间网状结构，提高生物可降解地膜的强度。
在本发明中，醇酸树脂的重量份数为20～40份；在本发明的实施例中，醇酸树脂的重量份数为24～36份；在其他实施例中，醇酸树脂的重量份数为27～32份。
在本发明中，聚乳酸的重量份数为50～80份；在本发明的实施例中，聚乳酸的重量份数为55～75份；在其他实施例中，聚乳酸的重量份数为60～70份。
在本发明中，聚碳酸酯的重量份数为10～20份；在本发明的实施例中，聚碳酸酯的重量份数为12～18份；在其他实施例中，聚碳酸酯的重量份数为13～16份。
淀粉能够提高生物可降解地膜的降解速度，还能够提高地膜的保温性能。在本发明的实施例中，淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉或红薯淀粉。
在本发明中，淀粉的重量份数为8～15份；在本发明的实施例中，淀粉的重量份数为10～13份；在其他实施例中，淀粉的重量份数为11～12份。
碳纤维能够提高生物可降解地膜的拉伸强度。在本发明中，碳纤维的重量份数为2～4份；在本发明的实施例中，碳纤维的重量份数为2.4～3.6份；在其他实施例中，碳纤维的重量份数为2.7～3.2份。
植物纤维能够加快地膜的降解速度。在本发明的实施例中，植物纤维为竹炭纤维或竹浆纤维。
在本发明中，植物纤维的重量份数为5～10份；在本发明的实施例中，植物纤维的重量份数为6～9份；在其他实施例中，植物纤维的重量份数为7～8份。
纤维素能够提高地膜的透光性能。在本发明的实施例中，纤维素为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素。
在本发明中，纤维素的重量份数为8～15份；在本发明的实施例中，纤维素的重量份数为10～13份；在其他实施例中，纤维素的重量份数为11～12份。
填料能够提高地膜的磨耗性能。在本发明的实施例中，填料为高岭土、硫酸钡、海泡石或碳酸钙。
在本发明中，填料的重量份数为30～50份；在本发明的实施例中，填料的重量份数为32～46份；在其他实施例中，填料的重量份数为35～42份。
在本发明的实施例中，抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、叔丁基对苯二酚或柠檬酸亚锡二钠。
在本发明中，抗氧化剂的重量份数为1～2份；在本发明的实施例中，抗氧化剂的重量份数为1.2～1.8份；在其他实施例中，抗氧化剂的重量份数为诶1.4～1.7份。
在本发明的实施例中，润滑剂为花生油、菜籽油或大豆油。
在本发明中，润滑剂的重量份数为3～6份；在本发明的实施例中，润滑剂的重量份数为3.5～5.5份；在其他实施例中，润滑剂的重量份数为4～5份。
在本发明的实施例中，偶联剂为三乙醇胺硼酸酯、四正丙基锆酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯或氨丙基三乙氧基硅烷。
在本发明中，偶联剂的重量份数为1～3份；在本发明的实施例中，偶联剂的重量份数为1.3～2.6份；在其他实施例中，偶联剂的重量份数为1.6～2.2份。
本发明还提供了上述一种生物可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
a)将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、淀粉、碳纤维、植物纤维、纤维素、填料、抗氧化剂、润滑剂和偶联剂加入到入反应罐，在50～60℃下搅拌40～60min，得到混合料；
b)将步骤a)制得的混合料放入吹膜机中进行吹膜，得到薄膜；
c)将步骤b)得到的薄膜进行裁剪、分卷，得到生物可降解地膜。
在此醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、淀粉、碳纤维、植物纤维、纤维素、填料、抗氧化剂、润滑剂和偶联剂均同上所述，在此不再赘述。
本发明的制备工艺简单、成本低，能够时间原料资源的有效利用，且制备得到生物可降解地膜拉伸强度高，降解速度快，能够有效缓解地膜对土壤的污染，利于农作物的生长，对农业伸长了积极的作用。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的生物可降解地膜及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中所用的原料均为市售。
实施例1
生物可降解地膜中包括以下重量份数的原料：
24份醇酸树脂、60份聚乳酸、13份聚碳酸酯、11份玉米淀粉、2份碳纤维、7份竹浆纤维、11份甲基纤维素、35份高岭土、1.4份叔丁基对苯二酚、3份大豆油和3份三乙醇胺硼酸酯；
生物可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
a)将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、玉米淀粉、碳纤维、竹浆纤维、甲基纤维素、高岭土、叔丁基对苯二酚、大豆油和三乙醇胺硼酸酯加入到入反应罐，在55℃下搅拌50min，得到混合料；
b)将步骤a)制得的混合料放入吹膜机中进行吹膜，得到薄膜；
c)将步骤b)得到的薄膜进行裁剪、分卷，得到生物可降解地膜。
实施例2
生物可降解地膜中包括以下重量份数的原料：
36份醇酸树脂、55份聚乳酸、12份聚碳酸酯、13份红薯淀粉、2.4份碳纤维、8份竹炭纤维、12份羟乙基纤维素、32份碳酸钙、1.2份柠檬酸亚锡二钠、3.5份花生油和2.6份氨丙基三乙氧基硅烷；
