一种生物质全降解保水增肥农业地膜的制备方法与流程

1.本发明属于农业地膜制备方法技术领域，具体涉及一种生物质全降解保水增肥农业地膜的制备方法。


背景技术：

2.农用薄膜是中国塑料加工工业领域中的重要部分，是现代化农业发展过程的主要生产资料，而且农用薄膜在现代农业科学技术中的作用越来越重要。棚膜、地膜等农膜作为农业高产、稳产的主要生产材料，受到了越来越多的关注。通常农膜的主要基体材料为聚乙烯pe和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物eva，由于基体树脂较难降解，易形成“白色污染”，造成环境的污染。生物降解地膜以具有降解能力的聚合物为主要材料，通过淀粉、纤维素、壳聚糖、甲壳素等天然生物降解材料或碳酸钙、滑石粉等无环境危害的无机填充物等，采用吹塑成型制备的农用地膜。在光照、温度、氧、微生物等自然环境条件下，生物降解地膜发生降解反应，得到了无环境危害的二氧化碳和水。而且，作物收获后，残膜量较小，不会造成“白色污染”，符合生态环境可持续发展的战略要求。
3.目前，生物降解地膜主要采用聚丙撑碳酸酯ppc、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇脂pbat、聚羟基烷酸酯phas、聚乳酸pla、聚羟基丁酸酯phb、聚己内酯pcl、聚丁二酸二醇酯pbs等可降解的聚合物基体材料。温自成等人采用聚己二酸对苯二甲酸丁二醇脂pbat替代聚乙烯地膜。
4.虽然生物可降解农用地膜已有报道和应用，但是还存在以下几个问题：
5.1、高的生物降解率和低成本难以统一；
6.2、现在生物可降解农用地膜功能单一，限制了农作物的生长。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种生物质全降解保水增肥农业地膜的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种生物质全降解保水增肥农业地膜的制备方法，包括以下步骤：
9.s1、制备改性pva填充pbat颗粒，
10.将pva、磷酸钙和尿素按比例溶于水中，机械搅拌后喷雾干燥，获得 pva/磷酸钙/尿素复合粉末颗粒，再将pva/磷酸钙/尿素复合粉末颗粒与 pbat颗粒，通过双螺杆挤出机熔融共混造粒得到改性pva填充pbat 颗粒；
11.s2、制备改性碳酸钙高填充pbat颗粒，
12.将碳酸钙、硅烷偶联剂与pbat颗粒，机械搅拌混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融共混造粒得到改性碳酸钙高填充pbat颗粒；
13.s3、制备淀粉/膨润土高填充改性pbat颗粒，
14.将淀粉、膨润土与pbat颗粒，机械搅拌混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融共混造
粒得到淀粉/膨润土高填充改性pbat颗粒；
15.s4、制备pbat地膜
16.取改性pva填充pbat颗粒、改性碳酸钙高填充pbat颗粒、淀粉/ 膨润土高填充改性pbat颗粒，采用粉碎搅拌机干法共混，以共混料为原料，采用吹膜法制得地膜。
17.进一步的，在s1中，pva、磷酸钙和尿素质量比为100：5～10：10～20， pva/磷酸钙/尿素复合水溶液浓度为10～25％；在200～500rpm条件下机械搅拌混合20min～60min，双螺杆挤出机熔融共混造粒中熔融挤出温度为 155℃。
18.进一步的，在s1中，pbat与pva/磷酸钙/尿素复合粒子质量比为100：50～100。
19.进一步的，在s2中，硅烷偶联剂为钛酸酯偶联剂、氟硅氧烷或乙烯基三乙氧基硅烷，pbat、碳酸钙和硅烷偶联剂的质量比为100：200～400： 2～20。
20.进一步的，在s2中，机械搅拌混合在100～300rpm条件下，搅拌 40-50min，双螺杆挤出机熔融挤出温度为170℃。
21.进一步的，在s3中，淀粉为预糊化淀粉，pbat、淀粉和膨润土质量比为100：50～100：20～50，
22.机械搅拌是在100～300rpm条件下混合25min，双螺杆挤出机熔融挤出温度为165℃。
23.进一步的，在s4中，改性pva填充pbat颗粒、改性碳酸钙高填充 pbat颗粒和淀粉/膨润土高填充改性pbat颗粒质量比为100：50～150： 50～100。
24.进一步的，在s4中，采用粉碎搅拌机干法共混搅拌速度为 100～200rpm，粉碎时间为15min。
