本发明涉及地膜覆盖农业种植领域，特别涉及一种强化温室效应的可降解地膜材料的制备方法。该地膜材料能利用日光照射产生热效应，提高土壤温度，且生物可降解、环境友好。
背景技术：
地膜即地面覆盖的薄膜，通常是透明或黑色pe薄膜，也有绿、银色薄膜，用于地面覆盖，以提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的功能。地膜看上去薄薄一层，但作用相当大。不仅能够提高地温、保水、保土、保肥提高肥效，而且还有灭草、防病虫、防旱抗涝、抑盐保苗、改进近地面光热条件，使产品卫生清洁等多项功能。对于那些刚出土的幼苗来说，具有护根促长等作用。对于我国三北地区，低温、少雨、干旱贫脊、无霜期短等限制农业发展的因素，具有很强的针对性和适用性，对于种植二季水稻育秧及多种作物栽培上也起了作用。在全国31个省市自治区普及和应用，用于粮、棉、油、菜、瓜果、烟、糖、药、麻、茶、林等40多种农作物上，使作物普遍增产30％－50％，增值40％－60％，经济效益十分显著。
传统地膜多采用高压聚乙烯树脂吹制而成，厚度为0.012－0.016毫米，透明度好、保温、保墒性能强，适用于各类地区、各种覆盖方式、各种栽培作物、各种茬口，但是红外线透过率较差。红外线是太阳光中热效应最大一种射线，传统地膜无法有效利用红外线来强化地膜的增温效果。
技术实现要素：
本发明的要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种强化温室效应的可降解地膜材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明解决方案是：
提供一种强化温室效应的可降解地膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按镧和硼的摩尔比为1∶6(la∶b＝1∶6)称取氧化镧和硼氢化锂的粉末，一并加入球磨罐中，球磨16小时后得到氧化镧和硼氢化锂的机械混合物；将混合物转至反应器中，从室温加热至300℃后保温2小时；
la2o3+12libh4→2lab6+3li2o+6lih+21h2
释放反应生成的氢气；固体产物冷却至室温后，经水洗、离心分离和真空干燥，得到纳米单晶硼化镧；
(2)将作为分散剂的矿物油(别名白油，石蜡油)与纳米单晶硼化镧、生物可降解材料一并加入球磨罐中，球磨1～5小时后得到浆料(使高分散的生物可降解材料包覆于纳米单晶硼化镧表面)；控制矿物油、生物可降解材料和纳米单晶硼化镧的质量比为15∶80～85∶1；
(3)按质量比40∶40～60取pe树脂粉末和浆料，加至混合机内；在80℃条件下搅拌配混均匀后，利用挤出机挤出塑化得到成型膜坯；经膜坯吹涨和冷却定型膜泡，通过牵引运行卷取，得到可降解地膜材料成品。
本发明中，所述步骤(1)中，球磨时控制转速为400rpm。
本发明中，所述步骤(1)中，控制反应器中的升温速率为2℃/min。
本发明中，所述步骤(1)中，控制真空干燥时的温度为80℃。
本发明中，在将生物可降解材料用于浆料调制前先进行前处理：将生物可降解材料在80℃下进行真空脱水1～5小时，使其含水量为1～3wt％(小于3wt％的含水量可保证pe树脂粉末与生物可降解材料包覆纳米单晶硼化镧的均匀混合，同时也避免在挤出塑化成型膜坯形成气孔，从而保证膜坯吹涨时不形成破孔，保证成品温室效应强化地膜的质量)。
本发明中，步骤(2)中所述生物可降解材料是下述的任意一种或几种：淀粉、纤维素、壳聚糖、多糖类天然材料或水溶性树脂。
