[發明專利]可完全生物降解的多功能地膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201310256129.4
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103289134A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 李云政;萬玉青
• 申請（專利權）人: 安徽雪郎生物科技股份有限公司
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L3/10;C08L3/08;C08L3/06;C08L3/04;C08L67/04;C08L67/02;C08L67/00;C08K13/02;C08K5/21;C08K5/11;C08K3/32;C08K3/30;C08K
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 劉俊玲;張亞軍

技術領域

本發明涉及一種塑料薄膜，具體涉及一種可降解的多功能地膜，及其制備方法。

背景技術

由于地膜可以提高土壤溫度，保持土壤水分，維持土壤結構，防止害蟲侵襲作物和某些微生物引起的病害及促進植物生長的功能，已廣泛用于糧、棉、油、菜、瓜果、煙、糖、藥、麻、茶、林等40多種農作物上，使作物普遍增產10%～50%，帶來了農業生產方式的變革，被成為“白色革命”。

然而由于塑料穩定性好，特別是大量超薄地膜的使用，薄膜破碎后進入土壤上百年都難以降解，大量累積嚴重影響植物根系的發育和對營養的吸收，導致作物減產。隨著用量的不斷增大，農用塑料殘膜清理回收十分困難，土壤中塑料地膜的殘留量逐年增加，給農業生態環境和人體健康帶來了嚴重的負面影響，對農業可持續發展構成威脅。新疆維吾爾自治區農業廳于1998年在重點縣（市）開展了廢舊地膜污染調查工作。從對哈密、伊犁等6地州16縣（市）的調查結果看，廢舊地膜平均殘留量為2.52公斤／畝，其中，最嚴重的一個樣點為17.86公斤／畝。隨著時間的推移，累積量還將不斷增加，農用地膜污染治理已刻不容緩。因此，發展具有塑料的使用和加工性能，但在使用廢棄后能被自然界中的微生物分解的地膜成為有效的解決途徑。

淀粉是可自然再生的生物聚合物，具有良好的生物降解性，來源豐富，價格低廉，被廣泛作為生物材料使用。在專利US5496910，WO97/23564，US6348524，US6025417中將干燥的淀粉顆粒，或凝膠化的熱塑性淀粉與生物降解聚合物PCL，PLA，PBS等共混得到具有良好生物降解性的聚合物。通常熱塑性淀粉是在多元醇如甘油，山梨醇等存在下經高溫高壓擠出得到，然而這種熱塑性淀粉由于淀粉是親水性聚合物，而PCL，PLA，PBS等均為疏水性聚合物，兩相之間的相容性差，當淀粉填充量大時，所得制品力學性能大幅下降。例如：25%的淀粉與PCL共混，其拉伸強度只有PCL的一半，而25%未改性的顆粒狀淀粉與PHB/V共混，拉伸強度只有PHB/V的60%。要獲得良好力學性能的共混物，必須改善兩相之間的相容性，提高淀粉相與樹脂相的結合力。李云政等在專利CN101928411B中利用羥基化聚酯作為增容劑，低聚合度的二元酸甘油酯復合增塑劑得到了具有高淀粉填充，優良加工性能和機械性能的完全降解淀粉基樹脂，可廣泛應用于包裝和農膜。

高慶霄在專利90105349中以普通塑料薄膜為載體，將光解劑均勻拌入顆粒塑料，通過吹膜均勻分布在地膜之中，然后在地膜表面涂敷含除草劑、微肥等的水溶性聚乙烯醇溶液。通過烘干除水后制成具有保溫、保濕、除草、施微肥，并能定期光解的農用多功能地膜。生產過程可應用二次法工藝或一體化工藝，均采用機械化作業。然而該方法所得到的多功能地膜利用光降解劑將地膜分解為碎片進入土壤后不能繼續分解，會對土壤造成污染。其次由于微肥屬于無機鹽，與聚乙烯的相容性差，需要利用聚乙烯醇水溶液作為粘著劑，將除草劑和微肥等添加劑涂覆到薄膜上，需要增加烘干工藝，操作復雜，成本增加。另外由于聚乙烯醇的水溶性，添加劑會一次性轉移至土壤中，不具有緩釋功能。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種多功能地膜，不僅具有普通地膜保溫、保水的功效，而且具有完全生物降解和緩釋施肥或殺蟲除草功能。

本發明的上述目的是通過以下技術方案實現的：

提供一種可完全生物降解的多功能地膜，按重量百分比計，它含有以下成份：

（1）淀粉類天然生物聚合物或其衍生物，占所述地膜總重量的5～70%；

（2）可生物降解的合成聚合物，占所述地膜總重量的5-90%；

（3）界面增強劑，占所述地膜總重量的3-20%；

（4）以尿素為主要成分的復合增塑劑，其中所含尿素的量為所述淀粉類天然生物聚合物或其衍生物的10%-100%；

（5）氮磷鉀復合肥，用量為所述淀粉類天然生物聚合物或其衍生物與復合增塑劑總量的5-30%；

（6）殺蟲劑，占所述地膜總重量的0.05%-0.2%；

（7）除草劑，占所述地膜總重量的0.01%-0.1%；

（8）微肥，用量為所述淀粉類天然生物聚合物或其衍生物的0.01-1%。

本發明優選的方案中，所述的可完全生物降解的多功能地膜，按重量百分比計，含有以下成份：

（1）淀粉類天然生物聚合物或其衍生物，占所述地膜總重量的20～70%；

（2）可生物降解的合成聚合物，占所述地膜總重量的20-80%；