CN115612265A - 一种生物降解防伪薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物降解防伪薄膜，本发明采用PLA、PBAT和热塑性淀粉为主料，并通过合适的助剂和防伪母粒工艺配方，解决了以往降解地膜力学强度差、且只能崩解的难题，并且提供了防伪特性：根据防伪条上的荧光特征和编码信息实现对生物降解地膜的真伪鉴别。此外，该发明利用聚乳酸力学强度高的特性，结合PBAT韧性好并配合热塑性淀粉提高加工性，开发出高生物基含量、全生物降解的防伪农用地膜。该地膜性能优异，且土壤中自降解性能经过充分验证，在我国土壤治理、发展生态农业等领域具有广泛的应用前景。

Description

一种生物降解防伪薄膜
技术领域
本发明涉及农用地膜领域，尤其涉及一种生物降解防伪薄膜及其制备方法。
背景技术
农用地膜具有保湿、保温、抗虫、防病、抑制杂草生长等作用，有利于 目标作物生长发育，提高作物产量提升效益。目前，应用在农业种植上的地 膜主要是以聚乙烯为主的石油基来源地膜，其难以降解，在田间残留几十年 乃至上百年，难以回收，长期使用会导致土壤中残留的塑料薄膜碎片累积残 留越来越多，造成土壤板结，通透性变差，肥力下降，影响作物生长发育， 最终造成减产。无论从缓解日益枯竭的石油资源压力还是从农业生态可持续 发展的角度，可降解农用地膜的推行势在必行。
可降解农用地膜相比传统聚乙烯地膜，除了在长期使用后对土壤肥力不 会造成负面影响外，还有诸多优点，例如不需要回收，自然降解作为土壤养 分的一部分等。基于此，市面上出现很多鱼龙混杂的可降解乃至崩解农用地 膜，为了能够分清良莠，生物降解农用地膜的防伪也必不可少。
专利授权公告号CN102850626B公开了一种可降解地膜及其制备方法， 但是其组分中添加了大量聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃树脂以及少量聚乳酸、聚 乙烯醇等可降解成分，其本质是一种可崩解地膜，在土壤中可降解成分降解 后，剩余的石油基的聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃树脂依然会以碎片状残留在土 壤中造成土壤板结和肥力下降，本质上并不是环保的可降解地膜产品。
申请号201410209313.8专利公开了一种淀粉基可降解农用地膜及其制 备方法，该发明目的是提供一种可完全降解、具有增产、保湿作用，力学性 能高，耐水性能优异，且可根据不同地区和气候条件及作物品种，控制降解 速率的淀粉基可降解农用地膜，其中含有植物淀粉45-55份，碳酸钙1-4份， 含环氧基的有机硅丙烯酸树脂10-15份，环氧大豆油1-3份，聚乙烯蜡1-4 份，二氧化钛1-3份，聚乙烯20-30份，马来酸酐接枝改性聚乙烯5-15份。但是根据其组分表，碳酸钙、含环氧基的有机硅丙烯酸树脂、聚乙烯蜡、聚 乙烯、马来酸酐接枝改性聚乙烯最终都无法在土壤中生物降解，只能以碎片 状残留在土壤中造成土壤板结和肥力下降，本质上依然不是环保的可降解地 膜产品。
另外，申请号201210317216.1的专利还涉及到使用大量无机填料，如 碳酸钙、滑石粉、硅酸钙等，此类无机物在水中溶解度较低，降解后会长时 间残留在土壤表面影响土壤pH值和蓄水保水透气能力(尤其是硅酸钙)， 进一步影响植物生长。
上述方法涉及的可降解农用地膜，其真实降解效果及应用性能均不能令 人满意，难以达到完全降解。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种生物降解防伪薄膜及其 制备方法，该农用地膜可实现生物完全可降解，且有特制防伪标识。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种生物降解防伪薄膜，按重量份计，包括如下组分：
生物降解塑料 100份、
助剂 0.03-15分、
防伪母粒 0.1-15份；
所述防伪母粒，按重量份计，包括如下组分：
生物降解塑料 60-90份、
荧光色片 0.03-20份、
编码物质 0.03-20份、
助剂 0.02-12份；
本发明公开了一种生物降解防伪薄膜，用于农用地膜时，可在土壤中完全 降解，不残留聚乙烯、聚丙烯等石油基高分子化合物，不会导致土壤板结，有 利于保持土壤肥力。其防伪荧光图案能够在使用期内经受住阳光/紫外光辐照而 保持其荧光特性，起到防伪作用。
其中，所述生物降解塑料为聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、热塑性淀粉的混合物，其中
聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯 10-80份、
聚乳酸 20-90份、
热塑性淀粉 5-60份。
优选地，所述聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)数均分子量为 40000-70000g/mol，重均分子量为80000-150000g/mol。
