一种环境全降解薄膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环境全降解薄膜材料及其制备方法，全降解薄膜材料采用双层膜结构，包括第一层膜和第二层膜，且第一层膜的降解时间大于第二层膜的降解时间；其中，第一层膜的原料组分包括：降解剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯；第二层膜的原料组分包括：降解剂、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯。本发明专利技术提供的环境全降解薄膜材料，采用双层结构，消除了传统市售地膜在应用过程中各部分降解速率不同的缺陷，进而显著改善了降解地膜的实用性。与此同时，本发明专利技术提供的地膜能够大大减少残膜对机械的缠绕，从而降低残膜对下季作物的影响并节省了人力成本，进而显著促进农业方面生产力的发展。

Environment complete degradable film material and preparation method thereof

The present invention relates to an environmental degradable film material and a preparation method thereof, biodegradable film material using the double membrane structure includes a first layer and second layer film, degradation time and degradation time of first film more than second layers; the first layer consists of raw materials including: agent, thermal degradation stabilizer, antioxidant, light stabilizer, low density polyethylene and linear low density polyethylene; second layer membrane material comprises the following components: degradation agent, low density polyethylene and linear low density polyethylene. The invention provides the environment of biodegradable film material, adopts a double-layer structure, eliminates the defects of the plastic film, the degradation rate of the traditional sale of different in the application process, and then improve the practicability of degradable plastic film. At the same time, the film provided by the invention can greatly reduce the residual film on the mechanical winding, thereby reducing the effect of plastic film on the next season's crop and save manpower cost, and greatly promote the development of productivity in agriculture.

【技术实现步骤摘要】
一种环境全降解薄膜材料及其制备方法
本专利技术涉及地膜
，具体涉及一种环境全降解薄膜材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，塑料地膜作为一种现代农业技术对农作物增产、农民增收的手段而广泛使用，其在促进农业生产的发展方面发挥着举足轻重的作用；然而，塑料地膜的不可降解性不仅带来了严峻的“白色污染”问题，而且使得土壤板结、通透性变差以及地力下降。为此，近20年来，国内外开展了广泛的研究，试图寻找一种可替代塑料地膜的环保型可降解地膜，主要有：淀粉添加型可降解农用地膜、光降解农用地膜以及植物纤维地膜等。目前开发的淀粉添加型可降解农用地膜中，淀粉的含量只有20％左右，在微生物作用下至多是其中的淀粉分解，而残留的聚烯烃膜仍以一种多孔结构形态存在；光降解农用地膜情况相似。这两种地膜因采用的主要原料仍为塑料和化纤，均不能完全消除农田中的“白色污染”问题。