一种生物降解农用地膜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种农用地膜，具体涉及一种生物降解农用地膜。
【背景技术】
[0002] 近年来，生物降解塑料的发展与日俱增，应用不断扩大，在包装材料，一次性餐具， 农膜和日用制品等领域开始逐步取代传统塑料。生物降解塑料农膜主要应用于农作物土 壤覆盖，覆盖农田后可以起到提高地温、保持土壤湿度、促进种子发芽和幼苗快速增长的作 用，还有抑制杂草生长的作用。近30年来国内外广泛开展了可降解农用地膜的研究工作， 已开发出淀粉添加型生物降解农膜、光降解农膜、光/生物降解农膜、植物纤维农膜和液态 喷洒膜等。
[0003] 但是到目前为止，由于生物降解塑料农膜在放置或使用过程中太过容易降解，从 而导致生物降解塑料农膜的使用性能快速恶化，其耐紫外线性能、耐水解性能和耐酸解性 能较差，从而使得生物降解塑料农膜的使用寿命过短，在使用过程中对土壤保墒、保温能力 低，极大地限制了生物降解塑料农膜的实际应用。
[0004] 此外，CN201410570498. 5公开了在降解塑料本体的外表面覆有一层或多层油膜 层，在生物降解塑料农膜放置和使用过程中，其外表面的一层或多层油膜层，不仅能够使生 物降解塑料具有适当的生物降解速度，而且能提高生物降解塑料在放置使用过程中的阻隔 性能，从而起到阻隔外界的作用，具有耐紫外线、耐水解、耐酸解和隔水性能，最终能延长生 物降解塑料农膜的保存和使用时间，有效提升作物保墒、保温能力。其缺陷是该生物降解农 膜中使用的油膜不具有良好的生物相容性，极大地影响了生物降解地膜基体的生物降解进 程，导致生物降解地膜不能完全生物降解，造成少量残留，产生二次环境污染。
[0005] 本发明通过研究发现，在生物降解塑料本体的外表面单侧或两侧分别覆有油膜 层，且将油膜层的油膜选为高度生物相容性和良好界面相容性的油膜，即油膜层是由醇、烯 烃、酰胺或酯、磺酸基、醛基、酮基、脲基、氨基组成，在生物降解农用地膜放置和使用过程 中，一方面，油膜与生物降解地膜本体具有良好的界面相容性，可以增加生物降解农用地膜 对土壤的保墒及保温能力；更为重要的是，油膜与生物具有高度的相容性，在与本体具有良 好界面相容性下，油膜层会协同本体一起发生生物降解，最终完全转化为二氧化碳和水，解 决传统聚乙烯地膜残留造成的环境污染。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种具有优异保墒、保温能力、且油膜与基体农用地膜具 有高度生物相容性、良好界面相容性和生物降解性的生物降解农用地膜。
[0007] 本发明通过如下方式实现： 一种生物降解农用地膜，包括： 生物降解塑料本体，和 式I所述物质中的一种或几种， 式I札為， 其中，&为数均分子量为100-20000的烯基或烷基，优选数均分子量为200-6000洱2为 氢、羟基、酯基、二羧酸酯基、酰胺基、酰亚胺基、磺酸基、醛基、酮基、脲基、氨基及其他活性 基团。
[0008] 优选地，一种生物降解农用地膜，按重量份数计，包括： 100份 生物降解塑料本体； 0. 1-10份 式I所述物质中的一种或几种， 式I 札為 其中，&为数均分子量为100-20000的烯基或烷基，优选数均分子量为200-6000洱2为 氢、羟基、酯基、二羧酸酯基、酰胺基、酰亚胺基、磺酸基、醛基、酮基、脲基、氨基及其他活性 基团。
[0009] 所述活性基团可以使Ri段与生物降解农用地膜基体具有更高的生物相容性和良 好界面相容性，从而达到良好的共同生物降解性。
[0010] 优选地，当R2为氢时，式I中的Ri为聚异丁烯或环氧化聚异丁烯。
[0011] 更优选地，式I中的&为聚异丁烯，其数均分子量为100-20000,优选数均分子量 为 200-6000。