生物可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
a)将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、红薯淀粉、碳纤维、竹炭纤维、羟乙基纤维素、碳酸钙、柠檬酸亚锡二钠、花生油和氨丙基三乙氧基硅烷加入到入反应罐，在50℃下搅拌60min，得到混合料；
b)将步骤a)制得的混合料放入吹膜机中进行吹膜，得到薄膜；
c)将步骤b)得到的薄膜进行裁剪、分卷，得到生物可降解地膜。
实施例3
生物可降解地膜中包括以下重量份数的原料：
32份醇酸树脂、70份聚乳酸、18份聚碳酸酯、8份玉米淀粉、3.6份碳纤维、6份竹炭纤维、10份甲基纤维素、42份高岭土、1.8份丁基羟基茴香醚、4份大豆油和2.2份三乙醇胺硼酸酯；
生物可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
a)将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、玉米淀粉、碳纤维、竹炭纤维、纤维素、高岭土、丁基羟基茴香醚、大豆油和三乙醇胺硼酸酯加入到入反应罐，在60℃下搅拌55min，得到混合料；
b)将步骤a)制得的混合料放入吹膜机中进行吹膜，得到薄膜；
c)将步骤b)得到的薄膜进行裁剪、分卷，得到生物可降解地膜。
实施例4
生物可降解地膜中包括以下重量份数的原料：
27份醇酸树脂、75份聚乳酸、16份聚碳酸酯、15份红薯淀粉、3.2份碳纤维、9份竹浆纤维、13份羟丙基甲基纤维素、30份硫酸钡、2份叔丁基对苯二酚、5份花生油和1.6份二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯；
生物可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
a)将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、红薯淀粉、碳纤维、竹浆纤维、羟丙基甲基纤维素、硫酸钡、叔丁基对苯二酚、花生油和二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯加入到入反应罐，在55℃下搅拌40min，得到混合料；
b)将步骤a)制得的混合料放入吹膜机中进行吹膜，得到薄膜；
c)将步骤b)得到的薄膜进行裁剪、分卷，得到生物可降解地膜。
实施例5
生物可降解地膜中包括以下重量份数的原料：
20份醇酸树脂、80份聚乳酸、10份聚碳酸酯、10份土豆淀粉、2.7份碳纤维、5份竹炭纤维、8份甲基纤维素、50份海泡石、1份丁基羟基茴香醚、5.5份菜籽油和1.3份氨丙基三乙氧基硅烷；
生物可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
a)将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、土豆淀粉、碳纤维、竹炭纤维、甲基纤维素、海泡石、丁基羟基茴香醚、菜籽油和氨丙基三乙氧基硅烷加入到入反应罐，在60℃下搅拌45min，得到混合料；
b)将步骤a)制得的混合料放入吹膜机中进行吹膜，得到薄膜；
c)将步骤b)得到的薄膜进行裁剪、分卷，得到生物可降解地膜。
实施例6
生物可降解地膜中包括以下重量份数的原料：
40份醇酸树脂、50份聚乳酸、20份聚碳酸酯、12份玉米淀粉、4份碳纤维、10份竹浆纤维、15份羟丙基甲基纤维素、46份硫酸钡、1.7份柠檬酸亚锡二钠、6份菜籽油和1份四正丙基锆酸酯；
生物可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
a)将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、玉米淀粉、碳纤维、竹浆纤维、羟丙基甲基纤维素、硫酸钡、柠檬酸亚锡二钠、菜籽油和四正丙基锆酸酯加入到入反应罐，在55℃下搅拌40min，得到混合料；
b)将步骤a)制得的混合料放入吹膜机中进行吹膜，得到薄膜；
c)将步骤b)得到的薄膜进行裁剪、分卷，得到生物可降解地膜。
实施例7
生物可降解地膜中包括以下重量份数的原料：
30份醇酸树脂、65份聚乳酸、14份聚碳酸酯、11.5份土豆淀粉、3份碳纤维、7.5份竹炭纤维、11.5份羟乙基纤维素、38份海泡石、1.5份丁基羟基茴香醚、4.5份花生油和1.8份二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯；
生物可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
a)将醇酸树脂、聚乳酸、聚碳酸酯、土豆淀粉、碳纤维、竹炭纤维、羟乙基纤维素、海泡石、丁基羟基茴香醚、花生油和二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯加入到入反应罐，在50℃下搅拌50min，得到混合料；
b)将步骤a)制得的混合料放入吹膜机中进行吹膜，得到薄膜；
c)将步骤b)得到的薄膜进行裁剪、分卷，得到生物可降解地膜。
对实施例1～7生产得到的农业用地膜进行降解率、导热系数、拉伸强度的测试，结果见表1。
表1实施例1～7的实验结果
以上对本发明提供的一种生物可降解地膜及其制备方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。