[發明專利]一種利于馬鈴薯生長的全生物降解地膜專用料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711256377.3
• 申請日: 2017-12-03
• 公開（公告）號: CN107880518A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 付宇經;宣兆志;閻寶林;李開磊;張鑫科
• 申請（專利權）人: 山東天野生物降解新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L67/02;C08L67/04;C08K13/02;C08K3/36;C08K3/26;C08K5/053;C08K3/34;C08J5/18
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技術領域

本發明屬地面覆蓋薄膜技術領域，確切地說，涉及一種利于馬鈴薯生長的全生物降解地膜專用料及其制備方法。

背景技術

目前，地膜已經廣泛應用于各國農業領域，并且以其獨有的保溫、保濕、保墑、增肥、增產等作用，備受重視；在我國每年地膜的使用量超過 100 萬噸，而這些地膜的材質基本都是 PE 等傳統石油基材料，這些材料在使用廢棄后會遺留在土壤中，造成嚴重的白色污染；馬鈴薯作為我國繼小麥、小米、大米之后的第四大農作物口糧，具有較大的發展前景；目前種植馬鈴薯普遍采用地膜覆蓋技術，具有提高地溫、增加有效積溫、保墑、改善土壤結構、有利于馬鈴薯植株生長等優點，但同時由于普通地膜無法降解，馬鈴薯收獲時，需揭開地膜，然后人工或機械挖收薯塊，殘膜堆積在田頭或殘留在農田中，給土壤和環境造成了嚴重的“白色污染”問題，并造成土壤板結、通透性變差、根系生長受阻，從而導致后茬作物減產；生物聚酯材料如聚甲基乙撐碳酸脂（PPC）、聚乳酸（PLA）、聚對苯二甲酸丁二醇酯-已二酸丁二醇酯（PBAT）作為新型的生物降解材料，是由再生的植物資源原料制成；其使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，是世界公認的環境友好材料；采用可完全生物降解高分子樹脂制備的生物降解地膜是解決農田“白色污染”問題的有效途徑，具有廣闊的市場前景。

在全生物降解方面，已經申請了不少專利，如申請號為201610985359.8的中國專利一種生物降解除草地膜在馬鈴薯栽培中的應用，生物降解樹脂聚乳酸(PLA)和聚(己二酸丁二醇酯-對苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT) 70～97％生，物降解除草劑母粒3～30％，擠出造粒而制得；有效防治畦面雜草滋生及解決普通塑料帶來的環境污染問題，且節省人力勞動力成本；但該專利不能滿足馬鈴薯生長前期保溫保濕的要求；中國專利CN103709695B一種 PLA 改性材料及其制備方法和 PLA 生物降解地膜，其組成為PLA 58-80 重量 %，PBAT 15-40 重量 %，改性滑石粉 0.1-5 重量 %，抗氧劑 0.1-2 重量%，紫外吸收劑0.1-1重量%，光穩定劑0.1-2重量 %，開口劑 0.1-2 重量 %，擴鏈劑 0.1-1 重量 %，引發劑 0.0005-0.05 重量 %；該專利生產的地膜具有較高的強度和伸長率；該專利也沒有保溫保濕功能，而且韌性還有不足。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種利于馬鈴薯生長的全生物降解地膜專用料及其制備方法，本發明專用料生產的完全生物降解適用于馬鈴薯用的地膜，針對馬鈴薯生長期特點，具有優良的保溫保濕性能，柔韌性能好，地膜開口性好（節省鋪設地膜時間），透光度高，且具有完全生物降解性能。

一種利于馬鈴薯生長的全生物降解地膜專用料，以重量份數計，包括如下組分：

PPC 100份，增韌改性樹脂混合物 50-90份，保溫增溫助劑2-5份；成核劑0.5-1.0份，高分子助劑0-5份。

其中所述PPC為聚碳酸亞丙酯樹脂，是由二氧化碳和環氧丙烷聚合而成的一種高分子材料，分子量25-50萬，分子量分布3-5；該樹脂在堆肥條件下，180天相對生物分解率超過90%。

所述的增韌改性樹脂混合物為低分子量的聚己內酯與聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯的混合物，其比例為1：1.5-2.0，其中低分子量聚己內酯平均分子量為1000-3000，柔軟性極佳，作為PPC樹脂的增塑劑，聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯（PBAT）優選分子量為10000-30000，較低分子量的PBAT具有較好的加工流動性，起到增韌劑的作用；實驗證明，兩者按一定比例混合增韌PPC，能夠使得整個材料既具有優良的加工性能及成膜性能，又具有極好的韌性。

所述成核劑優選二氧化硅。

所述高分子助劑為季戊四醇，起到控制生物聚酯降解時間，提高降解材料存放時間的作用；由于生物聚酯材料分子中含有羧基，高分子助劑的加入封閉聚酯材料的殘余羧基，有效擬制聚酯材料因水解引起的力學性能下降，延長產品保存和使用壽命。

所述的保溫增溫助劑由碳酸鍶和片狀功能母料復配制成，兩種組分的重量比為1：（1.5-2）。

其中所述碳酸鍶優選片狀碳酸鍶，其制備方法如下：

(1) 熟料制備：將選礦富集后的天青石礦與還原煤分別破碎，并以礦煤比1∶0.4 -1∶0.6 的重量比混合，置于焙燒爐中，在1100-1150℃下焙燒1.5- 2.0 小時得到硫化鍶熟料。

選礦富集后天青石礦的硫酸鍶品位大于60％即可，還原煤以高炭低硫煤為佳。