本发明中，所述多糖类天然材料是指：淀粉、半纤维素或纤维素；水溶性树脂是指：聚乳酸(pla)、聚己内酯(pcl)、聚羟基丁酸酯(pub)或聚乙烯醇(pva)。
发明原理描述：
生物降解地膜是指一类在自然环境条件下可为微生物作用而引起降解的塑料地膜。细菌、真菌和放线菌等微生物侵蚀塑料薄膜后，由于细胞的增长使聚合物组分水解、电离或质子化，发生机械性破坏，分裂成低聚物碎片。真菌或细菌分泌的酶使水溶性聚合物分解或氧化降解成水溶性碎片，生成新的小分子化合物，直至最终分解成co2和h2o。完全生物降解地膜是由能被微生物完全分解的物质组成的塑料薄膜。
添加型可生物降解地膜，是在不具有生物降解特性的通用塑料基础上，添加具有生物降解特性的天然或合成聚合物或生物降解促进剂、加工助剂等，经混合制成。目前，添加型可生物降解地膜，主要由通用塑料、淀粉、相容剂、自氧化剂、加工助剂组成。其典型品种为聚乙烯淀粉可生物降解地膜。
聚乙烯淀粉可生物降解塑料薄膜的生产成型，分两个工艺程序：第一工序是把高浓度生物降解剂与载体聚乙烯(pe)树脂、相容剂、增塑剂、加工助剂等材料经处理后，按一定比例混合均匀，经挤出混炼造粒，制成具有可生物降解功能母料。第二工序是可生物降解母料按一定比例与聚乙烯配混，搅拌混合均匀后用挤出机挤出吹塑成型(也可挤出流延成型)可生物降解塑料薄膜。
硼化镧是一种红紫色晶体，熔点极高，为2715℃，高于熔点硼化镧分解。常温下不溶于水和酸。通常将三氧化二镧及硼砂溶解在一种合适的熔盐里，并在高温下利用石墨阳极电解，将六硼化镧沉积在石墨或钢制的阴极上。由于具有熔点高、热电子放射性能高的特点，在核聚变反应堆、热电子发电等方面可替代高熔点金属和合金。硼化镧的用途十分广泛，已成功应用于雷达航空航天、电子工业、仪表仪器、医疗器械、家电冶金、环保等二十余个军事和高科技领域。六硼化镧产品主要包括无定形、多晶体、单晶体六硼化镧。特别是六硼化镧单晶，具有良好的近红外辐射吸收转变成热的特性，又能够透过可见光，不影响作物的光合作用，是一种理想的强化地膜近红外辐射吸收的地膜材料。
金属硼化物的制备有热压烧结、机械合金化、自蔓延高温合成、电解熔盐、溶剂热法、放电等离子烧结等合成方法。这些方法生产品的硼化镧质量控制困难，无法大批量工业化生产。而利用镧化合物和碱金属硼氢化合物反应可批量生产纳米单晶硼化镧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的地膜材料能够利用日光照射混入地膜的光制热材料，由此强化了地膜的光热效应，提高了地膜覆盖的效果；
2、本发明使用镧化合物和碱金属硼氢化合物为原料，纳米单晶硼化镧在地膜材料中的含量仅为1～3wt％，极大地降低了硼化镧的合成温度，利于硼化镧工业化生产的品质管理，提升硼化镧的单晶粒度一致性，有利于本发明的地膜产生均匀的热效应。
3、本发明的地膜材料产品成本低廉，制备工艺简单易行，利用现有的设备就可生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例一：以氧化镧和硼氢化锂为原料的硼化镧合成
按镧和硼的摩尔比为1∶6(la∶b＝1∶6)称取氧化镧(0.326g)和硼氢化锂(0.26g)粉末加入球磨罐，在400rpm转速下球磨16小时后得到氧化镧和硼氢化锂的机械混合物，置于反应器中，升温速率2℃/min从室温加热至300℃后保温2小时。
释放掉氢气，冷却至室温后水洗，水洗时lih与水反应生成氢气和氢氧化锂，氢氧化锂溶于水，离心分离，80℃下真空干燥得到纳米单晶硼化镧。
实施例二：淀粉包覆纳米单晶硼化镧浆料制备