此外，目前市售的地膜中，以单层地膜为主，地膜不同部位的降解速度不一，总是部分地膜已经达到了降解终点，地膜变脆；而另一些部分的地膜基本无变化，未发生任何降解；从而导致农田中残留有大量的地膜碎片，这些地膜碎片不易被土壤微生物降解，且长期存留于农田造成土壤结构破坏、耕地质量下降等严重的负面影响；此外，大量残膜的存在造成农事操作受阻，从而给下一季农作物耕作带来不利的影响，严重阻碍了农业方面生产力的发展。近年来，虽然人们已经对可降解地膜进行了广泛研究，但上述问题仍未得到有效解决。基于此，研究开发一种新型的可降解地膜尤为重要，其将显著减小农业耕种的生产成本，进而促进农业生产力的发展。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术旨在提供一种环境全降解薄膜材料及其制备方法。本专利技术提供的环境全降解薄膜材料，采用双层结构，各层由不同降解特性的材料制成且各层的降解速率不同，最终使制备得到的地膜在实际使用过程中，各部分能够同时达到降解终点，从而消除了传统市售地膜在应用过程中各部分降解速率不同的缺陷，进而显著改善了降解地膜的实用性。此外，本专利技术提供的地膜能够大大减少残膜对机械的缠绕，从而降低了残膜对下季作物的影响并节省了人力成本，进而显著促进了农业方面生产力的发展。为此，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种全降解薄膜材料，薄膜材料采用双层膜结构，包括第一层膜和第二层膜，且第一层膜的降解时间大于第二层膜的降解时间；其中，第一层膜的原料组分按重量份计，包括：降解剂0.01-0.1重量份、热稳定剂0.10-0.40重量份、光稳定剂0.10-0.30重量份、抗氧剂0.05-0.20重量份、低密度聚乙烯5-10重量份和线性低密度聚乙烯89-94.64重量份；第二层膜的原料组分按重量份计，包括：降解剂0.05-0.20重量份、低密度聚乙烯5-10重量份和线性低密度聚乙烯9.9-94.05重量份。具体地，本专利技术提供的全降解薄膜材为双层膜复合型环境全降解薄膜材料，其在用作地膜时，实际使用过程中，第一层膜为地膜表层膜，即与空气接触的层，第二层膜为地膜底层膜，即与土壤接触的层。第一层膜的降解时间大于第二层膜的降解时间，是指在降解性能测试中，如光氧化降解实验、热氧化降解实验或其他降解实验中，达到同样降解情况时，第一层膜的降解时间大于第二层膜的降解时间。低密度聚乙烯俗称高压聚乙烯，即在100-300MPa的高压下，过氧化物催化自由基聚合生成，其密度约为0.910-0.925g/cm3，熔点约为130℃-145℃，具有密度低及材质软等优点。线型低密度聚乙烯是指乙烯与少量高级-烯烃在催化剂存在下聚合而成之共聚物，密度约为0.918-0.935g/cm3，具有较高的软化温度和熔融温度，且具有强度大、韧性好、延展能力高等优点。在本专利技术的进一步实施方式中，降解剂包括二氧化钛、氧化铁、氧化锰、正辛基二茂铁、辛酰基二茂铁、硬脂酸铁、硬脂酸锰、硬脂酸钴、硬脂酸铜、硬脂酸铈、硬脂酸镧、硬脂酸镨、二甲基二硫代氨基甲酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸铈中的一种或几种。在本专利技术的进一步实施方式中，热稳定剂包括硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸锶、硬脂酸镁、月桂酸钡、月桂酸钙、月桂酸锌和月桂酸镁中的一种或多种；光稳定剂包括水杨酸苯酯、4，4-亚异丙基双(苯酚水杨酸酯)、水杨酸对叔丁基苯酯、间苯二酚单苯甲酸酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或多种；抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、4-羟甲基-2，6-二叔丁基苯酚、叔丁基羟基茴香醚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和2，2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)中的一种或多种。在本专利技术的进一步实施方式中，低密度聚乙烯的熔融指数为0.5-5.0g/10min，线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.5-2.5g/10min。在本专利技术的进一步实施方式中，低密度聚乙烯为LD662、2012TN26、2426H、2436H和LD600中的一种或多种；线性低密度聚乙烯为7042、7042T、9020、7042N、7042K、218W、222、0218D、9042和FV149M中的一种或多种。在本专利技术的进一步实施方式中，第一层膜的厚度为2-4μm，第二层膜的厚度为2-8μm。第二方面，本专利技术提供一种全降解薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：S101：将第一层膜的各原料组分混合均匀后用双螺杆造粒机挤出，得到第一层膜降解塑料颗粒；S102：将第二层膜的各原料组分混合均匀后用双螺杆造粒机挤出，得到第二层膜降解塑料颗粒；S103：将第一层膜降解塑料颗粒和第二层膜降解塑料颗粒分别经双层共挤吹膜机中进行共挤吹塑，并将吹塑后的产物调整为第一层膜的厚度为2-4μm，第二层膜的厚度为2-8μm。