一种三层保水型环境生物降解薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三层保水型环境生物降解薄膜及其制备方法，其中上层由降解潜伏期较长的降解材料组成，中间主要由超强吸水树脂和降解材料组成，下层由降解潜伏期较短的降解材料组成；上层、中层和下层各组分分别进行混合、双螺杆挤出机造粒，制成上层、中层和下层降解塑料颗粒，并将其分别放入三挤出机的料斗内，经吹膜成为三层降解地膜；本发明专利技术采用了超强吸水树脂作为中间层，使氧化降解后的残膜具备吸水性能，增加了土壤中的含水量，改善土壤质量。

【技术实现步骤摘要】
一种三层保水型环境生物降解薄膜及其制备方法
本专利技术涉及农用地膜覆盖
，具体涉及一种三层保水型环境生物降解薄膜及其制备方法。
技术介绍
地膜覆盖是旱作节水农业和增加农作物生长期的关键技术措施之一。地膜覆盖技术的应用极大地提高了农业产量和效益，带动了农业生产方式转变，促进了农业生产力飞跃。但是随着地膜覆盖面积的增加，传统地膜既不能降解，又难以回收，残膜污染问题日趋严重。为减少和消除白色污染，开发了各种降解地膜。降解地膜的降解一般分为两步。第一步是非生物降解，降解地膜丧失机械性能，大块地膜变成小块。这个过程较短，大约3到6个月。第二步是生物降解，将降解地膜转化为二氧化碳和水。这个过程较长，一般1到3年。在这期间，这些以碎片薄膜存在于土壤中，给土壤带来不利的影响。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种三层保水型环境生物降解薄膜及其制备方法，降解过程中具有保水性，且生态环保。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：技术方案一：一种三层保水型环境生物降解薄膜，其包括上层膜、中层膜和下层膜；所述中层膜的原料包括超强吸水树脂和降解材料；所述上层膜比下层膜降解潜伏期长。作为本专利技术的进一步改进，所述上层膜的原料包括如下重量比的组分：0.01%~0.20%降解剂、0.10%~0.40%热稳定剂、0.10%~0.30%的光稳定剂、0.05%~0.20%的抗氧剂、3%~7%的低密度聚乙烯和91.9%~96.74%的线性低密度聚乙烯；所述降解剂是二氧化钛、氧化铁、氧化锰、正辛基二茂铁、正辛酰基二茂铁、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、二乙基二硫代氨基甲酸铈中的一种或几种；所述热稳定剂为硬脂酸钡、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、月桂酸镁中的一种或几种；所述光稳定剂为水杨酸苯酯、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、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的一种或几种；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[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)的一种或几种；所述低密度聚乙烯为LD662、2012TN26、2426H、2436H、LD600的一种或几种；所述线性低密度聚乙烯为7042、7042T、9020、7042N、7042K、218W、222、0218D、9042、FV149M的一种或几种。作为本专利技术的进一步改进，所述下层膜的原料包括如下重量比为组分：0.05%~0.20%的降解剂、3%~7%的低密度聚乙烯和92.8%~96.95%的线性低密度聚乙烯。作为本专利技术的进一步改进，所述中层膜包括如下重量比的组分：0.01%~0.20%的降解剂、0.10%~0.40%的热稳定剂、0.05%~0.20%的抗氧剂、30%~90%的超强吸水树脂和9.2%~69.84%线性低密度聚乙烯；所述超强吸水性树脂为淀粉类超强吸水树脂、纤维素类超强吸水树脂或合成聚合物类超强吸水树脂中的一种或几种；所述淀粉类超强吸水树脂为羧甲基化淀粉树脂、磷酸酯化淀粉树脂或淀粉黄原酸盐树脂；所述纤维素类超强吸水树脂为羧甲基化纤维素树脂、羟丙基化纤维素树脂或黄原酸化纤维素树脂；所述合成聚合物类超强吸水树脂为聚丙烯酸盐类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚丙烯腈类树脂、聚氧化烷烃类树脂或无机聚合物类树脂。作为本专利技术的进一步改进，所述上层膜厚度为3~5微米，所述中层膜厚度为5~10微米，所述下层膜厚度为2~4微米。技术方案二：一种三层保水型环境生物降解薄膜的制备方法，包括如下步骤：（1）将各层原料组分分别在真空度为0.15Pa-0.1Pa，温度为70oC-80oC的条件下干燥5min-10min；（2）将干燥后的组分称重，放入剪切式搅拌机中混合，搅拌机的转速为1050rpm-2500rpm，搅拌的温度为45oC-55oC，搅拌时间为5min-15min；（3）将前述获得的产物用双螺杆造粒机挤出，水下切粒系统切粒；挤出机筒体一区温度85oC-90oC，筒体二区温度135oC-140oC，筒体三区温度195oC-200oC，筒体四区温度275oC-280oC，筒体五区~八区温度245oC-250oC，模板温度220oC-225oC，切粒水温度60oC，节流阀温度22oC-23oC；（4）干燥：将挤出切粒步骤所造粒在真空度为0.15Pa-0.1Pa，温度为70oC-80oC的条件下干燥10min-20min；（5）吹膜：将各层材料放入三层挤出机的漏斗中，经挤出吹塑成膜。