一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜的制作方法
【專利摘要】一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，屬于地膜【技術(shù)領(lǐng)域】。其由全生物可降解高分子樹(shù)脂和功能性助劑經(jīng)過(guò)熔融共混造粒再吹膜形成，所述的全生物可降解高分子樹(shù)脂占總重量的90%以上。上述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，設(shè)計(jì)合理，采用全生物可降解高分子樹(shù)脂和功能性助劑合理的配比，使得該全生物降解地膜達(dá)到優(yōu)異的橫縱向撕裂性能，橫向撕裂強(qiáng)度和縱向撕裂強(qiáng)度均能達(dá)到200KN/m以上。
【專利說(shuō)明】一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地膜【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜。

【背景技術(shù)】
[0002]自1979年引進(jìn)塑料地膜覆蓋栽培技術(shù)以來(lái)，農(nóng)產(chǎn)品大幅增產(chǎn)。隨著地膜用量迅猛增加，傳統(tǒng)地膜不降解且難回收，相應(yīng)殘膜在耕地中的積累越來(lái)越多，污染農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。。可降解地膜不僅具有傳統(tǒng)地膜類似的保溫保濕效果，還可自然降解，解決了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題。因此，研究開(kāi)發(fā)可降解地膜的迫在眉睫。目前，可降解地膜主要有生物降解地膜、光降解地膜、光/生物降解地膜、植物纖維地膜等等。國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)較多的是光降解地膜、光/生雙降解地膜與生物降解地膜。
[0003]CN1194275A, CN102105074A, CN103483661A 等公開(kāi)的專利，采用在 PE 地膜中引入光敏性物質(zhì)，使其在吸收紫外光后引發(fā)PE大分子鏈斷裂的一類地膜。其不足在于一是降解受紫外線強(qiáng)度、環(huán)境氣候等多種因素制約，二是不能完全降解，是否產(chǎn)生二次污染尚不明確。
[0004]CN1472241A,CN102850626A等公開(kāi)的專利，采用在PE地膜中添加光敏劑和生物降解助劑等的一類地膜。其特點(diǎn)是將地膜降解成小顆粒，短期對(duì)作物生長(zhǎng)無(wú)明顯負(fù)面影響，但隨著時(shí)間的推移，土壤中塑料顆粒逐漸增加，影響作物生長(zhǎng)。
[0005]全生物降解地膜是在自然條件下能夠完全分解成水和二氧化碳等無(wú)機(jī)物的一類地膜。其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)造成土壤的二次污染，屬于真正意義上的環(huán)境友好型地膜。生物可降解地膜存在力學(xué)性能差、耐水性能差、降解速度快等的問(wèn)題。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?5191396等，采用聚乳酸、脂肪族聚酯等可降解聚酯樹(shù)脂制造地膜，但物理力學(xué)性能難以滿足許多實(shí)際應(yīng)用。
[0006]光降解地膜是在PE地膜中引入光敏性物質(zhì)，使其在吸收紫外光后引發(fā)PE大分子鏈斷裂的一類地膜。其不足在于一是降解受紫外線強(qiáng)度、環(huán)境氣候等多種因素制約，二是不能完全降解，是否產(chǎn)生二次污染尚不明確。
[0007]光/生雙降解地膜是在PE地膜中添加光敏劑和生物降解助劑等的一類地膜。其特點(diǎn)是將地膜降解成小顆粒，短期對(duì)作物生長(zhǎng)無(wú)明顯負(fù)面影響，但隨著時(shí)間的推移，土壤中塑料顆粒逐漸增加，影響作物生長(zhǎng)。
[0008]生物降解地膜是在自然條件下能夠完全分解成水和二氧化碳等無(wú)機(jī)物的一類地膜。其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)造成土壤的二次污染，屬于真正意義上的環(huán)境友好型地膜。但是生物可降解地膜存在力學(xué)性能差、耐水性能差、降解速度快等的問(wèn)題。
[0009] 地膜的橫縱向撕裂性能是其使用的重要前提之一，橫縱向撕裂差會(huì)直接導(dǎo)致全生物降解地膜在環(huán)境中提前破裂達(dá)不到預(yù)期的保溫保濕增產(chǎn)效果。一般來(lái)說(shuō)，全生物降解地膜橫縱向撕裂性能都要求達(dá)到100KN/m以上。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)提供一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜的技術(shù)方案。該地膜力學(xué)性能優(yōu)異，保溫保濕效果好，生態(tài)環(huán)境友好，加工工藝簡(jiǎn)單。
[0011]所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于由全生物可降解高分子樹(shù)脂和功能性助劑經(jīng)過(guò)熔融共混造粒再吹膜形成，所述的全生物可降解高分子樹(shù)脂占總重量的90%以上，所述的全生物可降解高分子樹(shù)脂為聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-1，4- 丁二醇酯、聚羥基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸-丁二酸-丁二醇酯、聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、聚己內(nèi)酯、聚乙交酯、3-羥基丁酸酯與3-羥基戊酸酯共聚酯和聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯的一種或多種共混物。
[0012]所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括開(kāi)口劑、抗氧劑、擴(kuò)鏈劑、光穩(wěn)定劑和填料