优选地，所述聚乳酸(PLA)数均分子量为40000-80000g/mol，重均分子 量为80000-170000g/mol。
优选地，所述热塑性淀粉为热塑性土豆淀粉、热塑性玉米淀粉、热塑性木 薯淀粉或热塑性小麦淀粉中的一种或数种的混合物。
所述荧光色片为采用特定紫外激发荧光粉与色片载体的混合物；所述荧光 粉与色片载体按照重量份1:1.3-4进行研磨、分散、混合均一而成。所述色片 载体为醋酸丁酸纤维素或氯醋树脂中的一种或两种，优选地，采用醋酸丁酸纤 维素，色片载体主要作用是促进荧光粉的分散并提高其在基体中的相容性。所 述特定紫外激发荧光粉为激发波长为450nm的铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu) 或铕激活氯化磷酸锶(Sr5(PO4)3Cl:Eu)中的一种或两种；所述铕激活氯化磷酸 锶(Sr5(PO4)3Cl:Eu)的激发波长为281nm、365nm、395nm中的一种。采用紫外 激发荧光粉作为防伪标记，其本身能耐长时间日光辐照，在紫外灯下能产生荧 光标记，能起到较好的荧光防伪效果。
所述编码物质选自锂、铍、铝、钠、镁、钾、钙的化合物的一种或几种。 这几种化合物水溶性较好，随着地膜降解在自然环境中会被雨水冲刷，不影响 土壤品质，另外其化合物本身如硝酸钾也作为植物养料可以被吸收。出于成本 考虑，优选地，选用钠、钾、钙的化合物。所述编码物质具有易于被检测、区 分和准确识别的特性，目的在于通过其组合形成通过特定检测方法能检出的编 码，捆绑相关产品信息。
所述助剂包括相容剂、抗氧剂、紫外吸收剂和抗静电剂中的一种或几种的 混合物；所述相容剂为过氧化二异丙苯、马来酸酐、柠檬酸中的一种或几种的 混合物，优选地，采用马来酸酐和柠檬酸重量份1:1的混合物；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂626中的一 种或数种，优选地，采用抗氧剂1010；
所述紫外吸收剂为UV531、UV320、UV326中的一种或数种，优选地，采用 UV531和UV326重量份1:1的混合物；
所述抗静电剂为聚醚酯酰胺。
所述助剂还包括润滑剂；所述润滑剂为醋酸纤维素，醋酸纤维素包括醋酸 丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素等一种或数种混合物。优选地，采用醋酸丁酸纤 维素。大部分其他公开专利涉及到的降解地膜，均采用无机填料作为润滑剂， 如碳酸钙、滑石粉、硅酸钙等，此类无机物在水中溶解度较低，降解后会长时 间残留在土壤表面影响土壤pH值和蓄水保水透气能力(尤其是硅酸钙)，进一 步影响植物生长。而醋酸纤维素作为可降解材料，对土壤pH值、蓄水保水透气 能力均无影响，且其作为润滑剂的可靠性在实施例中经过验证，其短期效果和 无机填料相仿，长期效果比无机填料更好，因为在长期存放过程中(例如1-2年)，由于密度和相容性原因原本在表面起到爽滑作用的无机填料会被地膜本体 的有机高分子物质吸收到内层，而表面发粘，但醋酸纤维素由于密度与地膜本 体高分子材料相仿，且相容性较好，能保持较好的表面干爽状态。
一种生物降解防伪薄膜，所述防伪母粒的制备方法，包括如下步骤：将生 物降解塑料、荧光色片、编码物质和助剂按配比称量后倒入高速混合机中混合 均匀，在双螺杆挤出机中140-220℃熔融挤出造粒，得到防伪母粒，优选地， 进料段温度设置140-160℃，捏合段温度设置150-180℃，计量段设置 160-200℃。
一种生物降解防伪薄膜的制备方法，包括如下步骤：用螺杆直径大小不同 的两台挤出机分别将生物降解塑料、助剂和防伪母粒共挤到模头，生物降解塑 料及助剂从大螺杆直径挤出机中挤出，防伪母粒从小螺杆直径挤出机中挤出， 经吹胀、牵引、印刷、收卷得到生物降解防伪农用地膜。所述大、小两台挤出 机料筒温度均为3端控制，依次为加料段80-130℃，熔融混合段(中段) 120-160℃，计量段(前段)140-200℃，共挤模头温度为140-210℃，吹胀比 1.3-5.5。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明采用PLA、PBAT和热塑性淀粉为主料，并通 过合适的助剂和防伪母粒工艺配方，解决了以往降解地膜力学强度差、且只能 崩解的难题，并且提供了防伪特性：根据防伪条上的荧光特征和编码信息实现 对生物降解地膜的真伪鉴别。
本发明所采用的特定防伪信息有两层，1.特定的荧光特性物质，可以定期 更换，按照出厂日期或者其他可追溯信息。2.编码信息，可以通过原子吸收光 谱测定特定的编码物质，而且编码物质的百分比可以通过原子吸收光谱测出， 只有编码物质和百分比都对，才说明产品是正品。