本专利技术具有如下技术效果：本专利技术提供的保水型环境生物降解薄膜材料中，通过三层成型工艺，中间层采用超强吸水树脂，使环境生物降解薄膜材料具备高吸水潜能，这种吸水保水潜能在降解地膜经过非生物降解期之后逐渐释放出来。如果采用单层膜，无法采用吹膜工艺，只能采用流延成型工艺。而流延成型设备相比吹膜成型设备，价格非常昂贵，不易推广。另外，如用单层成型工艺，因掺入了超强吸水材料，地膜的降解行为难于调整，降解潜伏期往往较短，无法满足农作物生长要求，因此在中层膜上下分别复合了上层膜和下层膜；上层膜和下层膜的降解潜伏期不同，上层膜潜伏期较长，下层膜潜伏期较短，上层膜直接接触太阳光照射，所接受的各种波长的光辐射强度度最大，又处于表面，容易接触到氧气，氧气浓度较大，容易发生氧化降解。而与土壤接触的下层地膜所受到的光照强度小于上层地膜，所覆盖空域中，因土壤中有机物发生矿物化作用，消耗氧气，生成二氧化碳，造成二氧化碳在下层空域中浓度相对集中，使得下层地膜不易发生氧化降解。为了使降解地膜上下层在实际使用时能均匀降解，所以在使得上层的地膜在标准条件下降解较慢，而下层的地膜在标准条件下降解较快。该降解材料在完全矿物化，生成二氧化碳和水之前，因具备保水性能，若存于土壤，可以增加土壤含水量，促进干旱地区作物的生长。此外，本专利技术提供的保水型环境生物降解薄膜材料最后能降解成二氧化碳、水和少量腐殖质，不会对环境产生污染。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的技术方案进行进一步详细说明。实施例1：一种三层保水型环境生物降解薄膜,其包括上层膜、中层膜和下层膜；所述上层膜原料包括如下组分：0.02kg硬脂酸铁，0.2kg硬脂酸钡，0.2kg水杨酸苯酯，0.2kg2,6-二叔丁基对甲酚，5kg低密度聚乙烯2426H，94.38kg线性低密度聚乙烯7042；中层膜原料包括如下组分：0.01kg硬脂酸铁，0.1kg硬脂酸钡，0.05kg2,6-二叔丁基对甲酚，30kg聚丙烯酸纳，69.84kg线性低密度聚乙烯7042。下层膜原料包括如下组分：0.2kg硬脂酸铁，5kg低密度聚乙烯2426H，94.8kg线性低密度聚乙烯7042。一种三层保水型环境生物降解薄膜的制备方法，包括如下步骤：（1）将各层原料组分分别在真空度为0.15Pa-0.1Pa，温度为70oC-80oC的条件下干燥10min；（2）将干燥后的组分称重，放入剪切式搅拌机中混合，搅拌机的转速为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三层保水型环境生物降解薄膜，其特征在于：其包括上层膜、中层膜和下层膜；所述中层膜的原料包括超强吸水树脂和降解材料；所述上层膜比下层膜降解潜伏期长。

【技术特征摘要】
1.一种三层保水型环境生物降解薄膜，其特征在于：其包括上层膜、中层膜和下层膜；所述中层膜的原料包括超强吸水树脂和降解材料；所述上层膜比下层膜降解潜伏期长。2.根据权利要求1所述的一种三层保水型环境生物降解薄膜，其特征在于：所述上层膜的原料包括如下重量比的组分：0.01%~0.20%降解剂、0.10%~0.40%热稳定剂、0.10%~0.30%的光稳定剂、0.05%~0.20%的抗氧剂、3%~7%的低密度聚乙烯和91.9%~96.74%的线性低密度聚乙烯；所述降解剂是二氧化钛、氧化铁、氧化锰、正辛基二茂铁、正辛酰基二茂铁、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、二乙基二硫代氨基甲酸铈中的一种或几种；所述热稳定剂为硬脂酸钡、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、月桂酸镁中的一种或几种；所述光稳定剂为水杨酸苯酯、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、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的一种或几种；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[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)的一种或几种；所述低密度聚乙烯为LD662、2012TN26、2426H、2436H、LD600的一种或几种；所述线性低密度聚乙烯为7042、7042T、9020、7042N、7042K、218W、222、0218D、9042、FV149M的一种或几种。3.根据权利要求2所述的一种三层保水型环境生物降解薄膜，其特征在于：所述下层膜的原料包括如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆海荣，
申请(专利权)人：北京国瑞新源投资有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11