所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括占總重量1%~4%的開(kāi)口劑，優(yōu)選為占總重量1.5%~3.5%，所述的開(kāi)口劑為油酸酰胺、二氧化硅、聚乙烯蠟、硅油和硬脂酸鈣中的一種以上物質(zhì)。
[0013]所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括占總重量1%。飛％。的抗氧劑，優(yōu)選為占總重量2%。~3%。，所述的抗氧劑為4-羥甲基-2，6- 二叔丁基酚 、叔丁基羥基茴香醚、2-甲基-4，6- 二壬基苯酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、2，5- 二叔丁基對(duì)苯二酚、3，5- 二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二 (十八)酯、3，5- 二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯、(3，5- 二叔丁基-4-羥苯基)甲基-硫代乙酸異十三烷酯、亞磷酸三異辛酯、亞磷酸苯二異癸酯、亞磷酸二苯異辛酯、亞磷酸十八酯、四(β _3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、亞磷酸酯三(壬基苯酚)、亞磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯和1，3-苯二酚單苯甲酸酯中的一種以上物質(zhì)。
[0014]所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括占總重量1%。~4%。的擴(kuò)鏈劑，優(yōu)選為占總重量1.5%?1~3.5%。，所述的擴(kuò)鏈劑為叔丁基過(guò)氧化氫、甘油、季戊四醇、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲乙酮過(guò)氧化物、過(guò)氧化碳酸酯、過(guò)氧化縮酮和異氰酸酯中的一種以上物質(zhì)。
[0015]所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括占總重量1%。飛％。的光穩(wěn)定劑，優(yōu)選為占總重量2%。~3%。，所述的光穩(wěn)定劑為氧化鈦、2- (2’，4’ - 二羥基苯基)-5，6- 二羥基苯并三氮唑、1，6- 二羥基苯并三唑、丁二酸與4-羥基_2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇共聚物、2，-甲酯基-3-(對(duì)甲氧基苯基)丙烯酸甲酯、亞磷酸三(1，2，2，6，6-五甲基呱啶)酯和2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種以上物質(zhì)。
[0016]所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括占總重量1%~5%的填料，優(yōu)選為占總重量2%~3%，所述的填料為碳酸鈣、碳酸鎂、高嶺土、滑石粉、水滑石、有機(jī)蒙脫土中的一種以上物質(zhì)。
[0017]上述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，設(shè)計(jì)合理，采用全生物可降解高分子樹(shù)脂和功能性助劑合理的配比，使得該全生物降解地膜達(dá)到優(yōu)異的橫縱向撕裂性能，橫向撕裂強(qiáng)度和縱向撕裂強(qiáng)度均能達(dá)到200KN/m以上。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例的限制。本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求書(shū)中提出。
[0019]實(shí)施例1:
聚對(duì)苯二甲酸-丁二酸-丁二醇酯50份、聚碳酸亞丙酯30份、聚乳酸20份、油酸酰胺
1.55份，硬脂酸鈣1.55份，亞磷酸酯三(壬基苯酚)0.1份，四(β -3，5- 二叔丁基_4_羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯0.4份、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.36份，異氰酸酯
0.04份、亞磷酸三(1，2，2，6，6-五甲基呱啶)酯0.5份、滑石粉3.75份、蒙脫土 0.75份。采用雙螺桿35擠出機(jī)熔融共混造粒，溫度以能使所有組分充分混合、助劑均勻分散為最佳，具體實(shí)施工藝現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。粒料經(jīng)注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，粒料吹膜制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行直角撕裂測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。該地膜自鋪膜時(shí)起，45天后開(kāi)始出現(xiàn)破洞，70天后大面積破裂，160天后基本降解成肉眼看不到的碎片。
[0020]實(shí)施例2:
聚羥基脂肪酸酯45份、聚己內(nèi)酯35份、聚丁二酸丁二醇酯20份，二氧化硅2份、聚乙烯蠟2.1份、4-羥甲基-2，6-二叔丁基酚0.225份、叔丁基羥基茴香醚0.1份、2-甲基-4，6-二壬基苯酚0.2份、叔丁基過(guò)氧化氫0.008份、甘油0.07份、季戊四醇0.04份、氧化鈦0.325份、2-(2’，4’ -二羥基苯基)-5 0.1份，6-二羥基苯并三氮唑0.1份、碳酸鈣0.65份、碳酸鎂0.5份。采用雙螺桿35擠出機(jī)熔融共混造粒，溫度以能使所有組分充分混合、助劑均勻分散為最佳，具體實(shí)施工藝現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。粒料經(jīng)注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，粒料吹膜制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行直角撕裂測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。該地膜自鋪膜時(shí)起，30天后開(kāi)始出現(xiàn)破洞，55天后大面積破裂，140天后基本降解成肉眼看不到的碎片。
