[发明专利]一种生物降解农用地膜及其制备方法

说明书

本发明属于膜材料领域，尤其涉及一种生物降解农用地膜及其制备方法。本发明提供的生物降解农用地膜由包括以下重量份组分的原料制成：超高分子量聚碳酸亚丙酯20～80份；高分子量聚酯15～75份；扩链剂0.2～1.5份；片层结构纳米填料2～25份；所述超高分子量聚碳酸亚丙酯的数均分子量≥300kDa；所述高分子量聚酯包括聚(己二酸丁二醇酯‑对苯二甲酸丁二醇酯)和/或二氧化碳基聚(碳酸酯‑醚)型聚氨酯；所述高分子量聚酯的数均分子量为80kDa～200kDa。本发明以超高分子量聚碳酸亚丙酯、高分子量聚酯、扩链剂和片层结构纳米填料作为原料，通过各原料间的协同作用，提高了地膜的力学强度和保湿性能。

技术领域

本发明属于膜材料领域，尤其涉及一种生物降解农用地膜及其制备方法。

背景技术

农用地膜不仅能够提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，而且能起到防虫除草、提高农作物的产量的作用，是现代农业必不可少的关键材料，曾经被认为是农业白色革命。自1978年以来，我国地膜的应用取得了长足的发展，2013年全国农用地膜覆盖面积已达3.8亿亩，用量高达130万吨，为解决我国粮食自给与蔬菜供应做出了巨大贡献。据预测，未来10年，我国地膜用量约以10％的数量增长，未来覆盖面积有望达到5亿亩，用量达到200万吨。现在我国地膜材料以线性低密度聚乙烯为主，由于地膜一般厚度为4-8m，这种超薄地膜回收十分困难，随着使用时间和用量的增长，滞留在土壤里的不可降解的地膜越来越多。引起土壤板结、产量下降等一系列严重问题，白色革命变成了白色污染。目前农田中残留地膜的治理已经到了刻不容缓的地步，如按照新疆农垦的数据许多长年使用地膜的土壤中残余聚乙烯地膜的含量达到30-60kg/亩。

为此，农业部提出了“一控两减三基本”的农业可持续发展战略目标，要求实现农业投入品包装物及废弃农膜有效回收处理，尽早解决农田“白色污染”问题，加快推进农业清洁生产方式转变。生物降解地膜是在使用后能迅速在土壤环境中发生生物降解而自动消失的新产品，被认为是一个最有可能解决农田“白色污染”的方案。

聚碳酸亚丙酯是一种可生物降解的聚酯材料，具有良好的吹膜性能，是用于制造生物降解地膜的理想材料。但现有的生物降解地膜材料存在着力学强度较低和保湿性能较差的问题，使其在农用地膜领域的发展受到一定阻碍。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物降解农用地膜及其制备方法，本发明提供的生物降解农用地膜具有良好的力学强度和保湿性能。

本发明提供了一种生物降解农用地膜，由包括以下重量份组分的原料制成：

所述超高分子量聚碳酸亚丙酯的数均分子量≥300kDa；

所述高分子量聚酯包括聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)和/或二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯；所述高分子量聚酯的数均分子量为80kDa～200kDa。

优选的，所述片层结构纳米填料的径厚比≥50。

优选的，所述片层结构纳米填料包括纳米蒙脱土、纳米硅酸铝和纳米滑石粉中的一种或多种。

优选的，所述扩链剂包括环氧树脂类扩链剂、碳化二亚胺扩链剂和噁唑啉化合物扩链剂中的一种或多种。

优选的，所述原料还包括紫外吸收剂、自由基捕捉剂和开口剂中的一种或多种。

优选的，所述紫外吸收剂的型号包括UV-0、UV-P、UV-571、UV-765、UV-531和UV-234中的一种或多种。

优选的，所述自由基捕捉剂的型号包括UV-944、UV-622、UV-770和UV-2020中的一种或多种。

优选的，所述开口剂包括油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸和油酸中的一种或多种。

优选的，以重量份数计，所述原料包括：