CN107057177A - 一种可降解地膜用色母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可降解地膜用色母粒及其制备方法,该色母粒的原料包括:乙烯‑醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乳酸、海藻酸钠、大豆油、纤维素、植物淀粉、钛白粉、分散剂、增容剂、增塑剂和颜料;制备方法是先将乙烯‑醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇和增容剂混合,升温后高速分散,然后加入海藻酸钠、大豆油、纤维素、植物淀粉、钛白粉、分散剂、增塑剂、颜料,放入挤出机中挤出后,再进行造粒即可。本发明的可降解地膜用色母粒具有良好的机械性能和抗水性能,制得的地膜在20天开始发生降解,60‑70天可达3级降解水平。
Description
技术领域
本发明属于色母粒技术领域,具体涉及一种可降解地膜用色母粒及其制备方法。
背景技术
在我国北方干旱地区,缺水是制约农业生产的关键性问题,水份不足已成为限制农作物产量提高的主要因素之一。由于年降水资源份布不均,致使作物生长期需水与自然降水供给错位矛盾,加上早春土壤温度较低,使春播作物不能正常出苗,生育期推迟。农田覆盖具有改善土壤结构、蓄水保墒、调节土温、抑制杂草和提高产量等作用,是解决以上问题的一项重要技术措施,在旱农区的推广应用面积不断扩大。地膜具有较好的保墒、增温作用,增产效果显著,且成本较低,简单易用。自1979年地膜覆盖栽培技术引入我国以来得到迅猛发展,现已成为继种子、化肥、农药之后又一重要的农资材料。
各类降解材料的保水、保温和增产效果及生态效应和普通地膜相似,被广泛地应用于经济作物和粮食作物生产。可降解材料可通过微生物作用自动降解,但在农业生产中还存在降解时间和速度难以控制等问题,这主要与其化学组份、工艺参数、贮藏及使用环境等有关。降解膜的生物学效果及降解速率还与自然光强弱有关。通过比较各降解材料的降解状况发现,生物降解膜降解速度最快,其次是光-生双降解膜,光降解膜降解最慢。
光-生物降解地膜将生物降解和光降解有机结合,降解较完全,且降解后的产物对环境友好,但主要问题是如何将光降解和生物降解两者有机结合。我国成功研制出一种氧化-生物降解地膜,它能结合氧化降解和生物降解技术,同时克服光催化降解技术在无光或光照不足时不易降解、光线充足时降解过快的缺陷。但也因氧化-生物降解地膜的研究开发比较困难,且不同地域和作物对地膜的要求不同、生产成本和农民使用成本较高,使其在推广应用方面受到了一定的限制。
发明内容
解决的技术问题:本发明的目的是提供一种可降解地膜用色母粒及其制备方法。
技术方案:一种可降解地膜用色母粒,原料以重量份计包括:乙烯-醋酸乙烯共聚物40-50份,聚碳酸酯8-20份,聚乙烯醇4-9份,聚乳酸2-7份,海藻酸钠0.8-2.4份,大豆油0.5-1.2份,纤维素3-9份,植物淀粉2-6份,钛白粉1-5份,分散剂3-8份,增容剂2-6份,增塑剂1-5份,颜料2-10份。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量小于20%。
所述植物淀粉是玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、甘薯淀粉中的一种或者几种混合物。
所述纤维素是羟丙基甲基纤维素或者羟乙基纤维素中的一种。
所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
所述增塑剂是乙二醇、丙二醇、山梨醇或者甘油中的一种或者几种。
所述分散剂是硬脂酸或硬脂酸镁。
上述可降解地膜用色母粒的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇和增容剂混合,升温至150-180℃,3000-4000rpm高速分散20-30min,得到混合物A;
步骤2,将海藻酸钠、大豆油、纤维素、植物淀粉、钛白粉、分散剂、增塑剂、颜料加至混合物A中,放入挤出机中,挤出机的螺杆旋转速度控制在40-50rpm,挤出温度控制在140-150℃,再进行造粒即可。
有益效果:本发明的可降解地膜用色母粒具有良好的机械性能和抗水性能,制得的地膜在20天开始发生降解,60-70天可达3级降解水平。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅为本发明一部份实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明进行详细阐述,其中,如无特殊说明,实施例中涉及的各种反应试剂均可以通过商业渠道购买得到。
实施例1
一种可降解地膜用色母粒,原料以重量份计包括:乙烯-醋酸乙烯共聚物40份,聚碳酸酯8份,聚乙烯醇4份,聚乳酸2份,海藻酸钠0.8份,大豆油0.5份,纤维素3份,植物淀粉2份,钛白粉1份,分散剂3份,增容剂2份,增塑剂1份,颜料2份。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为15%。
