一種降解后直接增加土壤活力的農(nóng)用塑料薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料薄膜技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種降解后直接增加土壤活力的農(nóng)用塑料薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，由于廢棄塑料難以降解帶來(lái)的“白色污染”日趨嚴(yán)重，引起了全世界的廣泛關(guān)注，世界各國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了限制或禁止使用非降解塑料包裝物的相關(guān)法規(guī)。另一方面，由于制造傳統(tǒng)塑料的原料石油是不可再生資源，隨著人類(lèi)的大量使用必將枯竭，因而發(fā)展以可再生資源為原料、可降解的環(huán)境友好型塑料迫在眉睫。
[0003]利用可生物降解的淀粉材料來(lái)制備可降解包裝膜已成為世界各國(guó)研宄的熱點(diǎn)。但是淀粉在提高塑料可降解性能的同時(shí)，一方面會(huì)造成其物理機(jī)械性能的下降，使其加工困難，另一方面還存在親水性太強(qiáng)，與大部分通用樹(shù)脂之間的相容性很差，致使制成的薄膜力學(xué)性能大幅下降，阻水性能差，從而阻礙了淀粉塑料在工業(yè)化推廣過(guò)程中的廣泛應(yīng)用。
[0004]聚乙烯醇是一種用途廣泛的高分子聚合物，性能介于塑料和橡膠之間，含有大量的極性基團(tuán)羥基，毒性很低，分子鏈結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)規(guī)整，具有獨(dú)特的強(qiáng)力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護(hù)膠體性、氣體阻絕性以及經(jīng)特殊處理具有的耐水性，同時(shí)還具有一定的生物降解性，在濕環(huán)境中有細(xì)菌存在的條件下6個(gè)月內(nèi)可以完全分解成水和二氧化碳，是完全生物降解材料，但是降解過(guò)程中對(duì)降解環(huán)境要求較高，使降解速度還是顯得相對(duì)較慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種降解后直接增加土壤活力的農(nóng)用塑料薄膜及其制備方法。本發(fā)明通過(guò)添加高含量的表面疏水改性的淀粉與聚乙烯醇共混制備降解塑料薄膜，還添加了石榴皮、竹炭等天然成分，具有殺菌的功效，同時(shí)降解后可以直接為土壤增加活力，
一舉兩得。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施:
一種降解后直接增加土壤活力的農(nóng)用塑料薄膜，由下列重量份的原料制備制成:玉米淀粉60-65、納米蒙脫土 7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇30-35、甘油7-8、乙酸三丁酯6-8、礦物油2_3、抗氧劑168 1_2、乙烯基三乙氧基硅烷1-1.3、石榴皮5-7、竹炭3-5、羧甲基纖維素2-3 ;
本發(fā)明所述一種降解后直接增加土壤活力的農(nóng)用塑料薄膜，由以下具體步驟制成:
(I)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中，在130°C的條件下干燥120分鐘后取出，冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩30-40分鐘(控制水浴溫度為30°C，超聲功率為100W)，然后將混合粉末轉(zhuǎn)移至攪拌釜中，加入鈦酸四丁酯，控制溫度為75°C，以1500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌15分鐘后，繼續(xù)加入花生油，攪拌15分鐘，最后取出放入烘箱，在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末；
(2)將苧麻麻骨、石榴皮、竹炭干燥后經(jīng)過(guò)粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米級(jí)粉末，再與羧甲基纖維素混合，混合均勻后放入捏合機(jī)中，控溫130°C，捏合20分鐘，放出冷卻，即得苧麻麻骨增強(qiáng)料；
(3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與礦物油、乙烯基三乙氧基硅烷混合，通過(guò)膠體磨機(jī)分散60-90分鐘，然后加入步驟(2)得到的苧麻麻骨增強(qiáng)料，通過(guò)雙螺桿造粒機(jī)中，控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒，得到直徑為6_的淀粉母料；
(4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、甘油、乙酸三丁酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后，加入到單螺桿擠出機(jī)中，控制溫度在170-180°C的加工溫度下進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先對(duì)淀粉、納米蒙脫土進(jìn)行疏水化表面處理，超聲振蕩使淀粉的粒徑下降，比表面積增大，鈦酸四丁酯與疏水劑花生油有效的屏蔽了淀粉表面羥基，形成高疏水層；同時(shí)納米蒙脫土具有良好的氣體阻隔性能以及良好的遠(yuǎn)紅外反射性，抗老化，同時(shí)耐熱、耐磨、強(qiáng)度高；然后將石榴皮、竹炭粉碎后與苧麻麻骨混合，添加羧甲基纖維素來(lái)制成增強(qiáng)材料，具有良好的耐水、耐油性能，強(qiáng)度高，提高了薄膜的強(qiáng)度，同時(shí)具有一定的抗菌效果，適合用作農(nóng)用地膜或者果蔬套袋膜。
[0008]本發(fā)明將聚乙烯醇與淀粉母料混合后，制成的塑料薄膜，強(qiáng)度高、耐水耐油性能好，原料簡(jiǎn)單易得，便于工業(yè)大生產(chǎn)，且利用苧麻麻骨，降低了生產(chǎn)成本，本發(fā)明產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)，適合用作農(nóng)用地膜、果蔬套袋膜等，更換后可以直接填埋在土壤里，植物成分，能夠?yàn)橥寥涝黾踊盍Γ鷳B(tài)環(huán)保。
具體實(shí)施方案
[0009]下面通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]一種降解后直接增加土壤活力的農(nóng)用塑料薄膜，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:玉米淀粉60、納米蒙脫土 7、花生油0.6、鈦酸四丁酯1.2、苧麻麻骨12、聚乙烯醇30、甘油7、乙酸三丁酯6、礦物油2、抗氧劑168 1、乙烯基三乙氧基硅烷1、石榴皮5、竹炭3、羧甲基纖維素2 ;
