[發明專利]一種旱作農業區生物全降解材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710167015.0
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106982683A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 秦文生;陸海榮;秦體文;尹長宏;孫智剛
• 申請（專利權）人: 蘭州鑫銀環橡塑制品有限公司
• 主分類號: A01G13/02
• 分類號: A01G13/02;B32B27/08;B32B27/32;B32B27/36;C08L23/06;C08L23/08;C08K13/02;C08K5/098;C08K3/26;C08K3/38;C08L67/04;C08K3/36;C08K5/544
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司11514
• 代理人: 安娜

技術領域

本發明涉及地膜技術領域，具體涉及一種旱作農業區生物全降解材料及其制備方法。

背景技術

眾所周知，農業問題一直是關系到我國國計民生的重要戰略問題。地膜作為農業生產的重要物質資料之一，其應用極大地促進了農業產量和效益的提高，帶動了農業生產方式的改變和農業生產力的飛躍發展。據統計，地膜覆蓋技術的推廣應用，使全世界農作物適種地區在南、北半球分別向南、北推移了2^o-4^o的地理緯度，向高山地區推移了500-1000m海拔高度，作物普遍增產30％-50％，增值40％-60％。然而，普通農用地膜多采用不可降解的聚乙烯薄膜，不僅帶來了農業生產上的“白色污染”，而且對耕地的可持續利用帶來了極大的威脅。此外，地膜應用30多年來，由于人們環保意識的滯后以及有效殘膜回收措施的缺乏，目前我國長期覆膜的農田土壤，平均每畝地膜殘留量高達5-15公斤。大量殘留的地膜碎片不易被土壤微生物降解，且長期存留于農田導致土壤結構破壞、耕地質量嚴重下降；此外，大量殘膜的存在造成農事操作受阻，給下一季農作物耕作帶來不利影響，嚴重阻礙了農業方面生產力的發展。生物降解地膜的出現為解決農用地膜污染提供了一個有效途徑。

為了開發出不可降解地膜的環保替代產品，國內外廣泛開展了可降解地膜的研究，主要包括：淀粉添加型降解地膜、光降解地膜以及植物纖維地膜等。其中，淀粉添加型降解地膜的強度、拉伸性、透光性均較差，且降解時間難以控制；光降解地膜受天氣影響較大，無光或陰天的時候不易降解；紙地膜或麻地膜存在強度低、抗風雨能力差、易破碎、不適宜機械鋪膜的問題。基于此，研發一種新型的可降解地膜尤為重要，其將顯著減小農業耕種的生產成本，進而促進農業生產力的發展。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供了一種旱作農業區生物全降解材料及其制備方法。本發明提供的旱作農業區生物全降解材料，采用雙層結構，具有優異的防水性、阻燃性和拉伸強度、斷裂伸長率等機械性能。將其用作地膜時，不僅具有優異的調溫保墑作用，而且易于降解，尤其是在實際使用過程中，各部分能夠同時達到降解終點，從而消除了傳統市售降解地膜在應用過程中各部分降解速率不一的缺陷。

為此，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種降解材料，采用雙層膜結構，包括第一層膜和第二層膜，且第一層膜的降解時間大于第二層膜的降解時間；其中，第一層膜的原料組分按重量份計，包括：硬脂酸鐠0.03-0.05重量份、水滑石粉0.10-0.30重量份、正辛基二茂鐵和/或正辛酰基二茂鐵0.05-0.10重量份、硬脂酸鍶0.10-0.50重量份、電氣石粉0.50-0.90重量份、間苯二酚單苯甲酸酯0.10-0.30重量份、4-羥甲基-2，6-二叔丁基苯酚0.05-0.20重量份、高密度聚乙烯30-50重量份、低密度聚乙烯10-20重量份和線性低密度聚乙烯20-30重量份；第二層膜的原料組分按重量份計，包括：聚乳酸30-70重量份、納米二氧化硅1-10重量份、3-氨丙基三乙氧基硅烷1-5重量份、硬脂酸鑭0.05-0.20重量份、低密度聚乙烯5-10重量份以及線性低密度聚乙烯4.8-30重量份。

具體地，本發明提供的降解材料為雙層膜旱作農業區生物全降解材料，其在用作地膜的實際使用過程中，第一層膜為地膜表層膜，即與空氣接觸的層，第二層膜為地膜底層膜，即與土壤接觸的層。第一層膜的降解時間大于第二層膜的降解時間，是指在降解性能測試中，如光氧化降解實驗、熱氧化降解實驗或其他降解實驗中，達到同樣降解情況時，第一層膜的降解時間大于第二層膜的降解時間。高密度聚乙烯又稱低壓聚乙烯，白色粉末顆粒狀產品，無毒、無味，是在15-30個大氣壓下，通過有機化合物催化進行Ziegler-Natta聚合而成，密度約為0.940-0.976g/cm³，結晶度為80％-90％，軟化點為125-135℃。低密度聚乙烯俗稱高壓聚乙烯，即在100-300MPa的高壓下，過氧化物催化自由基聚合生成，其密度約為0.910-0.925g/cm³，熔點約為130℃-145℃，具有密度低及材質軟等優點。線型低密度聚乙烯是指乙烯與少量高級-烯烴在催化劑存在下聚合而成之共聚物，密度約為0.918-0.935g/cm³，具有較高的軟化溫度和熔融溫度，且具有強度大、韌性好、延展能力高等優點。