所述植物淀粉是玉米淀粉。
所述纤维素是羟丙基甲基纤维素。
所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
所述增塑剂是乙二醇。
所述分散剂是硬脂酸。
上述可降解地膜用色母粒的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇和增容剂混合,升温至150℃,3000rpm高速分散30min,得到混合物A;
步骤2,将海藻酸钠、大豆油、纤维素、植物淀粉、钛白粉、分散剂、增塑剂、颜料加至混合物A中,放入挤出机中,挤出机的螺杆旋转速度控制在40rpm,挤出温度控制在150℃,再进行造粒即可。
实施例2
一种可降解地膜用色母粒,原料以重量份计包括:乙烯-醋酸乙烯共聚物43份,聚碳酸酯11份,聚乙烯醇6份,聚乳酸3份,海藻酸钠1.4份,大豆油0.8份,纤维素5份,植物淀粉4份,钛白粉2份,分散剂6份,增容剂3份,增塑剂2份,颜料4份。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为12%。
所述植物淀粉是小麦淀粉和甘薯淀粉的混合物,小麦淀粉和甘薯淀粉的重量比为1:1。
所述纤维素是羟乙基纤维素。
所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
所述增塑剂是乙二醇。
所述分散剂是硬脂酸镁。
上述可降解地膜用色母粒的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇和增容剂混合,升温至170℃,3500rpm高速分散25min,得到混合物A;
步骤2,将海藻酸钠、大豆油、纤维素、植物淀粉、钛白粉、分散剂、增塑剂、颜料加至混合物A中,放入挤出机中,挤出机的螺杆旋转速度控制在40rpm,挤出温度控制在140℃,再进行造粒即可。
实施例3
一种可降解地膜用色母粒,原料以重量份计包括:乙烯-醋酸乙烯共聚物48份,聚碳酸酯16份,聚乙烯醇7份,聚乳酸5份,海藻酸钠1.7份,大豆油0.9份,纤维素7份,植物淀粉5份,钛白粉4份,分散剂7份,增容剂5份,增塑剂3份,颜料8份。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为14%。
所述植物淀粉是大米淀粉。
所述纤维素是羟丙基甲基纤维素。
所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
所述增塑剂是山梨醇和甘油的混合物,山梨醇和甘油的重量比为1:2。
所述分散剂是硬脂酸。
上述可降解地膜用色母粒的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇和增容剂混合,升温至150℃,3000rpm高速分散30min,得到混合物A;
步骤2,将海藻酸钠、大豆油、纤维素、植物淀粉、钛白粉、分散剂、增塑剂、颜料加至混合物A中,放入挤出机中,挤出机的螺杆旋转速度控制在40rpm,挤出温度控制在150℃,再进行造粒即可。
实施例4
一种可降解地膜用色母粒,原料以重量份计包括:乙烯-醋酸乙烯共聚物50份,聚碳酸酯20份,聚乙烯醇9份,聚乳酸7份,海藻酸钠2.4份,大豆油1.2份,纤维素9份,植物淀粉6份,钛白粉5份,分散剂8份,增容剂6份,增塑剂5份,颜料10份。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为15%。
所述植物淀粉是小麦淀粉。
所述纤维素是羟丙基甲基纤维素。
所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
所述增塑剂是丙二醇。
所述分散剂是硬脂酸。
上述可降解地膜用色母粒的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇和增容剂混合,升温至180℃,4000rpm高速分散20min,得到混合物A;
步骤2,将海藻酸钠、大豆油、纤维素、植物淀粉、钛白粉、分散剂、增塑剂、颜料加至混合物A中,放入挤出机中,挤出机的螺杆旋转速度控制在50rpm,挤出温度控制在140℃,再进行造粒即可。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于:原料不包括海藻酸钠。
一种可降解地膜用色母粒,原料以重量份计包括:乙烯-醋酸乙烯共聚物48份,聚碳酸酯16份,聚乙烯醇7份,聚乳酸5份,大豆油0.9份,纤维素7份,植物淀粉5份,钛白粉4份,分散剂7份,增容剂5份,增塑剂3份,颜料8份。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为14%。
所述植物淀粉是大米淀粉。
所述纤维素是羟丙基甲基纤维素。
所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