需要说明的是，步骤S101和步骤S102无顺序限制，即既可以先进行S101，再进行S102；也可以先进行S102，再进行S101；或者S101和S102同时进行。在本专利技术的进一步实施方式中，S101和S102中，造粒均在双螺杆造粒机中进行，且双螺杆造粒机的条件具体为：温度为183℃-187℃，螺杆转速为130rpm-180rpm，螺杆长径比L/D为30-50；S103中，共挤吹塑在双层共挤吹膜机中进行，且双层共挤吹膜机的条件具体为：温度为160℃-165℃，吹胀比为3.1-3.3，牵引速度为8m/min-10m/min。在本专利技术的进一步实施方式中，S101和S102中，将各原料组分采用球磨的方式混合均匀，且球磨的条件具体为：转速为350-500rpm，时间为200min-300min。第三方面，本专利技术提供的全降解薄膜材料在制备薄膜产品或薄膜产品添加剂中的应用，且尤其是在制备地膜、透明膜和包装材料产品或产品添加剂中的应用。本专利技术提供的上述技术方案具有以下优点：(1)申请人经过大量实验发现：本专利技术提供的环境全降解薄膜材料采用双层结构，各层由不同降解特性的材料制成且各层的降解速率不同，最终使制备得到的地膜在实际使用过程中，各部分能够同时达到降解终点，从而消除了传统市售地膜在应用过程中各部分降解速率不同的缺陷，进而显著改善了降解地膜的实用性。(2)采用本专利技术提供的环境全降解薄膜材料制备得到的地膜，其在实际应用过程中，地膜各部分降解均匀且彻底，无残留，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全降解薄膜材料，其特征在于，所述薄膜材料采用双层膜结构，包括第一层膜和第二层膜，且所述第一层膜的降解时间大于所述第二层膜的降解时间；其中，所述第一层膜的原料组分按重量份计，包括：降解剂0.01‑0.1重量份、热稳定剂0.10‑0.40重量份、光稳定剂0.10‑0.30重量份、抗氧剂0.05‑0.20重量份、低密度聚乙烯5‑10重量份和线性低密度聚乙烯89‑94.64重量份；所述第二层膜的原料组分按重量份计，包括：降解剂0.05‑0.20重量份、低密度聚乙烯5‑10重量份和线性低密度聚乙烯9.9‑94.05重量份。

【技术特征摘要】
1.一种全降解薄膜材料，其特征在于，所述薄膜材料采用双层膜结构，包括第一层膜和第二层膜，且所述第一层膜的降解时间大于所述第二层膜的降解时间；其中，所述第一层膜的原料组分按重量份计，包括：降解剂0.01-0.1重量份、热稳定剂0.10-0.40重量份、光稳定剂0.10-0.30重量份、抗氧剂0.05-0.20重量份、低密度聚乙烯5-10重量份和线性低密度聚乙烯89-94.64重量份；所述第二层膜的原料组分按重量份计，包括：降解剂0.05-0.20重量份、低密度聚乙烯5-10重量份和线性低密度聚乙烯9.9-94.05重量份。2.根据权利要求1所述的全降解薄膜材料，其特征在于：所述降解剂包括二氧化钛、氧化铁、氧化锰、正辛基二茂铁、辛酰基二茂铁、硬脂酸铁、硬脂酸锰、硬脂酸钴、硬脂酸铜、硬脂酸铈、硬脂酸镧、硬脂酸镨、二甲基二硫代氨基甲酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸铈中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的全降解薄膜材料，其特征在于：所述热稳定剂包括硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸锶、硬脂酸镁、月桂酸钡、月桂酸钙、月桂酸锌和月桂酸镁中的一种或多种；所述光稳定剂包括水杨酸苯酯、4，4-亚异丙基双(苯酚水杨酸酯)、水杨酸对叔丁基苯酯、间苯二酚单苯甲酸酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或多种；所述抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、4-羟甲基-2，6-二叔丁基苯酚、叔丁基羟基茴香醚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和2，2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的全降解薄膜材料，其特征在于：所述低密度聚乙烯的熔融指数为0.5-5.0g/10min，所述线性低密度聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦文生，陆海荣，秦体文，
申请(专利权)人：兰州鑫银环橡塑制品有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62