一种环保高韧农业地膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保高韧农业地膜及其制备方法,涉及地膜材料领域，包括以下重量份计的原料：聚乳酸65‑78份、聚丁二酸丁二酯22‑30份、壳聚糖0.1‑0.3份、改性氧化石墨烯0.2‑0.5份、纳米氧化锌0.3‑0.7份、司盘80 0.2‑0.5份、柠檬酸三丁酯4‑10份、紫外线稳定剂0.2‑0.7份和抗氧剂0.5‑1.2份；本发明专利技术地膜通过原料间的配合作用具有良好的抗拉伸性、机械韧性和耐老化性，同时具有良好的抗菌性，且可生物降解，不产生有毒物质，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种环保高韧农业地膜及其制备方法
本专利技术涉及地膜材料领域，具体涉及一种环保高韧农业地膜及其制备方法。
技术介绍
地膜即地面覆盖薄膜，通常是透明或黑色PE薄膜，也有绿、银色薄膜，用于地面覆盖，以提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的功能，但是，现有地膜降解效果较差，容易造成土壤污染。地膜覆盖种植能使农作物产量提高30％左右，在我国北方广大的干旱地区，地膜种植的优势尤为突出，使得地膜覆盖种植得到了大面积推广。据统计，2011年我国地膜用量125.5万吨，覆盖面积达3亿亩；2013年全国地膜用量136.2万吨，覆盖栽培面积3.7亿多亩；2014年地膜覆盖栽培面积3.8亿多亩，地膜年销量142.8万吨，每年的用量都在快速增加。中国专利CN102432945B公告了一种旱作农业耐老化长效秋用地膜，满足干旱半干旱地区农业生产集雨保墒，秋雨春用的要求。具体地说，旱作农业耐老化长效秋用地膜，其是用下述重量百分比的原料制成：聚合型受阻胺光稳定剂0.3-0.5％；复合抗氧剂0.08-0.16％；线型低密度聚乙烯73.6-81％；紫外线吸收剂0.06-0.12％；低密度聚乙烯8-15％；茂金属线型聚乙烯5-10％，高密度聚乙烯5-10％；上述各组分合计100％。本专利技术所生产的旱作农业耐老化长效秋用地膜，有效的解决了集雨保墒，秋雨春用，农作物生产过程中地膜覆盖耐老化时间长达300-540天的要求，但是原料中的聚乙烯材料存在难降解的缺点，易造成白色污染。中国专利CN107383544A公开了一种一种氧化生物降解地膜的制备方法；包括树脂添加剂和降解母料；所述的原料组份的质量百分比为：树脂添加剂98-99.8％、降解母料0.2-2.0％；本专利技术制备工艺简单，无需改变生产设备和工艺；可回收使用，不产生废料；在生产、储存、使用和降解过程中不产生有毒物质；不影响制品原有性能，但是材料的韧性欠佳。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种环保高韧农业地膜及其制备方法，本专利技术地膜通过原料间的配合作用具有良好的抗拉伸性、机械韧性和耐老化性，同时具有良好的抗菌性，且可生物降解，不产生有毒物质，绿色环保。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：一种环保高韧农业地膜，包括以下重量份计的原料：聚乳酸65-78份、聚丁二酸丁二酯22-30份、壳聚糖0.1-0.3份、改性氧化石墨烯0.2-0.5份、纳米氧化锌0.3-0.7份、司盘800.2-0.5份、柠檬酸三丁酯4-10份、紫外线稳定剂0.2-0.7份和抗氧剂0.5-1.2份。优选地，包括以下重量份计的原料：聚乳酸70-75份、聚丁二酸丁二酯25-28份、壳聚糖0.15-0.25份、改性氧化石墨烯0.28-0.42份、纳米氧化锌0.45-0.57份、司盘800.3-0.4份、柠檬酸三丁酯5-9份、紫外线稳定剂0.3-0.6份和抗氧剂0.7-1.0份。优选地，包括以下重量份计的原料：聚乳酸73份、聚丁二酸丁二酯26份、壳聚糖0.21份、改性氧化石墨烯0.34份、纳米氧化锌0.48份、司盘800.35份、柠檬酸三丁酯7份、紫外线稳定剂0.45份和抗氧剂0.86份。优选地，所述改性氧化石墨烯的制备方法如下：(1)将氧化石墨烯冷冻干燥后，加入有机溶剂中搅拌混合均匀后，置入70摄氏度的油浴锅中，回流20-25小时，并用氯化钙干燥管干燥；蒸馏去除多余有机溶剂；(2)向步骤(1)的产物中加入相当其重量10倍的十八烷基胺，置入120摄氏度的油浴锅中，以500-600转/分钟的速度，搅拌反应38-45小时；(3)将步骤(2)的混合物倒入50-60摄氏度的乙醇，以300-400W的功率，超声分散50-60分钟后，抽滤，用50-60摄氏度的乙醇重复清洗抽滤5次后，将滤料置入真空干燥箱中在70-80摄氏度下，干燥至恒重，即得。优选地，所述步骤(1)中的有机溶剂为氯化亚砜和N,N-二甲基甲酰胺按照质量比20:1混合均匀制得。优选地，所述紫外线稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑和2-(2-羟基-5-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基)苯并三唑中的一种或几种结合。优选地，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯中的一种或几种结合。