[0021]實(shí)施例3:
聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-1，4- 丁二醇酯50份、3-羥基丁酸酯與3-羥基戊酸酯共聚酯35份、聚乙交酯15份、二氧化硅3.09份、2，4，6-三叔丁基苯酚0.009份、2，5- 二叔丁基對(duì)苯二酚0.1份、甲乙酮過(guò)氧化物0.236份、過(guò)氧化碳酸酯0.2份、丁二酸與(4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇共聚物0.009份、2，-甲酯基-3-(對(duì)甲氧基苯基)丙烯酸甲酯0.1份、水滑石5.256份。采用雙螺桿35擠出機(jī)熔融共混造粒，溫度以能使所有組分充分混合、助劑均勻分散為最佳，具體實(shí)施工藝現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。粒料經(jīng)注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，粒料吹膜制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行直角撕裂測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。該地膜自鋪膜時(shí)起，50天后開(kāi)始出現(xiàn)破洞，75天后大面積破裂，180天后基本降解成肉眼看不到的碎片。
[0022]實(shí)施例4:
聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯45份、聚羥基脂肪酸酯35份、聚丁二酸丁二醇酯20份、硅油4份、亞磷酸十八酯0.4份、過(guò)氧化縮酮0.3份、丁二酸與4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇共聚物0.2份、高嶺土 3份。采用雙螺桿35擠出機(jī)熔融共混造粒，溫度以能使所有組分充分混合、助劑均勻分散為最佳，具體實(shí)施工藝現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。粒料經(jīng)注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，粒料吹膜制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行直角撕裂測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。該地膜自鋪膜時(shí)起，30天后開(kāi)始出現(xiàn)破洞，50天后大面積破裂，150天后基本降解成肉眼看不到的碎片。
[0023]實(shí)施例5:
聚羥基脂肪酸酯50份、聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯30份、聚乳酸20份，其他成分與工藝條件均與實(shí)施例1相同。粒料經(jīng)注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，粒料吹膜制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行直角撕裂測(cè)試，結(jié)果列于表1。該地膜自鋪膜時(shí)起，45天后開(kāi)始出現(xiàn)破洞，70天后大面積破裂，180天后基本降解成肉眼看不到的碎片。
[0024]比較例1:
聚對(duì)苯二甲酸-丁二酸-丁二醇酯50份、聚碳酸亞丙酯30份、聚乳酸20份，除不加功能性助劑之外，其他工藝條件與實(shí)施例1相同。粒料經(jīng)注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，粒料吹膜制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行直角撕裂測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。該地膜自鋪膜時(shí)起，40天后開(kāi)始出現(xiàn)破洞和大量裂縫，50天后大面積破裂，160天后基本降解成肉眼看不到的碎片。
[0025]比較例2:
聚羥基脂肪酸酯45份、聚己內(nèi)酯35份、聚丁二酸丁二醇酯20份，除不加功能性助劑之外，其他工藝條件與實(shí)施例2相同。粒料經(jīng)注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，粒料吹膜制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行直角撕裂測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。該地膜自鋪膜時(shí)起，30天后開(kāi)始出現(xiàn)破洞和大量裂縫，43天后大面積破裂，140天后基本降解成肉眼看不到的碎片。
[0026]比較例3:
聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-1，4- 丁二醇酯50份、3-羥基丁酸酯與3-羥基戊酸酯共聚酯35份、聚乙交酯15份，除不加功能性助劑之外，其他工藝條件與實(shí)施例3相同。粒料經(jīng)注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，粒料吹膜制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行直角撕裂測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。該地膜自鋪膜時(shí)起，50天后開(kāi)始出現(xiàn)破洞和大量裂縫，65天后大面積破裂，180天后基本降解成肉眼看不到的碎片。
[0027]比較例4:
聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯45份、聚羥基脂肪酸酯35份、聚丁二酸丁二醇酯20份，除不加功能性助劑之外，其他工藝條件與實(shí)施例4相同。粒料經(jīng)注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，粒料吹膜制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行直角撕裂測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。該地膜自鋪膜時(shí)起，30天后開(kāi)始出現(xiàn)破洞和大量裂縫，40天后大面積破裂，150天后基本降解成肉眼看不到的碎片。
[0028]比較例5:
聚羥基脂肪酸酯50份、聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯30份、聚乳酸20份，除不加功能性助劑之外，其他成分與工藝條件均與實(shí)施例1相同。粒料經(jīng)注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，粒料吹膜制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行直角撕裂測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。該地膜自鋪膜時(shí)起，45天后開(kāi)始出現(xiàn)破洞和大量裂縫，58天后大面積破裂，180天后基本降解成肉眼看不到的碎片。
[0029]實(shí)施例1、2、3、4、5全生物降解地膜的力學(xué)性能優(yōu)異，拉伸強(qiáng)度高、柔韌性好、橫向與縱向撕裂優(yōu)異。與比較例1、2、3、4、5相比，實(shí)施例廣5的膜橫縱向撕裂性能較比較例1、
2、3、5優(yōu)異許多。相比較實(shí)施例1、2、3、4、5，比較例I飛由于膜橫縱向撕裂差，導(dǎo)致地膜在未完全降解之前就喪失了應(yīng)有的作用。
[0030]表1

【權(quán)利要求】
1.一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于由全生物可降解高分子樹(shù)脂和功能性助劑經(jīng)過(guò)熔融共混造粒再吹膜形成，所述的全生物可降解高分子樹(shù)脂占總重量的90%以上，所述的全生物可降解高分子樹(shù)脂為聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-1，4- 丁二醇酯、聚羥基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸-丁二酸-丁二醇酯、聚乳酸、聚碳酸亞丙酯、聚己內(nèi)酯、聚乙交酯、3-羥基丁酸酯與3-羥基戊酸酯共聚酯和聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯的一種或多種共混物。
2.如權(quán)利要求1所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括開(kāi)口劑、抗氧劑、擴(kuò)鏈劑、光穩(wěn)定劑和填料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括占總重量1%~4%的開(kāi)口劑，優(yōu)選為占總重量1.5%~3.5%，所述的開(kāi)口劑為油酸酰胺、二氧化硅、聚乙烯蠟、硅油和硬脂酸鈣中的一種以上物質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括占總重量1%。飛％。的抗氧劑，優(yōu)選為占總重量2%。~3%。，所述的抗氧劑為4-羥甲基-2，6-二叔丁基酚、叔丁基羥基茴香醚、2-甲基-4，6-二壬基苯酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、2，5- 二叔丁基對(duì)苯二酚、3，5- 二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二 (十八)酯、3，5- 二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯、(3，5- 二叔丁基-4-羥苯基)甲基-硫代乙酸異十三烷酯、亞磷酸三異辛酯、亞磷酸苯二異癸酯、亞磷酸二苯異辛酯、亞磷酸十八酯、四(β _3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、亞磷酸酯三(壬基苯酚)、亞磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯和1，3-苯二酚單苯甲酸酯中的一種以上物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括占總重量1% 1~4%。的擴(kuò)鏈劑，優(yōu)選為占總重量1.5%?1~3.5%。，所述的擴(kuò)鏈劑為叔丁基過(guò)氧化氫、甘油、季戊四醇、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲乙酮過(guò)氧化物、過(guò)氧化碳酸酯、過(guò)氧化縮酮和異氰酸酯中的一種以上物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括占總重量1%。飛％。的光穩(wěn)定劑，優(yōu)選為占總重量2%。~3%。，所述的光穩(wěn)定劑為氧化鈦、2- (2’，4’- 二羥基苯基)-5，6- 二羥基苯并三氮唑、I，6- 二羥基苯并三唑、丁二酸與4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇共聚物、2，-甲酯基-3-(對(duì)甲氧基苯基)丙烯酸甲酯、亞磷酸三(1，2，2，6，6-五甲基呱啶)酯和2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種以上物質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種橫縱向撕裂性能優(yōu)異的全生物降解地膜，其特征在于所述的功能性助劑包括占總重量1%~5%的填料，優(yōu)選為占總重量2%~3%，所述的填料為碳酸鈣、碳酸鎂、高嶺土、滑石粉、水滑石、有機(jī)蒙脫土中的一種以上物質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C08K3/34GK104072952SQ201410269453
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】殷宏軍, 戴清文, 楊科, 王青青, 俞利生 申請(qǐng)人:浙江杭州鑫富藥業(yè)股份有限公司