一种透明多层可生物降解聚酯农膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种透明多层可生物降解聚酯农膜，所述农膜包括：外层的支撑层，中间的阻水层和内层的可控水解层，所述可控水解层中包含药剂等成分。本发明专利技术通过将所述三层不同树脂混合物经螺杆共挤出后，吹塑冷却成型，即可制得上述透明多层可生物降解聚酯农膜。本发明专利技术还公开了所述透明多层可生物降解聚酯农膜在农业生产中的应用，所述农膜同时具备保温、保湿及控草防虫作用，节省人力劳动，提高农业生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种透明多层可生物降解聚酯农膜及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料加工领域，具体涉及一种透明多层可生物降解聚酯农膜及其制备方法和应用。
技术介绍
农用地膜是农业生产中重要的生产资料之一，具有保水保墒、促进增收的效果。我国作为一个农业大国，是世界上农膜消耗最多、覆盖面积最大的国家。农膜覆盖技术在给我国农业生产带来巨大效率的同时，也给土壤带来严重的污染。可生物降解聚酯农膜能够在使用后一段时间内被土壤微生物降解掉，能够较好地解决传统农膜带来的污染问题。例如，中国专利文献CN104072953B介绍了PBAT/PGA/助剂的可控降解的农用地膜，发现农膜在170天后基本无明显农膜碎片。中国专利文献CN103087482A报导了由PBAT/PLA/淀粉/助剂组成的农膜，发现该农膜符合EN13432法规，能够完全降解。用于农用地膜可生物降解树脂有PBAT、PLA、PPC等。聚碳酸亚丙酯PPC，又称为聚甲基乙撑碳酸酯，它是以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的一种完全可降解的环保型塑料，英文全称Polypropylenecarbonate，英文缩写PPC，又称为聚甲基乙撑碳酸酯，它是以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的一种完全可降解的环保型塑料。其具有较好的水汽阻隔性能。PBAT属于热塑性生物降解塑料，是己二酸、丁二醇和对苯二甲酸的三元共聚物，是一种半结晶型聚合物，综合了脂肪族聚酯的优异降解性能和芳香族聚酯的良好力学性能。PBAT的加工性能与LDPE非常相似，是一种良好的膜材料。LLA为左旋丙交酯，是PLA合成的最主要单体，meso-LA为内消旋丙交酯，其聚合物性能差，易水解，不用于PLA合成，一般作为副产物，回收后可重新用于生产丙交酯。农膜从外观上看一般包含透明膜和不透明两大类，不透明黑色地膜可以降低地面温度，抑制杂草生长；透明地膜可以保温增湿，加快作物生长。现有农膜主要包括黑色地膜和透明地膜，前者不透光，所以可以控制杂草生长，后者透光可以帮助土地增温增湿。还没有一种同时实现控草和增温增湿的地膜。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种透明多层可生物降解聚酯农膜(可生物降解多层农用地膜)，能够在保温增湿的同时、抑制杂草生长。同时还能自动缓释出农药制剂；节省人力劳动，提高农业生产效率。本专利技术提供了一种透明多层可生物降解聚酯农膜，所述农膜包括三层：外层的支撑层，中间的阻水层和内层的水解层，所述水解层中包含药剂成分。其中，所述内层的水解层的材料包含PLA树脂100重量份、亲水性聚合物2-30重量份、以及药剂成分1-25重量份；优选地，所述内层的水解层的材料包含PLA树脂100重量份、亲水性聚合物5-20重量份、以及药剂成分2-20重量份。所述PLA树脂由meso-LA和LLA开环共聚合所得。所述meso-LA和LLA共聚单体的摩尔比例为10：90～45：55；优选地，为20：80～30：70。所述PLA树脂的数均分子量在50000-90000；优选地，为60000-80000。所述亲水性聚合物为PEG、PVA、淀粉的一种或多种。所述药剂的成分为除草剂、杀虫剂、植物生长调节剂等中的一种或多种。所述水解层的膜厚度为2-5μm。本专利技术设计的水解层由LLA和meso-LA开环共聚而成，LLA和meso-LA根据不同的单体混合比例以及不同的嵌段结构进行共聚，因此可以控制并调节它的降解速度，土壤中散发水汽被阻水层所阻隔，并且持续作用在水解层上，促进水解层PLA逐步降解，而水解层的PLA由meso-LA和LLA以共聚单体摩尔比例为10：90～45：55时制备时，降解速度适当，能有效且缓慢释放出农业药剂，持续改善农作物生长。其中，所述外层的支撑层包含以下原料组份：生物可降解聚合物树脂100重量份、无机填料0-40重量份。进一步的，所述外层的支撑层还添加了如下重量份的物质：基于生物可降解聚合物树脂重量0.1-1％wt的增溶剂、基于生物可降解聚合物树脂重量0.1-2％wt的UV稳定剂、基于生物可降解聚合物树脂重量0.1-2％wt的抗老化剂等。所述生物可降解聚合物树脂包含PBAT和PLA，所述PBAT和PLA两者的质量比例为95：5-65：35；优选地，为85：15-70：30。所述增溶剂选自多官能环氧化合物。所述多官能环氧化合物为甲基丙烯酸缩水甘油醚和其它烯类单体通过双键聚合制备的共聚物，可以选自市售产品joncrylADR4400、joncrylADR4370、KLE-4370、LotaderAX8900等中的一种或几种。所述无机填料选自滑石粉、蒙脱土、高岭土、白垩、碳酸钙、二氧化硅、硅灰石中的一种或几种；优选地，为滑石粉、碳酸钙。所述UV稳定剂选自UV-123、UV-3896、UV-328中的一种或几种。所述抗老化剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种的混合物。其中，所述支撑层的膜厚为2-5μm；优选地，为3-4μm。本专利技术所述外层支撑层的作用主要是给地膜提供强度，赋予地膜拉伸强度、耐穿刺性能、抗老化性能，同时PBAT/PLA原料具有较好的透光性，可以增加地膜下温度，促进农作物生长。其中，所述中间阻水层包含以下原料组分及质量配比：PPC树脂100重量份、蜡2-5重量份、环氧大豆油2-5重量份、无机填料0-10重量份。所述蜡和环氧大豆油总份数不超过10重量份，同时蜡和环氧大豆油、无机填料总份数不超过15重量份。所述蜡选自石蜡、植物蜡、蜂蜡中的一种或几种。所述无机填料选自滑石粉、蒙脱土、高岭土、白垩、碳酸钙、二氧化硅、硅灰石中的一种或几种；优选地，为滑石粉、碳酸钙。所述中间阻水层的膜厚为1-5μm；优选地，为3-4μm。本专利技术所述中层所用树脂是聚碳酸亚丙酯PPC，所述PPC树脂具有良好的阻隔性能，可以保证地膜的增湿增温效果，PPC玻璃化温度较高，所以添加少量的蜡、环氧大豆油，可以增加中间层的韧性，同时亲油性的蜡、环氧大豆油填充物可以缓慢的迁移到中间层外面，保护中间层，提高中间层的耐水解性，同时也能进一步起到阻水作用。但是蜡、环氧大豆油、无机填料用量不能过高，PPC树脂100重量份时，蜡和环氧大豆油总份数不超过10重量份，同时蜡和环氧大豆油、无机填料总份数不超过15重量份，否则会影响中间层的阻隔性能。本专利技术还提供了所述透明多层可生物降解聚酯农膜在农业生产中的应用。本专利技术中设计的这种三层透明复合农膜，使得农膜，能够在保温增湿的同时、抑制杂草生长。中间的阻水层一方面阻挡水份蒸发，给农作物增温增湿，增湿的同时促使内层水解层可控降解，并缓释出农药制剂，提高了施药的效率，节省施药的人力劳动，提高农业生产效率。另一方面，可降解聚酯易水解，而阻水层显著减少了外层支撑层的水解作用，支撑层更加持久的保持了多层膜的力学性能。附图说明图1是本专利技术透明多层可生物降解聚酯农膜的截本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明多层可生物降解聚酯农膜，其特征在于，所述农膜包括：外层的支撑层，中间的阻水层、和内层的水解层，所述水解层中包含药剂成分。/n