[0012] 优选地，式I表达的物质为聚异丁烯、聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、 环氧化聚异丁烯、聚异丁烯醇或二醇及其酯。
[0013] 所述聚异丁烯数均分子量为100-20000,优选数均分子量为200-6000。
[0014] 上述生物降解农用地膜的制备方法，包括如下步骤： 按照配方比例称量原材料，将称量好的原材料预先在烘箱中80°C烘干5小时，然后在 高速混合机里低速搅拌10分钟，在高速搅拌5分钟后出，将混合均匀的物料送入双螺杆挤 出机中，在温度为160°C-240°C进行挤出造粒得到生物降解农用地膜料；将所得的生物降 解农用地膜料通过水下热切方式造成颗粒后，在除湿干燥机中80°C烘干2小时，然后送入 单螺杆挤出吹膜机制成厚度为4的生物降解塑料薄膜。
[0015] 一种生物降解农用地膜，包括生物降解塑料本体，所述生物降解塑料本体的外表 面单侧或两侧覆有油膜层，所述油膜层的油膜为式I所述物质中的一种或几种， 式I札為， 其中，&为数均分子量为100-20000的烯基或烷基，优选数均分子量为200-6000洱2为 氢、羟基、酯基、二羧酸酯基、酰胺基、酰亚胺基、磺酸基、醛基、酮基、脲基、氨基及其他活性 基团。
[0016] 优选地，当R2为氢时，式I中的Ri为聚异丁烯或环氧化聚异丁烯。
[0017] 更优选地，式I中的&为聚异丁烯，其数均分子量为100-20000,优选数均分子量 为 200-6000。
[0018] 优选地，式I表达的物质为聚异丁烯、聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、 环氧化聚异丁烯、聚异丁烯醇或二醇及其酯。
[0019] 本发明通过在生物降解塑料本体的外表面单侧或两侧分别覆有油膜层，且将油膜 层的油膜选为式I所述物质中的一种或几种，在生物降解农用地膜放置和使用过程中，其 外表面两侧的油膜层不但可以增加生物降解农用地膜对土壤的保墒、保温能力，而且生物 降解农用地膜的油膜层是由醇、烯烃、酰胺或酯组成，具有高度生物相容性和生物降解性， 在生物降解农用地膜放置和使用过程中，一方面，油膜与生物降解地膜本体具有良好的界 面相容性，可以增加生物降解农用地膜对土壤的保墒及保温能力；更为重要的是，油膜与生 物具有高度的相容性，在与本体具有良好界面相容性下，油膜层会协同本体一起发生生物 降解，最终完全转化为二氧化碳和水，解决传统聚乙烯地膜残留造成的环境污染。
[0020] 所述生物降解塑料本体的外表面的油膜层厚度为0. 01-2. 5um。
[0021] 其中，所述油膜层常温下溶于溶剂油且不溶于水。所述溶剂油可以定义为对某些 物质起溶解、稀释、洗涤和抽提等作用的轻质石油产品，由原油经常压蒸馏所得沸点范围较 窄的轻质油馏分经酸碱等精制而得，也可由催化重整的产物经芳烃抽提后的抽余物再进行 蒸馏精制而成，主要成分为烷烃、环烷烃和芳烃。石油溶剂通常按其98%馏出温度或干点 100%馏出温度分为70、90、120、180、190、200等牌号。
[0022] ①70号溶剂油，沸程60°C -70°C，主要成分为饱和烃。
[0023] ②90号溶剂油，又称石油醚，沸程60°C -90°C，主要用作工业溶剂和化学试剂。
[0024] ③120号溶剂油，又称橡胶溶剂油，沸程80°C -120°C。
[0025] ④180号溶剂油，又称航空洗涤油，沸程40°C _180°C。
[0026] ⑤190号溶剂油，又称工业汽油，沸程40°C _190°C。
[0027] ⑥200号溶剂油，俗称松香水。
[0028] 所述生物降解农用地膜的总厚度为2-25um，优选4_13um。
