一种保温保湿淀粉基全生物降解地膜及其制备方法与流程

本发明属于可降解材料生产领域，具体涉及一种保温保湿淀粉基全生物降解地膜及其制备方法。

背景技术：

1、地膜覆盖栽培技术是20世纪中期发展起来的一项农业新型增产技术，能充分利用太阳能的辐射热,提高地温和减少土壤表层的热能散失，能增加积温，减少水分蒸发和阻隔雨水冲刷，起到保嫡和防溃作用，改善土壤理化性状，利用微生物的活力，加速养分分解,提高土壤保肥和供肥能力，充分发挥肥效，改善土壤耕作层生长环境,促进植株健壮生长，抑制杂草生长和防止鼠、雀、虫危害苗木或种子，从而达到适期早播，苗齐、苗全和苗壮，夺取高产稳产的作用。

2、降解地膜是为适应社会对于环境保护的需要而产生的一种新型地膜，相关研究在国内外引起极大的关注，其具有与普通膜相似的增温、保摘、减蒸、抑盐的效果，既可减少残膜回收工序，还可自然降解，从源头上减少残膜在农田的用量，解决农田残膜污染问题。降解地膜覆盖对于滴灌棉花土壤保温保湿及棉花生长影响的研究成果相对较少，本试验研究根据新疆特殊气候条件，用降解地膜代替塑料地膜应用到膜下滴灌棉花上，寻求减少白色污染、保护棉田生态环境的有效途径。

3、当前农用地膜材料以用聚乙烯、聚丙烯为主，而传统塑料降解困难，通常需要几百年，分解产生的塑料粒子进入生态系统危害生物健康，且导致严重的环境污染。淀粉基全生物降解地膜的概念诞生早，但应用得很少，主要的原因是淀粉基材料性能较矿物粉末填充性能要差。现有技术中的地膜保温保湿的效果不理想，难降解，会造成环境污染。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种保温保湿淀粉基全生物降解地膜，解决现有技术中地膜的保温保湿性能差，难降解的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种保温保湿淀粉基全生物降解地膜及其制备方法。

3、一种保温保湿淀粉基全生物降解地膜，按质量分计包括聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯60-75份、聚乳酸5-10份，热塑性淀粉10-20份、偶联剂0.5-1.2份、扩链剂0.1-0.3份和/或功能助剂1-2份，所述pla为吹膜级，型号为revode101，所述扩链剂重均分子量为4800～9000，环氧当量大于168g/mol，型号为adr 4368。

4、作为优选的，所述热塑性淀粉含水量0.3-1％。

5、作为优选的，所述热塑性淀粉包括植物淀粉、淀粉改性剂、乳化剂，所述植物淀粉、淀粉改性剂、乳化剂的质量比为7：3：0.1。

6、作为优选的，所述淀粉改性剂为甘油、十聚甘油、环氧大豆油、山梨醇、聚乙二醇中的一种或多种。

7、作为优选的，所述植物淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、小麦淀粉中的两种或两种以上。

8、作为优选的，所述乳化剂为单乙酸单甘脂、单油酸单甘脂、单辛酸甘油酯中的一种或多种，所述偶联剂为铝酸脂偶联剂、硅烷偶联剂中的一种。

9、作为优选的，按质量份计所述功能助剂包括抗氧化剂0.1-0.5份、紫外线吸收剂0.3-0.5份和/或光稳定剂0.5-1.0份，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、1076中的一种或两种；所述紫外线吸收剂为uv-234、uv-326中的一种或两种；所述光稳定剂为944、119中的一种或两种。

10、一种基于前文所述的保温保湿淀粉基全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：

11、s1、将植物淀粉、淀粉改性剂、乳化剂放入混合机中进行搅拌，得到热塑性淀粉；

12、s2、将热塑性淀粉、偶联剂、扩链剂和/或功能助剂加入高速混合机混合均匀，再加入聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯、聚乳酸混合均匀，得到造粒物料；

13、s3、将造粒物料放入双螺杆或三螺杆挤出造粒机中进行造粒得到地膜粒料，挤出造粒机各区温度设置为1-2段110度，3-4段120度，5-8段130度，9-12段135度，产能设置300kg/h，抽真空排气口压力小于等于-0.08mpa；

14、s4、将所述地膜粒料放入吹膜机进行吹膜，得到全生物降解地膜，吹膜机的一段温度为130-135℃，二段温度为135-140℃，三段温度为135-140℃，模头温度为140-145℃。

