[发明专利]一种复合型全降解材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及地膜技术领域，具体涉及一种复合型全降解材料及其制备方法。

背景技术

地膜覆盖技术的应用极大地促进了农业产量和效益的提高，在带动农业生产方式转变和促进农业生产力飞跃方面功不可没。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，人们开发了各种降解地膜。但目前市售的地膜中，以单层地膜为主，且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。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种复合型全降解材料及其制备方法。本发明提供的复合型全降解材料，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，本发明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，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种全降解材料，全降解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0.01-0.10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：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯30-70重量份和聚乳酸10-20重量份。

具体地，本发明提供的全降解材料为双层膜复合型全降解材料，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。高密度聚乙烯又称低压聚乙烯，白色粉末颗粒状产品，无毒、无味，是在15-30个大气压下，通过有机化合物催化进行Ziegler-Natta聚合而成，密度约为0.940-0.976g/cm³，结晶度为80％-90％，软化点为125-135℃。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。聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，结晶温度在110℃附近，熔点在130℃左右，密度在1.18g/ml-1.3g/ml之间。

在本发明的进一步实施方式中，第二层膜的原料组分还包括：相容剂2-4重量份、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19.8-64.95重量份。