本發(fā)明所述一種降解后直接增加土壤活力的農(nóng)用塑料薄膜，由以下具體步驟制成:
(1)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中，在130°C的條件下干燥120分鐘后取出，冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩40分鐘(控制水浴溫度為30°C，超聲功率為100W)，然后將混合粉末轉(zhuǎn)移至攪拌釜中，加入鈦酸四丁酯，控制溫度為75°C，以1500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌15分鐘后，繼續(xù)加入花生油，攪拌15分鐘，最后取出放入烘箱，在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末；
(2)將苧麻麻骨、石榴皮、竹炭干燥后經(jīng)過(guò)粗磨、精磨制成100目的粉末，然后放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米級(jí)粉末，再與羧甲基纖維素混合，混合均勻后放入捏合機(jī)中，控溫130°C，捏合20分鐘，放出冷卻，即得苧麻麻骨增強(qiáng)料；
(3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與礦物油、乙烯基三乙氧基硅烷混合，通過(guò)膠體磨機(jī)分散60分鐘，然后加入步驟(2)得到的苧麻麻骨增強(qiáng)料，通過(guò)雙螺桿造粒機(jī)中，控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒，得到直徑為6_的淀粉母料； (4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、甘油、乙酸三丁酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后，加入到單螺桿擠出機(jī)中，控制溫度在170-180°C的加工溫度下進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
[0011]將本發(fā)明產(chǎn)品按照GB/T 20197-2006的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行講解試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)4個(gè)月的土埋實(shí)驗(yàn)，生物降解率可以達(dá)到59.7%。按照GB/T 1040.3-2006進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，橫向拉伸強(qiáng)度為26.85MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為670.12% ;縱向拉伸強(qiáng)度為23.19 MPa,斷裂伸長(zhǎng)率為449.25%，符合標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種降解后直接增加土壤活力的農(nóng)用塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:玉米淀粉60-65、納米蒙脫土 7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇30-35、甘油7-8、乙酸三丁酯6_8、礦物油2_3、抗氧劑168 1_2、乙烯基三乙氧基硅烷1-1.3、石榴皮5-7、竹炭3-5、羧甲基纖維素2-3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種降解后直接增加土壤活力的農(nóng)用塑料薄膜，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將玉米淀粉與納米蒙脫土混合均勻后放入烘箱中，在130°C的條件下干燥120分鐘后取出，冷卻至室溫后將混合粉末利用超聲振蕩30-40分鐘(控制水浴溫度為30°C，超聲功率為100W)，然后將混合粉末轉(zhuǎn)移至攪拌釜中，加入鈦酸四丁酯，控制溫度為75°C，以1500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌15分鐘后，繼續(xù)加入花生油，攪拌15分鐘，最后取出放入烘箱，在120°C的條件下干燥60分鐘即得表面疏水處理的混合粉末； (2)將苧麻麻骨、石榴皮、竹炭干燥后經(jīng)過(guò)粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米級(jí)粉末，再與羧甲基纖維素混合，混合均勻后放入捏合機(jī)中，控溫130°C，捏合20分鐘，放出冷卻，即得苧麻麻骨增強(qiáng)料； (3)將步驟(I)得到的表面疏水改性的混合粉末與礦物油、乙烯基三乙氧基硅烷混合，通過(guò)膠體磨機(jī)分散60-90分鐘，然后加入步驟(2)得到的苧麻麻骨增強(qiáng)料，通過(guò)雙螺桿造粒機(jī)中，控制溫度170-180°C的條件下熔融擠出造粒，得到直徑為6_的淀粉母料； (4)將步驟(3)得到的淀粉母料、聚乙烯醇、甘油、乙酸三丁酯以及其余剩余成分在常溫下混合均勻后，加入到單螺桿擠出機(jī)中，控制溫度在170-180°C的加工溫度下進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種降解后直接增加土壤活力的農(nóng)用塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：玉米淀粉60-65、納米蒙脫土7-9、花生油0.6-0.7、鈦酸四丁酯1.2-1.4、苧麻麻骨12-14、聚乙烯醇30-35、甘油7-8、乙酸三丁酯6-8、礦物油2-3、抗氧劑168 1-2、乙烯基三乙氧基硅烷1-1.3、石榴皮5-7、竹炭3-5、羧甲基纖維素2-3；本發(fā)明將聚乙烯醇與淀粉母料混合后，制成的產(chǎn)品，強(qiáng)度高、耐水、耐油，原料簡(jiǎn)單易得，便于工業(yè)大生產(chǎn)，使用壽命長(zhǎng)；添加苧麻麻骨，降低了生產(chǎn)成本，本發(fā)明可用作農(nóng)用地膜、果蔬套袋膜等，更換后可直接填埋在土壤中，能夠?yàn)橥寥涝黾踊盍?，生態(tài)環(huán)保。
【IPC分類(lèi)】C08K9/06, C08L1/28, C08K9/04, C08K13/06, C08K5/10, C08L97/00, C08K3/34, C08L3/04, C08L91/00, C08K3/04, C08L29/04
【公開(kāi)號(hào)】CN104910441
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510273940
【發(fā)明人】萬(wàn)紅霞, 陳可夏
【申請(qǐng)人】銅陵方正塑業(yè)科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日