15、作为优选的，s1中所述搅拌的温度为80℃-100℃，搅拌的时间为15min-30min。

16、作为优选的，所述全生物降解地膜的厚度为10-30μm。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

18、1.本发明提供的高保温保湿淀粉基全生物降解地膜材料，以pbat、pla为基础树脂，以特制热塑性淀粉作为填料，利用特制热塑性淀粉与pla和pbat良好的相容性，是三者结构有机结合，热塑性淀粉的加入赋予了该地膜材料手感柔软，韧性好，耐穿刺性能优秀等特点，而且拥有自溶胀特性，能够吸湿溶胀，铺设后吸收空气中水分子，增加了地膜的保湿性，高温时地膜内含的水分优先挥发，降低了土壤水分流失，低温时，地膜吸湿溶胀，厚度膨胀至原厚度的1.5倍左右，增强了耐风沙能力和保温能力。

19、2.本发明采用高速混合机对特制热塑性淀粉预处理，最终热塑性改性环节在挤出造粒环节，降低了热塑性淀粉改性难度；采用特定改性助剂，有效提高了淀粉改性程度，提升了地膜产品吸湿溶胀特性，并提高了该地膜材料的水蒸气阻隔性能；pla作为以淀粉为原料制备的全生物降解材料，与淀粉和pbat均有较好的相容性，再辅以偶联剂和扩链剂，使三者结合更加紧密，力学性能更优，并一定程度提高了淀粉基地膜产品的挺度；淀粉基材料的吸湿特性对其在户外环境的耐老化性能和抗紫外线能力均高于矿物粉末填充的全生物降解材料，再辅以抗氧化剂，紫外线吸收剂和光稳定剂，做到降解速率可控可调。

技术特征：

1.一种保温保湿淀粉基全生物降解地膜，其特征在于，按质量分计包括聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯60-75份、聚乳酸5-10份，热塑性淀粉10-20份、偶联剂0.5-1.2份、扩链剂0.1-0.3份和/或功能助剂1-2份。

2.根据权利要求1所述的保温保湿淀粉基全生物降解地膜，其特征在于，所述热塑性淀粉含水量0.3-1％。

3.根据权利要求2所述的保温保湿淀粉基全生物降解地膜，其特征在于，所述热塑性淀粉包括植物淀粉、淀粉改性剂、乳化剂，所述植物淀粉、淀粉改性剂、乳化剂的质量比为7：3：0.1。

4.根据权利要求3所述的保温保湿淀粉基全生物降解地膜，其特征在于，所述淀粉改性剂为甘油、十聚甘油、环氧大豆油、山梨醇、聚乙二醇中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的保温保湿淀粉基全生物降解地膜，其特征在于，所述植物淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、小麦淀粉中的两种或两种以上。

6.根据权利要求5所述的保温保湿淀粉基全生物降解地膜，其特征在于，所述乳化剂为单乙酸单甘脂、单油酸单甘脂、单辛酸甘油酯中的一种或多种，所述偶联剂为铝酸脂偶联剂、硅烷偶联剂中的一种。

7.根据权利要求6所述的保温保湿淀粉基全生物降解地膜，其特征在于，按质量份计所述功能助剂包括抗氧化剂0.1-0.5份、紫外线吸收剂0.3-0.5份和/或光稳定剂0.5-1.0份。

8.一种基于权利要求1至7中任意一项所述的保温保湿淀粉基全生物降解地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的保温保湿淀粉基全生物降解地膜的制备方法，其特征在于，s1中所述搅拌的温度为80℃-100℃，搅拌的时间为15min-30min。

10.根据权利要求8所述的保温保湿淀粉基全生物降解地膜的制备方法，其特征在于，所述全生物降解地膜的厚度为10-30μm。

技术总结
本发明公开一种保温保湿淀粉基全生物降解地膜及其制备方法，属于可降解材料生产领域。一种保温保湿淀粉基全生物降解地膜，按质量分计包括聚对苯二甲酸‑己二酸丁二醇酯60‑75份、聚乳酸5‑10份，热塑性淀粉10‑20份、偶联剂0.5‑1.2份、扩链剂0.1‑0.3份和/或功能助剂1‑2份。本发明还公开了全生物降解地膜的制备方法。本发明中的地膜耐候性能优秀，易加工，力学性能优秀能够完全降解，且拥有自溶胀特性，铺设后吸收空气中水分子，厚度自增150％‑180％，拥有很好的保温保湿能力。

技术研发人员：戴百雄,张建广,代威,刘勇,朱科,刘梓桐
受保护的技术使用者：湖北犇星生物新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15