将市贩淀粉80℃下真空脱水5小时，淀粉中含水量为1wt％，然后用矿物油作为载体，加入实施例一制得的纳米单晶硼化镧，采用球磨工艺球磨1小时后得到高分散的淀粉包覆纳米单晶硼化镧浆料。矿物油、脱水淀粉和纳米单晶硼化镧的质量比为15∶80∶1。
实施例三：半纤维素包覆纳米单晶硼化镧浆料制备
将市贩淀粉80℃下真空脱水5小时，使半纤维素中含水量为2wt％，然后用矿物油作为载体，加入实施例一制得的纳米单晶硼化镧，采用球磨工艺球磨1小时后得到高分散的半纤维素包覆纳米单晶硼化镧浆料。矿物油、脱水半纤维素和纳米单晶硼化镧的质量比为15∶82.5∶1。
实施例四：纤维素包覆纳米单晶硼化镧浆料制备
将市贩淀粉80℃下真空脱水5小时，使纤维素中含水量为3wt％，然后用矿物油作为载体，加入实施例一制得的纳米单晶硼化镧，采用球磨工艺球磨1小时后得到高分散的纤维素包覆纳米单晶硼化镧浆料。矿物油、脱水纤维素和纳米单晶硼化镧的质量比为15∶85∶1。
实施例五：聚乳酸掺杂生物可降解膜坯的制备
将市贩聚乳酸粉末80℃下真空脱水3小时，聚乳酸粉末中含水量为2wt％，然后用矿物油作为载体，加入实施例一制得的纳米单晶硼化镧，采用球磨工艺球磨2小时后得到高分散的聚乳酸包覆纳米单晶硼化镧浆料。矿物油、脱水聚乳酸和纳米单晶硼化镧的质量比为15∶82∶1。
按pe树脂粉末和上述聚乳酸包覆纳米单晶硼化镧浆料的质量比40∶40，加入到高速混合机内掺混，温度80℃下搅拌配混均匀，挤出塑化成型膜坯。
实施例六：聚己内酯掺杂生物可降解膜的制备
将市贩聚己内酯粉末80℃下真空脱水2小时，聚己内酯粉末中含水量为2.5wt％，然后用矿物油作为载体，加入实施例一制得的纳米单晶硼化镧，采用球磨工艺球磨3小时后得到高分散的聚己内酯包覆纳米单晶硼化镧浆料。矿物油，脱水聚己内酯和纳米单晶硼化镧的质量比为15∶84∶1。
按pe树脂粉末和上述聚己内酯包覆纳米单晶硼化镧浆料的质量比40∶50，加入到高速混合机内掺混，温度80℃下搅拌配混均匀，挤出塑化成型膜坯，经过膜坯吹涨，冷却定型膜泡，再通过牵引运行，卷取成品聚己内酯掺杂生物可降解地膜。
实施例七：聚羟基丁酸酯掺杂生物可降解膜的制备
将市贩聚羟基丁酸酯粉末80℃下真空脱水1小时，聚羟基丁酸酯粉末中含水量为3wt％，然后用矿物油作为载体，加入实施例一制得的纳米单晶硼化镧，采用球磨工艺研磨成聚羟基丁酸酯浆料，矿物油，脱水聚羟基丁酸酯和纳米单晶硼化镧的质量比为15∶85∶1。球磨4小时后得到高分散的聚羟基丁酸酯包覆纳米单晶硼化镧浆料。
按pe树脂粉末和上述聚羟基丁酸酯包覆纳米单晶硼化镧浆料的质量比40∶60，加入到高速混合机内掺混，温度80℃下搅拌配混均匀，挤出塑化成型膜坯，经过膜坯吹涨，冷却定型膜泡，再通过牵引运行，卷取成品聚羟基丁酸酯掺杂生物可降解地膜。
实施例八：聚乙烯醇掺杂生物可降解膜的制备
将市贩聚乙烯醇粉末80℃下真空脱水1小时，聚乙烯醇粉末中含水量为3wt％，然后用矿物油作为载体，加入实施例一制得的纳米单晶硼化镧，采用球磨工艺研磨成聚乙烯醇浆料，矿物油，脱水聚乙烯醇和纳米单晶硼化镧的质量比为15∶85∶1。球磨5小时后得到高分散的聚乙烯醇包覆纳米单晶硼化镧浆料。
按pe树脂粉末和上述聚乙烯醇包覆纳米单晶硼化镧浆料的质量比40∶60，加入到高速混合机内掺混，温度80℃下搅拌配混均匀，挤出塑化成型膜坯，经过膜坯吹涨，冷却定型膜泡，再通过牵引运行，卷取成品聚乙烯醇掺杂生物可降解地膜。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。