利用聚乳酸力学强度高的特性，结合PBAT韧性好并配合热塑性淀粉提高加 工性，开发出高生物基含量、全生物降解的防伪农用地膜。该地膜性能优异， 且土壤中降解性能经过充分验证，在我国土壤治理、发展生态农业等领域具有 广泛的应用前景。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本 发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得 的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将60份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，40份聚对苯二甲酸- 己二酸丁二醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，20份热塑性淀粉(BIOTEC 公司Bioplast 500)，5份醋酸丁酸纤维素，0.5份马来酸酐，0.5份柠檬酸， 0.5份抗氧剂1010，0.3份UV531，0.3份UV326，0.2份聚醚酯酰胺加入高速 混合机混合均匀后，吹膜时加入大直径螺杆挤出机。
防伪母粒的制备：将铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu)与醋酸丙酸纤维 素按照重量份1:3进行研磨、分散、混合得到荧光色片；将5份荧光色片，30 份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二 醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，5份热塑性淀粉(BIOTEC公司Bioplast 500)，2份醋酸丁酸纤维素，0.2份马来酸酐，0.1份柠檬酸，0.1份抗氧剂1010， 0.1份UV531，0.1份UV326，0.1份聚醚酯酰胺，5份编码物质(3份硝酸钾， 2份柠檬酸镁)，加入高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中从喂料到捏合 段到计量段到模头温度依次按照140℃-160℃-170℃-180℃设置，熔融挤出造 粒得到防伪母粒，吹膜时将防伪母粒加入小直径螺杆挤出机。
吹膜时，大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段90-100℃， 熔融混合段(中段)140-150℃，计量段(前段)170-180℃，共挤模头温度为 190-200℃，吹胀比3.5，得到实施例1产品。产品厚度、力学性能、降解性能 等请详见后续性能测试部分。
实施例2
将60份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，40份聚对苯二甲酸- 己二酸丁二醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，20份热塑性淀粉(BIOTEC 公司Bioplast 500)，7份醋酸丙酸纤维素，0.5份马来酸酐，0.5份柠檬酸， 0.5份抗氧剂1010，0.3份UV531，0.3份UV326，0.2份聚醚酯酰胺加入高速 混合机混合均匀后，吹膜时加入大直径螺杆挤出机。
防伪母粒的制备：将铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu)与氯醋树脂按照 重量份1:3进行研磨、分散、混合得到荧光色片；将5份荧光色片，30份聚乳 酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(BASF 公司Ecoflex F BX 7011)，5份热塑性淀粉(BIOTEC公司Bioplast 500)，3 份醋酸丁酸纤维素，0.2份马来酸酐，0.1份柠檬酸，0.1份抗氧剂1010，0.1 份UV531，0.1份UV326，0.1份聚醚酯酰胺，7份编码物质(2份硝酸钠，5份 过磷酸钙)，加入高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中从喂料到捏合段到 计量段到模头温度依次按照140℃-160℃-170℃-180℃设置，熔融挤出造粒 得到防伪母粒，吹膜时将防伪母粒加入小直径螺杆挤出机。
吹膜时，大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段90-100℃， 熔融混合段(中段)140-150℃，计量段(前段)170-180℃，共挤模头温度 为190-200℃，吹胀比3.5，得到实施例2产品。产品厚度、力学性能、降解 性能等请详见后续性能测试部分。
实施例3
将60份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，40份聚对苯二甲酸- 己二酸丁二醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，20份热塑性淀粉(BIOTEC 公司Bioplast 500)，5份醋酸丁酸纤维素，0.5份过氧化二异丙苯，0.3份抗 氧剂168，0.3份抗氧剂626，0.6份UV320，0.2份聚醚酯酰胺加入高速混合 机混合均匀后，吹膜时加入大直径螺杆挤出机。