[0029] 所述生物降解农用地膜还包括0. 1-10重量份添加剂，如稳定剂、成核剂、中和剂、 增塑剂、润滑和脱模剂、表面活性剂、抗静电剂、UV吸收剂、UV稳定剂、热稳定剂、防雾剂、染 料、颜色颜料或活性物质（例如作物保护剂如杀真菌剂、杀虫剂、杀生物剂、生长促进剂、信 息激素和维生素）。所述生物降解塑料本体为生物降解均聚酯和/或生物降解共聚酯。
[0030] 所述生物降解均聚酯选自聚乳酸PLA、聚羟基乙酸、聚3-羟基丁酸PHB、聚3-羟基 戊酸、聚3-羟基己酸、聚己内酯PCL、聚羟基丁基酸酯、聚戊内酯、聚碳酸亚丙酯PPC的一种 或几种；所述生物降解共聚酯选自聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯PBS、聚丁二酸丁 二醇共己二酸酯PBSA、聚对苯二甲酸丁二醇共丁二酸酯PBST、聚对苯二甲酸丁二醇共己二 酸酯PBAT的一种或几种。
[0031] 本发明实施例所述的生物降解农用地膜的制备方法，可以是借由生物降解农用地 膜配方中的物质析出至生物降解农用地膜外层得到，也可以是在生物降解农用地膜表面直 接进行表面涂覆得到。
[0032] 在生物降解农用地膜表面直接进行表面涂覆包括如下步骤： a) 将生物降解塑料本体进行除油、除杂、除电的预处理； b) 将油膜层的油膜涂覆在步骤a)预处理后的生物降解塑料本体表面；或者采用喷涂 方式将油膜层的油膜通过一次或多次喷涂在步骤a)预处理后的生物降解塑料本体表面； c) 通过光照或在线加热干燥，干燥时间为lmin-60min，即得。
[0033] 其中，步骤c)所述的光照选自紫外、红外、日光灯或正常光照。
[0034] 本发明与现有技术相比，具有如下有益效果： 1)本发明通过在生物降解塑料本体的外表面单侧或两侧分别覆有油膜层，且将油膜层 的油膜选为式I所述物质中的一种或几种，在生物降解农用地膜放置和使用过程中，一方 面，其上、下外表面形成的多层油膜与生物降解农用地膜本体具有良好的界面相容性，可以 增加生物降解农用地膜对土壤的保墒、保温能力，而且生物降解农用地膜的油膜层的油膜 是由醇、烯烃、酰胺或酯组成，具有高度生物相容性和生物降解性，会同生物降解农用地膜 一起完全降解，最终完全转化为二氧化碳和水，解决传统聚乙烯地膜残留造成的环境污染。
[0035] 2)本发明生产工艺简单，生产成本较低。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明生物降解农用地膜的结构示意图。
[0037] 图中：1、生物降解塑料本体；2、第一油膜层；3、第二油膜层。
【具体实施方式】
[0038] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明，以下实施例和对比例为本发明较佳 的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
[0039] 本发明实施例所述的生物降解农用地膜的制备方法，可以是借由生物降解农用地 膜配方中的物质析出至生物降解农用地膜外层得到，也可以是在生物降解农用地膜表面直 接进行表面涂覆得到。
[0040] 实施例1 如图1所示，一种生物降解农用地膜，包括生物降解塑料本体1，所述生物降解塑料本 体1的上外表面覆有一层第一油膜层2,第一油膜层2的厚度为0. 1 y m ;所述生物降解塑料 本体1的下外表面覆有一层第二油膜层3,第二油膜层3厚度为1. 0 y m，所述生物降解塑料 农膜的总厚度为15 ym，所述油膜层的油膜为聚异丁烯，数均分子量为1300。
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