所述增塑剂是山梨醇和甘油的混合物,山梨醇和甘油的重量比为1:2。
所述分散剂是硬脂酸。
上述可降解地膜用色母粒的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇和增容剂混合,升温至150℃,3000rpm高速分散30min,得到混合物A;
步骤2,将大豆油、纤维素、植物淀粉、钛白粉、分散剂、增塑剂、颜料加至混合物A中,放入挤出机中,挤出机的螺杆旋转速度控制在40rpm,挤出温度控制在150℃,再进行造粒即可。
实施例6
本实施例与实施例3的区别在于:原料不包括大豆油。
一种可降解地膜用色母粒,原料以重量份计包括:乙烯-醋酸乙烯共聚物48份,聚碳酸酯16份,聚乙烯醇7份,聚乳酸5份,海藻酸钠1.7份,纤维素7份,植物淀粉5份,钛白粉4份,分散剂7份,增容剂5份,增塑剂3份,颜料8份。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为14%。
所述植物淀粉是大米淀粉。
所述纤维素是羟丙基甲基纤维素。
所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
所述增塑剂是山梨醇和甘油的混合物,山梨醇和甘油的重量比为1:2。
所述分散剂是硬脂酸。
上述可降解地膜用色母粒的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇和增容剂混合,升温至150℃,3000rpm高速分散30min,得到混合物A;
步骤2,将海藻酸钠、纤维素、植物淀粉、钛白粉、分散剂、增塑剂、颜料加至混合物A中,放入挤出机中,挤出机的螺杆旋转速度控制在40rpm,挤出温度控制在150℃,再进行造粒即可。
将实施例1-6所得色母粒制成地膜,对所得地膜进行性能测试,结果如下:
由上表可知,采用本发明所得色母粒制备得到的地膜,具有良好的机械性能和抗水性能,在20天开始发生降解,60-70天可达3级降解水平。海藻酸钠的加入,可以促进乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇与植物淀粉、纤维素之间的连接,海藻酸钠以“胶体”形式填充于各原料之间,从而促进连接,增强了色母粒的机械强度。大豆油的加入,可以在植物淀粉、纤维素的外层形成保护层,防止植物淀粉、纤维素在制备色母粒的过程中发生降解,并提高植物淀粉、纤维素与乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇的相容性,使得色母粒具有良好的降解性。
Claims (8)
1.一种可降解地膜用色母粒,其特征在于:原料以重量份计包括:乙烯-醋酸乙烯共聚物40-50份,聚碳酸酯8-20份,聚乙烯醇4-9份,聚乳酸2-7份,海藻酸钠0.8-2.4份,大豆油0.5-1.2份,纤维素3-9份,植物淀粉2-6份,钛白粉1-5份,分散剂3-8份,增容剂2-6份,增塑剂1-5份,颜料2-10份。
2.根据权利要求1所述的可降解地膜用色母粒,其特征在于:所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量小于20%。
3.根据权利要求1所述的可降解地膜用色母粒,其特征在于:所述植物淀粉是玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、甘薯淀粉中的一种或者几种混合物。
4.根据权利要求1所述的可降解地膜用色母粒,其特征在于:所述纤维素是羟丙基甲基纤维素或者羟乙基纤维素中的一种。
5.根据权利要求1所述的可降解地膜用色母粒,其特征在于:所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
6.根据权利要求1所述的可降解地膜用色母粒,其特征在于:所述增塑剂是乙二醇、丙二醇、山梨醇或者甘油中的一种或者几种。
7.根据权利要求1所述的可降解地膜用色母粒,其特征在于:所述分散剂是硬脂酸或硬脂酸镁。
8.权利要求1至7任一项所述的可降解地膜用色母粒的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1,将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇和增容剂混合,升温至150-180℃,3000-4000rpm高速分散20-30min,得到混合物A;
步骤2,将海藻酸钠、大豆油、纤维素、植物淀粉、钛白粉、分散剂、增塑剂、颜料加至混合物A中,放入挤出机中,挤出机的螺杆旋转速度控制在40-50 rpm,挤出温度控制在140-150℃,再进行造粒即可。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170818 |
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