[发明专利]一种利于马铃薯生长的全生物降解地膜专用料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属地面覆盖薄膜技术领域，确切地说，涉及一种利于马铃薯生长的全生物降解地膜专用料及其制备方法。

背景技术

目前，地膜已经广泛应用于各国农业领域，并且以其独有的保温、保湿、保墒、增肥、增产等作用，备受重视；在我国每年地膜的使用量超过 100 万吨，而这些地膜的材质基本都是 PE 等传统石油基材料，这些材料在使用废弃后会遗留在土壤中，造成严重的白色污染；马铃薯作为我国继小麦、小米、大米之后的第四大农作物口粮，具有较大的发展前景；目前种植马铃薯普遍采用地膜覆盖技术，具有提高地温、增加有效积温、保墒、改善土壤结构、有利于马铃薯植株生长等优点，但同时由于普通地膜无法降解，马铃薯收获时，需揭开地膜，然后人工或机械挖收薯块，残膜堆积在田头或残留在农田中，给土壤和环境造成了严重的“白色污染”问题，并造成土壤板结、通透性变差、根系生长受阻，从而导致后茬作物减产；生物聚酯材料如聚甲基乙撑碳酸脂（PPC）、聚乳酸（PLA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯-已二酸丁二醇酯（PBAT）作为新型的生物降解材料，是由再生的植物资源原料制成；其使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，是世界公认的环境友好材料；采用可完全生物降解高分子树脂制备的生物降解地膜是解决农田“白色污染”问题的有效途径，具有广阔的市场前景。

在全生物降解方面，已经申请了不少专利，如申请号为201610985359.8的中国专利一种生物降解除草地膜在马铃薯栽培中的应用，生物降解树脂聚乳酸(PLA)和聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT) 70～97％生，物降解除草剂母粒3～30％，挤出造粒而制得；有效防治畦面杂草滋生及解决普通塑料带来的环境污染问题，且节省人力劳动力成本；但该专利不能满足马铃薯生长前期保温保湿的要求；中国专利CN103709695B一种 PLA 改性材料及其制备方法和 PLA 生物降解地膜，其组成为PLA 58-80 重量 %，PBAT 15-40 重量 %，改性滑石粉 0.1-5 重量 %，抗氧剂 0.1-2 重量%，紫外吸收剂0.1-1重量%，光稳定剂0.1-2重量 %，开口剂 0.1-2 重量 %，扩链剂 0.1-1 重量 %，引发剂 0.0005-0.05 重量 %；该专利生产的地膜具有较高的强度和伸长率；该专利也没有保温保湿功能，而且韧性还有不足。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种利于马铃薯生长的全生物降解地膜专用料及其制备方法，本发明专用料生产的完全生物降解适用于马铃薯用的地膜，针对马铃薯生长期特点，具有优良的保温保湿性能，柔韧性能好，地膜开口性好（节省铺设地膜时间），透光度高，且具有完全生物降解性能。

一种利于马铃薯生长的全生物降解地膜专用料，以重量份数计，包括如下组分：

PPC 100份，增韧改性树脂混合物 50-90份，保温增温助剂2-5份；成核剂0.5-1.0份，高分子助剂0-5份。

其中所述PPC为聚碳酸亚丙酯树脂，是由二氧化碳和环氧丙烷聚合而成的一种高分子材料，分子量25-50万，分子量分布3-5；该树脂在堆肥条件下，180天相对生物分解率超过90%。

所述的增韧改性树脂混合物为低分子量的聚己内酯与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的混合物，其比例为1：1.5-2.0，其中低分子量聚己内酯平均分子量为1000-3000，柔软性极佳，作为PPC树脂的增塑剂，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）优选分子量为10000-30000，较低分子量的PBAT具有较好的加工流动性，起到增韧剂的作用；实验证明，两者按一定比例混合增韧PPC，能够使得整个材料既具有优良的加工性能及成膜性能，又具有极好的韧性。

所述成核剂优选二氧化硅。

所述高分子助剂为季戊四醇，起到控制生物聚酯降解时间，提高降解材料存放时间的作用；由于生物聚酯材料分子中含有羧基，高分子助剂的加入封闭聚酯材料的残余羧基，有效拟制聚酯材料因水解引起的力学性能下降，延长产品保存和使用寿命。

所述的保温增温助剂由碳酸锶和片状功能母料复配制成，两种组分的重量比为1：（1.5-2）。

其中所述碳酸锶优选片状碳酸锶，其制备方法如下：

(1) 熟料制备：将选矿富集后的天青石矿与还原煤分别破碎，并以矿煤比1∶0.4 -1∶0.6 的重量比混合，置于焙烧炉中，在1100-1150℃下焙烧1.5- 2.0 小时得到硫化锶熟料。

选矿富集后天青石矿的硫酸锶品位大于60％即可，还原煤以高炭低硫煤为佳。