防伪母粒的制备：将铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu)与醋酸丁酸纤维 素按照重量份1:3进行研磨、分散、混合得到荧光色片；将5份荧光色片，30 份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二 醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，5份热塑性淀粉(BIOTEC公司Bioplast 500)，2份醋酸丁酸纤维素，0.2份过氧化二异丙苯，0.1份抗氧剂168，0.1 份抗氧剂626，0.1份UV320，0.1份聚醚酯酰胺，5份编码物质(3份硝酸钾， 2份柠檬酸镁)，加入高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中从喂料到捏合 段到计量段到模头温度依次按照140℃-160℃-170℃-180℃设置，熔融挤出 造粒得到防伪母粒，吹膜时将防伪母粒加入小直径螺杆挤出机。
吹膜时，大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段90-100℃， 熔融混合段(中段)140-150℃，计量段(前段)170-180℃，共挤模头温度 为190-200℃，吹胀比3.5，得到实施例3产品。产品厚度、力学性能、降解 性能等请详见后续性能测试部分。
实施例4
将70份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，40份聚对苯二甲酸- 己二酸丁二醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，10份热塑性淀粉(BIOTEC 公司Bioplast 500)，5份醋酸丁酸纤维素，0.5份马来酸酐，0.5份柠檬酸， 0.5份抗氧剂1010，0.3份UV531，0.3份UV326，0.2份聚醚酯酰胺加入高速 混合机混合均匀后，吹膜时加入大直径螺杆挤出机。
防伪母粒的制备：将铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu)与醋酸丁酸纤维 素按照重量份1:3进行研磨、分散、混合得到荧光色片；将5份荧光色片，30 份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二 醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，5份热塑性淀粉(BIOTEC公司Bioplast 500)，2份醋酸丁酸纤维素，0.2份马来酸酐，0.1份柠檬酸，0.1份抗氧剂1010， 0.1份UV531，0.1份UV326，0.1份聚醚酯酰胺，5份编码物质(3份硝酸钾， 2份柠檬酸镁)，加入高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中从喂料到捏合 段到计量段到模头温度依次按照140℃-160℃-170℃-180℃设置，熔融挤出 造粒得到防伪母粒，吹膜时将防伪母粒加入小直径螺杆挤出机。
吹膜时，大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段85-95℃， 熔融混合段(中段)135-145℃，计量段(前段)165-175℃，共挤模头温度 为185-190℃，吹胀比3.5，得到实施例4产品。产品厚度、力学性能、降解 性能等请详见后续性能测试部分。
实施例5
将50份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，40份聚对苯二甲酸- 己二酸丁二醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，30份热塑性淀粉(BIOTEC 公司Bioplast 500)，5份醋酸丁酸纤维素，0.5份马来酸酐，0.5份柠檬酸， 0.5份抗氧剂1010，0.3份UV531，0.3份UV326，0.2份聚醚酯酰胺加入高速 混合机混合均匀后，吹膜时加入大直径螺杆挤出机。
防伪母粒的制备：将铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu)与醋酸丁酸纤维 素按照重量份1:3进行研磨、分散、混合得到荧光色片；将5份荧光色片，30 份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二 醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，5份热塑性淀粉(BIOTEC公司Bioplast 500)，2份醋酸丁酸纤维素，0.2份马来酸酐，0.1份柠檬酸，0.1份抗氧剂1010， 0.1份UV531，0.1份UV326，0.1份聚醚酯酰胺，5份编码物质(3份硝酸钾， 2份柠檬酸镁)，加入高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中从喂料到捏合 段到计量段到模头温度依次按照140℃-160℃-170℃-180℃设置，熔融挤出 造粒得到防伪母粒，吹膜时将防伪母粒加入小直径螺杆挤出机。