25.进一步的，在s4中，制备的地膜厚度为0.01～0.05mm，宽度为 300～800mm。
26.本发明与现有技术相比具有以下优点：
27.本发明首先将改性淀粉填充pbat颗粒、改性碳酸钙高填充pbat颗粒、pva/膨润土高填充改性pbat颗粒，采用机械共混法制得多功能pbat 共混母料，最后，将上述自制可多功能pbat共混母料采用吹膜工艺制得多功能pbat地膜，相对传统可降解地膜，不仅拥有全生物降解和绿色环保特性，且含有的n和p元素对土壤具有优异的改良效果和肥效，同时兼具保水、保湿功能，制备过程简单，易于工业化生产和规模化推广。
具体实施方式
28.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例1，本发明提供一种技术方案：一种生物质全降解保水增肥农业地膜的制备方法，包括以下步骤：
30.s1、制备改性pva填充pbat颗粒，
31.将pva、磷酸钙和尿素质量比为100：5：10溶于水中，pva/磷酸钙 /尿素复合水溶液浓度为25％，在300rpm条件下机械搅拌混合40min，再进行喷雾干燥，获得pva/磷酸钙/尿素复合粉末颗粒，再将pva/磷酸钙/ 尿素复合粉末颗粒与pbat颗粒，pbat与pva/磷酸钙/尿素
复合粒子质量比为100：50；
32.通过双螺杆挤出机熔融共混造粒得到改性pva填充pbat颗粒，熔融挤出温度为155℃。
33.s2、制备改性碳酸钙高填充pbat颗粒，
34.将碳酸钙、硅烷偶联剂与pbat颗粒，硅烷偶联剂为钛酸酯偶联剂， pbat、碳酸钙和硅烷偶联剂的质量比为100：200：2，机械搅拌混合均匀，机械搅拌混合在200rpm条件下，搅拌50min，通过双螺杆挤出机熔融共混造粒得到改性碳酸钙高填充pbat颗粒，双螺杆挤出机熔融挤出温度为 170℃。
35.s3、制备淀粉/膨润土高填充改性pbat颗粒，
36.将淀粉、膨润土与pbat颗粒，淀粉为预糊化淀粉，pbat、淀粉和膨润土质量比为100：100：50，机械搅拌混合均匀后，机械搅拌是在300rpm 条件下混合25min，通过双螺杆挤出机熔融共混造粒得到淀粉/膨润土高填充改性pbat颗粒，双螺杆挤出机熔融挤出温度为165℃。
37.s4、制备pbat地膜
38.取改性pva填充pbat颗粒、改性碳酸钙高填充pbat颗粒、淀粉/ 膨润土高填充改性pbat颗粒，改性pva填充pbat颗粒、改性碳酸钙高填充pbat颗粒和淀粉/膨润土高填充改性pbat颗粒质量比为100：50： 50；
39.采用粉碎搅拌机干法共混，共混搅拌速度为100～200rpm，粉碎时间为15min，以共混料为原料，采用吹膜法制得地膜，制备的地膜厚度为 0.01～0.05mm，宽度为300～800mm。
40.实施例2，本发明提供一种技术方案：一种生物质全降解保水增肥农业地膜的制备方法，包括以下步骤：
41.s1、将100gpva、10g磷酸钙和10g尿素按一定比例溶于880ml水中，机械搅拌1h后，喷雾干燥，获得pva/磷酸钙/尿素复合粉末颗粒，其次将 50g自制pva/磷酸钙/尿素复合粉末颗粒与100gpbat颗粒，在200rpm条件下机械搅拌混合30min，进一步通过双螺杆挤出机，在155℃熔融共混造粒得到改性pva填充pbat颗粒。
42.s2、将200g碳酸钙、10g硅烷偶联剂与100gpbat颗粒，在200rpm 条件下机械搅拌混合40min，通过双螺杆挤出机，在170℃熔融共混造粒得到改性碳酸钙高填充pbat颗粒。
43.s3、将50g淀粉、20g膨润土与100gpbat颗粒，在300rpm条件下机械搅拌混合25min，通过双螺杆挤出机，在165℃熔融共混造粒得到淀粉/膨润土高填充改性pbat颗粒。
44.s4、取100g改性pva填充pbat颗粒、100g改性碳酸钙高填充pbat 颗粒和50g淀粉/膨润土高填充改性pbat颗粒，采用粉碎搅拌机干法共混，搅拌速度为200rpm，粉碎时间为15min，以此共混料为原料，采用吹膜法制得地膜。
45.实施例1中的样品和实施例2中的样品性能如下表所示：
[0046][0047][0048]
通过上表可得到，本技术中利用多功能pbat共混母料采用吹膜工艺制得多功能
pbat地膜，含有的n和p元素对土壤具有优异的改良效果和肥效。
[0049]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0050]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。