[发明专利]一种可控生物降解地膜

说明书

技术领域

本发明涉及农用薄膜技术领域，尤其涉及一种可控生物降解地膜。

背景技术

农用地膜是现代农业生产的重要生产资料，不仅具有保湿、保水、保肥、防虫、抑草等功能，还可以保持土壤水分、提高水分利用率，同时改善农作物生长环境，提高农作物产量及农业效益，因此应用较为广泛。

但是，地膜的普及应用在给农业生产带来巨大收益的同时，地膜残留对土壤的污染也日趋严重。普通地膜过薄难以回收，在土壤中上百年也不能降解，经过多年的累积使用，土壤中地膜残留造成土壤板结，引起农作物产量严重下降和环境污染等问题。

目前解决塑料造成的“白色污染”主要是有两种方法，其一，是将已使用的塑料回收利用，但这受塑料使用情况、类别以及经济等方面的制约，不仅费时费力，回收所得农膜如不能妥善处理，容易造成“二次污染”，因而不能彻底有效地解决残膜污染；其二，大力推广使用可降解的地膜，这是有效解决“白色污染”问题的根本途径。

目前发展出了光降解、光/生物双降解、含氧降解、热降解、生物降解等几种降解地膜的制造技术。但是由于地膜需要满足不同地区、气候条件、土壤环境、作物类型及不同的保温、保墒、除草的功能，还要在合适的时机降解，既不提前也不推后。所以对降解地膜要做到“因地制宜、一区一方、精确使用、降解完全、周期可控”的技术要求，由于难度大，生产成本高，至今市场上鲜有成功的降解地膜产品。

目前已经问世的生物降解材料主要包括聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸（PHAs）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚（丁二酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）（PBSA）、聚己内酯（PCL）和聚（对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）（PBAT）等。由于PBAT柔性的脂肪链和苯环分别赋予其优异的成膜性和机械性能，其在包装材料和膜领域具有最好的前景。近年来，人们对PBAT材料的关注度越来越高，但是能在市场上应用的产品则非常少，主要原因是价格过高，为普通塑料的2-3倍，另外对PBAT改性材料的研究不够完善，导致产品性能不稳定，得不到市场的认可。

PBAT用于地膜生产时，最大的问题在于耐候性不足，其抗水解性能，抗紫外线、抗热、抗氧化的性能均不理想，产品的使用寿命短，难以满足农作物整个生长周期的要求。

CN 103709687 A、CN 103627151 A提出利用抗氧剂、紫外光吸收剂、光稳定剂复合使用来提高单层聚酯类完全生物降解地膜的耐老化性，但在聚酯降解可控调节方面未给予关注。CN 103709695 A提出利用抗氧剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、扩链剂来改性PLA地膜。CN 103587184 A提到一种由防水解层、防老化层、保温层组成的可控生物降解地膜，但是未关注聚酯的降解调控问题，也不涉及加工过程的原位反应调控聚酯性能及各层间结合。

CN 1312327 A提到利用耐高温且不易挥发的高分子型封端剂来封端聚酯残存的末端基，来生产一种耐水解聚酯组合物；CN 104120504 A公布了一种在缩聚反应阶段添加硅化合物来生产耐水解聚酯纤维的方法；CN 101525413 B公布了一种在缩聚阶段加入无级磷酸盐和复合类无机磷酸盐类缓冲剂，生产耐水解聚酯组合物的方法；CN 103665777 A提到一种包含恶唑啉类、羟基扩链剂的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯。以上专利都未涉及可降解地膜方面的应用，也未对其进行耐候改性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可控生物降解地膜，该地膜具有良好耐候性，同时具有可控降解的能力，在满足农作物整个生长周期的需求的同时，又能在使用结束后迅速降解。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种可控生物降解地膜，所述地膜由质量百分比为(0.01-100): (0.01-100)的第一熔体和第二熔体按照通过多层共挤工艺，吹塑成膜而成；第一熔体形成耐候层薄膜，第二熔体形成稳定层薄膜；其中，所述第一熔体的制备过程如下：将质量百分数为65-99.9%的耐候层树脂、0.1-5 %的复配型稳定剂、1-10 %的开口剂和0-20 %的无机填料依次加入到混合机中进行混合，混合均匀后加入到螺杆挤出机中挤出；所述第二熔体制备过程如下：将质量百分数为50-99.4%的稳定层树脂、0-40 %的聚乳酸、0.1-5 %的化学稳定剂和0.5-5 %的复合类无机磷酸盐缓冲剂依次加入到混合机中进行混合，混合均匀后加入到螺杆挤出机中挤出。