【技术特征摘要】
1.一种透明多层可生物降解聚酯农膜，其特征在于，所述农膜包括：外层的支撑层，中间的阻水层、和内层的水解层，所述水解层中包含药剂成分。


2.如权利要求1所述的可生物降解聚酯农膜，其内层的水解层的材料包含PLA树脂100重量份、亲水性聚合物2-30重量份、以及药剂成分1-25重量份，其特征在于，所述PLA树脂由内消旋丙交酯meso-LA和LLA开环共聚合所得，所述meso-LA和LLA两种共聚单体的摩尔比例为10：90～45：55。


3.如权利要求2所述的可生物降解聚酯农膜，其特征在于，所述内层的水解层的PLA树脂的数均分子量在50000-90000；所述亲水性聚合物为PEG、PVA、淀粉的一种或多种；所述药剂的成分为除草剂、杀虫剂、植物生长调节剂中的一种或多种。


4.如权利要求1所述的可生物降解聚酯农膜，其特征在于，所述外层的支撑层包含以下原料组份：生物可降解聚合物树脂100重量份、无机填料0-40重量份；其中，所述生物可降解聚合物树脂包含PBAT和PLA，所述PBAT和PLA的质量比为95：5-65：35。


5.如权利要求4所述的可生...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯远杨，顾杰，赵燕超，沈子铭，董栋，张宁，
申请(专利权)人：彤程化学中国有限公司，彤程新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31