[發明專利]一種降解可控的PBAT基生物降解地膜及其制備、使用方法

有效

• 申請號: 202310248213.5
• 申請日: 2023-03-15
• 公開（公告）號: CN115946422B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 丁楊惠勤;王嶄;馬會芹;謝寅浩
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇美達成套設備工程有限公司;江蘇蘇美達新材料科技發展有限公司
• 主分類號: B32B27/36
• 分類號: B32B27/36;C08L67/02;C08L23/06;C08L3/02;C08L67/00;B29C55/28;B32B27/32;B32B27/18;B32B27/08;A01G13/02;A01G22/20;A01G7/06
• 代理公司: 南京創略知識產權代理事務所(普通合伙) 32358
• 代理人: 閆方圓

本發明公開一種降解可控的PBAT基生物降解地膜及其制備、使用方法，屬于高分子化合物技術領域。本發明首次提出根據作物的生長周期通過地膜結構結合塑料地膜降解液，有效地控制膜降解時間，且保證作物生長對溫濕需求。本發明地膜結構包括基底層、支撐層和加強層；基底層為改性淀粉和PBAT復合改性材料，可通過土壤中微生作用促進地膜分解；支撐層為PBAT、PE、改性淀粉共混材料，保證地膜的韌性、氣密性和防水性，保證作物生長所需溫濕度，同時具有較好的機械強度，適用農藝操作；加強層主要成分為PE，可防止地膜降解過快，使降解周期與作物生長周期匹配，具有良好的推廣前景和經濟價值。

技術領域

本發明涉及PBAT改性地膜，具體地，涉及一種降解可控的PBAT基生物降解地膜及其制備、使用方法。

背景技術

地膜覆蓋栽培技術是將塑料薄膜覆蓋在播種后的地面或種植后的農作物幼苗上，起到促進種子萌發、加速幼苗根系和植物地上部分生長等作用。傳統的塑料薄膜包括PE薄膜、PP薄膜等，其具有良好的韌性、氣密性和防水性，有利于農藝操作并能有效保證作物生長溫濕度。但由于其不能自然降解，形成白色垃圾對環境造成污染，成為其在農業領域推廣應用的致命缺點。傳統的地膜覆蓋栽培技術，覆蓋的地膜在作物收割后需要進行人工回收，但據統計由于使用后地膜已老化，存在不同程度的破裂、碎裂的情況，回收率不到60%；殘留的地膜經自然風化后在土地耕作過程中會碎裂成非常細小的微塑料（粒徑小于5mm），這些微塑料會進入深層土壤及地下水中，影響作物栽培生長，進而對人類健康造成威脅。

目前的可完全降解的塑料材料中聚己二酸對苯二甲酸丁二酯（Polybutyleneadipate?terephthalate），簡稱PBAT，因具有優異的柔韌性同時可完全生物降解的優點，成為降解塑料研究中活躍度最高和市場應用前景最好的降解材料之一。然而，PBAT價格高昂，對于農業生產領域而言成本太高。市場上針對降低PBAT材料成本的研發很多，其中研究最多的就是通過添加價格較低的填充劑來降低成本。在眾多的填充劑中，作為生物材料的淀粉，因自然資源稟賦，且可保證PBAT可完全生物降解，成為關注焦點之一。例如，中國專利申請CN112625304A公開的一種高淀粉填充PBAT材料及其制備方法，通過高淀粉填充PBAT材料，成本遠低，且制得的PBAT材料拉伸強度、維卡軟化溫度均顯著高于現有技術。然而，這通過生物材料改性的PBAT薄膜均存在一些共性缺陷，由于生物材料的機械強度有限，其大量的填充引入，降低了PBAT材料的力學性能，這會導致薄膜在農藝操作過程中容易破損，存在氣密性差、防水性不足的問題；而且淀粉、纖維素等生物材料降解速度太快，對于地膜而言，不能滿足為作物生長周期提供充足的溫濕度，因此該類材料尚不適應于農業地膜的應用。

雖然，現有技術中也有通過將PBAT與PE、PP等傳統塑料共混以解決其韌性低、氣密性差、防水性不足問題的研發，如中國專利申請CN110511544A公開的一種生物可降解透氣復合膜及其制備方法，用PE和PBAT作為基體樹脂，開發出一種生物可降解透氣復合膜，解決傳統透氣復合膜孔洞孔徑不均勻、透氣性能不佳、無法降解等缺點。但這種材料僅限于應用包裝、儲藏、運輸等領域使用，而地膜所使用的場景多是戶外環境，由于PBAT內在缺陷使其與PE等傳統塑料相容性較差，特別是在極端氣候下，例如高溫或低溫天氣，或強烈的紫外線暴曬等，PBAT和PE之間以及與所用的各助劑之間容易產生相分離，導致地膜力學性能不均，進而導致其降解可控性差，存在降解時間過長影響土地接茬耕作或存在不能完全降解的情況。