吹膜时，大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段90-100℃， 熔融混合段(中段)140-150℃，计量段(前段)170-180℃，共挤模头温度 为190-200℃，吹胀比3.5，得到实施例5产品。产品厚度、力学性能、降解 性能等请详见后续性能测试部分。
实施例6
将50份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，60份聚对苯二甲酸- 己二酸丁二醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，10份热塑性淀粉(BIOTEC 公司Bioplast 500)，5份醋酸丁酸纤维素，0.5份马来酸酐，0.5份柠檬酸， 0.5份抗氧剂1010，0.3份UV531，0.3份UV326，0.2份聚醚酯酰胺加入高速 混合机混合均匀后，吹膜时加入大直径螺杆挤出机。
防伪母粒的制备：将铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu)与醋酸丁酸纤维 素按照重量份1:3进行研磨、分散、混合得到荧光色片；将5份荧光色片，30 份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二 醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，5份热塑性淀粉(BIOTEC公司Bioplast 500)，2份醋酸丁酸纤维素，0.2份马来酸酐，0.1份柠檬酸，0.1份抗氧剂1010， 0.1份UV531，0.1份UV326，0.1份聚醚酯酰胺，5份编码物质(3份硝酸钾， 2份柠檬酸镁)，加入高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中从喂料到捏合 段到计量段到模头温度依次按照140℃-160℃-170℃-180℃设置，熔融挤出 造粒得到防伪母粒，吹膜时将防伪母粒加入小直径螺杆挤出机。
吹膜时，大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段90-100℃， 熔融混合段(中段)140-150℃，计量段(前段)170-180℃，共挤模头温度 为190-200℃，吹胀比3.5，得到实施例6产品。产品厚度、力学性能、降解 性能等请详见后续性能测试部分。
实施例7
将60份聚乳酸(Corbion公司Luminy PLA L175)，40份聚对苯二甲酸- 己二酸丁二醇酯(金发科技公司FLEX-262)，20份热塑性淀粉(BIOTEC公司 Bioplast 300)，5份醋酸丁酸纤维素，0.5份马来酸酐，0.5份柠檬酸，0.5 份抗氧剂1010，0.3份UV531，0.3份UV326，0.2份聚醚酯酰胺加入高速混合 机混合均匀后，吹膜时加入大直径螺杆挤出机。
防伪母粒的制备：将铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu)与醋酸丁酸纤维 素按照重量份1:3进行研磨、分散、混合得到荧光色片；将5份荧光色片，30 份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二 醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，5份热塑性淀粉(BIOTEC公司Bioplast 500)，2份醋酸丁酸纤维素，0.2份马来酸酐，0.1份柠檬酸，0.1份抗氧剂1010， 0.1份UV531，0.1份UV326，0.1份聚醚酯酰胺，5份编码物质(3份硝酸钾， 2份柠檬酸镁)，加入高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中从喂料到捏合 段到计量段到模头温度依次按照140℃-160℃-170℃-180℃设置，熔融挤出 造粒得到防伪母粒，吹膜时将防伪母粒加入小直径螺杆挤出机。
吹膜时，大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段90-100℃， 熔融混合段(中段)140-150℃，计量段(前段)170-180℃，共挤模头温度 为190-200℃，吹胀比3.5，得到实施例7产品。产品厚度、力学性能、降解 性能等请详见后续性能测试部分。
实施例8