本专利技术中还公开了一种上述环保高韧农业地膜的制备方法，具体地，包括以下步骤：(1)按照环保高韧农业地膜的原料重量份数称取各组分；(2)将壳聚糖、改性氧化石墨烯、纳米氧化锌和司盘80混合加入研磨机中，以600-800转/分钟，研磨4-6小时后，置于60摄氏度的烘箱中干燥4小时，得混合物料A；(3)将聚乳酸、聚丁二酸丁二酯、柠檬酸三丁酯、紫外线稳定剂和抗氧剂加入高速混合机中在50-60摄氏度下，混合8-15分钟后，置入80摄氏度的烘箱中干燥4小时，得混合物料B；(4)将混合物料A和混合物料B加入高速混合机中，在40-50摄氏度下，以1200-1500转/分钟的速度搅拌混合15-20分钟后，加入同向双螺杆挤出机中造粒，挤出样条经过水冷却后切粒，粒料放入110-120摄氏度的烘箱中干燥至恒重；(5)将步骤(4)制得的粒料加入单螺杆挤出吹膜机中吹膜成型后，室温下放置24小时，切割，包装后，即得所述环保高韧农业地膜。优选地，所述步骤(4)中的同向双螺杆挤出机一至五区温度依次设定为：145摄氏度，150摄氏度，185摄氏度，185摄氏度，165摄氏度。优选地，所述步骤(5)中的单螺杆挤出吹膜机中的挤出机各阶段温度依次设定为：190摄氏度，198摄氏度，204摄氏度，204摄氏度，195摄氏度；吹膜机头口模温度为190摄氏度，吹胀比为3.0，牵引速度为5米/分钟。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术地膜通过原料间的配合作用具有良好的抗拉伸性、机械韧性和耐老化性，同时具有良好的抗菌性，且可生物降解，不产生有毒物质，绿色环保。(2)本专利技术使用聚乳酸和聚丁二酸丁二酯作为基料，聚乳酸来源广泛，可生物降解，绿色环保，具有良好的强度和模量，但是聚乳酸存在易脆碎的缺点，通过添加同样可完全生物降解塑料聚丁二酸丁二酯，柔性的聚丁二酸丁二酯具有良好的韧性和加工性能，可以提高聚乳酸韧性，复合材料仍然可完全降解，同时保留了两者的优良性能。(3)本专利技术通过添加改性氧化石墨烯和纳米氧化锌，增强了地膜的机械力学性，同时增强了地膜的耐磨性和抗老化性，添加壳聚糖增强地膜的抗菌性。(4)氧化石墨烯具有较高的比表面积，表面含有丰富的官能团，通过改性后的石墨烯与聚乳酸之间具有良好的相容性和界面结合力，提高材料的综合性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1一种环保高韧农业地膜，包括以下重量份计的原料：聚乳酸65份、聚丁二酸丁二酯22份、壳聚糖0.1份、改性氧化石墨烯0.2份、纳米氧化锌0.3份、司盘800.2份、柠檬酸三丁酯4份、紫外线稳定剂0.2份和抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保高韧农业地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：聚乳酸65‑78份、聚丁二酸丁二酯22‑30份、壳聚糖0.1‑0.3份、改性氧化石墨烯0.2‑0.5份、纳米氧化锌0.3‑0.7份、司盘80 0.2‑0.5份、柠檬酸三丁酯4‑10份、紫外线稳定剂0.2‑0.7份和抗氧剂0.5‑1.2份。

【技术特征摘要】
1.一种环保高韧农业地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：聚乳酸65-78份、聚丁二酸丁二酯22-30份、壳聚糖0.1-0.3份、改性氧化石墨烯0.2-0.5份、纳米氧化锌0.3-0.7份、司盘800.2-0.5份、柠檬酸三丁酯4-10份、紫外线稳定剂0.2-0.7份和抗氧剂0.5-1.2份。2.根据权利要求1所述的环保高韧农业地膜，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚乳酸70-75份、聚丁二酸丁二酯25-28份、壳聚糖0.15-0.25份、改性氧化石墨烯0.28-0.42份、纳米氧化锌0.45-0.57份、司盘800.3-0.4份、柠檬酸三丁酯5-9份、紫外线稳定剂0.3-0.6份和抗氧剂0.7-1.0份。3.根据权利要求1所述的环保高韧农业地膜，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚乳酸73份、聚丁二酸丁二酯26份、壳聚糖0.21份、改性氧化石墨烯0.34份、纳米氧化锌0.48份、司盘800.35份、柠檬酸三丁酯7份、紫外线稳定剂0.45份和抗氧剂0.86份。4.根据权利要求1所述的环保高韧农业地膜，其特征在于，所述改性氧化石墨烯的制备方法如下：(1)将氧化石墨烯冷冻干燥后，加入有机溶剂中搅拌混合均匀后，置入70摄氏度的油浴锅中，回流20-25小时，并用氯化钙干燥管干燥；蒸馏去除多余有机溶剂；(2)向步骤(1)的产物中加入相当其重量10倍的十八烷基胺，置入120摄氏度的油浴锅中，以500-600转/分钟的速度，搅拌反应38-45小时；(3)将步骤(2)的混合物倒入50-60摄氏度的乙醇，以300-400W的功率，超声分散50-60分钟后，抽滤，用50-60摄氏度的乙醇重复清洗抽滤5次后，将滤料置入真空干燥箱中在70-80摄氏度下，干燥至恒重，即得。5.根据权利要求4所述的环保高韧农业地膜，其特征在于，所述步骤(1)中的有机溶剂为氯化亚砜和N,N-二甲基甲酰胺按照质量比20:1混合均匀制得。6.根据权利要求1所述的环保高韧农业地膜，其特征在于，所述紫外线稳定剂为2-羟基-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱邵峰，
申请(专利权)人：合肥浦邦农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34