[發明專利]一類含磷營養型可生物降解覆蓋地膜材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010476420.2
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111440300A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 宋潔;李勝港;牛育華;竇玉芳
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08G63/692
• 分類號: C08G63/692;C08G63/85;C08J5/18;C08L67/02;C05F11/00;C05G5/16;A01G13/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發明公開了一類含磷營養型可生物降解覆蓋地膜材料及其制備方法，制備原料包括：丁二醇、丁二酸、含磷有機物、鈦酸丁酯。其中丁二醇、丁二酸、含磷有機物的摩爾比為：1:1:(0.01～0.05)；鈦酸丁酯占原料總質量的0.02％～0.06％。將各反應原料經過脫水縮合，升溫聚合純化后，在90～170℃下造粒，然后將含氮營養型可生物降解母粒在160～220℃吹膜，制得含磷營養型可生物降解覆蓋地膜。本發明農用地膜在解決傳統塑料帶來的環境污染、土壤污染等問題的同時，還可為作物生長提供必須營養元素。

技術領域

本發明屬于地膜材料應用領域，具體涉及一類含磷營養型可生物降解覆蓋地膜材料及其制備方法。

背景技術

地膜是農業耕作時常用的一種工具，地膜的化學本質就是石油化工產品聚氯乙烯產品。經過多次多地的實地測驗結果，確定了地膜適合于在中國推廣使用，其對中國農業向現代化發展起到了一定的促進作用。但廢棄地膜對農田造成的危害卻不可忽略，這些廢棄物嚴重破壞了土壤結構，削弱了土壤的耕種能力，影響美觀。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是脂肪族聚酯的一種，與其他可生物降解塑料相比，其相應的聚合單體既可以從石油產品中得到，也可以由發酵生物資源制備，同樣是一種可完全生態循環的環保材料，目前已在各行各業中廣泛應用，但PBS只具有可生物降解性，雖然可緩解普通地膜的瓶頸問題，但其功能性函待進一步開發。

磷不但是植物體中許多重要化合物的成分，而且以多種方式參與植物的新陳代謝過程。利用含磷化合物對可生物降解材料改性，在可生物降解地膜施用過程中，含磷化合物伴隨地膜降解釋放，可被植物利用，可以達到減輕環境污染，增強作物品質的雙重效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一類含磷營養型可生物降解覆蓋地膜材料及其制備方法，能夠克服上述傳統地膜不可降解對土壤造成的危害和環境污染。同時在本產品中加入磷元素，通過地膜降解特性在使用過程中將磷元素釋放到土壤中來，增加土壤營養成分達到減輕環境污染，增強作物品質作用。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明公開了一類含磷營養型可生物降解材料，所述的含磷營養型可生物降解材料包括如下四種，結構式分別為：

本發明還公開了上述含磷營養型可生物降解材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按1：1：(0.01～0.05)的摩爾比，取原料丁二醇、丁二酸和含磷有機物，再取占上述原料總質量0.02％～0.10％的鈦酸丁酯作為催化劑；

2)在氮氣氣氛下，將丁二醇、丁二酸和含磷有機物攪拌升溫進行脫水縮合反應；

3)去除氮氣氣氛，向反應體系中加入鈦酸丁酯，在密封條件下加熱進行聚合反應，直至反應體系凝固，冷卻后，結晶，制得含磷營養型可生物降解覆蓋地膜材料。

優選地，所述含磷有機物為三羥甲基氧化磷，三(3-羥基丙基)膦，雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦或三羥甲基磷。

優選地，步驟2)中，攪拌升溫至170～190℃進行脫水縮合反應。

優選地，步驟3)中，加熱至220～250℃進行聚合反應。

優選地，步驟3)中，結晶是將反應產物用氯仿溶解，然后倒入乙醇中析出。

本發明還公開了采用上述的含磷營養型可生物降解材料制備覆蓋地膜的方法，將含磷營養型可生物降解材料在90℃～170℃下造粒，制得含磷營養型可生物降解母粒，然后將含磷營養型可生物降解母粒吹膜，制得含磷營養型可生物降解覆蓋地膜。

優選地，吹膜溫度控制在160℃～220℃。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：