将60份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，40份聚对苯二甲酸- 己二酸丁二醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，20份热塑性淀粉(BIOTEC 公司Bioplast 500)，5份醋酸丁酸纤维素，0.5份马来酸酐，0.5份柠檬酸， 0.5份抗氧剂1010，0.3份UV531，0.3份UV326，0.2份聚醚酯酰胺加入高速 混合机混合均匀后，吹膜时加入大直径螺杆挤出机。
防伪母粒的制备：将铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu)与醋酸丁酸纤维 素按照重量份1:3进行研磨、分散、混合得到荧光色片；将5份荧光色片，30 份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二 醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，5份热塑性淀粉(BIOTEC公司Bioplast 500)，2份醋酸丁酸纤维素，0.2份马来酸酐，0.1份柠檬酸，0.1份抗氧剂1010， 0.1份UV531，0.1份UV326，0.1份聚醚酯酰胺，5份编码物质(3份硝酸钾， 2份柠檬酸镁)，加入高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中从喂料到捏合 段到计量段到模头温度依次按照140℃-160℃-170℃-180℃设置，熔融挤出 造粒得到防伪母粒，吹膜时将防伪母粒加入小直径螺杆挤出机。
吹膜时，大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段90-100℃， 熔融混合段(中段)140-150℃，计量段(前段)160-170℃，共挤模头温度 为180-190℃，吹胀比3.0，得到实施例8产品。产品厚度、力学性能、降解 性能等请详见后续性能测试部分。
对比例1
将60份低密度聚乙烯LDPE(燕山石化LD600)，40份聚对苯二甲酸-己二 酸丁二醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，20份热塑性淀粉(BIOTEC公司 Bioplast 500)，5份醋酸丁酸纤维素，0.5份马来酸酐，0.5份柠檬酸，0.5 份抗氧剂1010，0.3份UV531，0.3份UV326，0.2份聚醚酯酰胺加入高速混合 机混合均匀后，吹膜时加入大直径螺杆挤出机。
防伪母粒的制备：将铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu)与醋酸丁酸纤维 素按照重量份1:3进行研磨、分散、混合得到荧光色片；将5份荧光色片，30 份低密度聚乙烯LDPE(燕山石化LD600)，25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯 (BASF公司Ecoflex F BX 7011)，5份热塑性淀粉(BIOTEC公司Bioplast 500)， 2份醋酸丁酸纤维素，0.2份马来酸酐，0.1份柠檬酸，0.1份抗氧剂1010，0.1 份UV531，0.1份UV326，0.1份聚醚酯酰胺，5份编码物质(3份硝酸钾，2份 柠檬酸镁)，加入高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中从喂料到捏合段到计量段到模头温度依次按照130℃-140℃-160℃-170℃设置，熔融挤出造粒 得到防伪母粒，吹膜时将防伪母粒加入小直径螺杆挤出机。
吹膜时，大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段90-95℃， 熔融混合段(中段)135-140℃，计量段(前段)160-170℃，共挤模头温度 为180-190℃，吹胀比3.5，得到对比例1产品。产品厚度、力学性能、降解 性能等请详见后续性能测试部分。
对比例2
将60份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，40份聚对苯二甲酸- 己二酸丁二醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，20份热塑性淀粉(BIOTEC 公司Bioplast 500)，5份碳酸钙，0.5份马来酸酐，0.5份柠檬酸，0.5份抗 氧剂1010，0.3份UV531，0.3份UV326，0.2份聚醚酯酰胺加入高速混合机混 合均匀后，吹膜时加入大直径螺杆挤出机。
防伪母粒的制备：将铕激活铝酸镁钡(BaMgAl10O17:Eu)与醋酸丁酸纤维 素按照重量份1:3进行研磨、分散、混合得到荧光色片；将5份荧光色片，30 份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二 醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，5份热塑性淀粉(BIOTEC公司Bioplast 500)，2份醋酸丁酸纤维素，0.2份马来酸酐，0.1份柠檬酸，0.1份抗氧剂1010， 0.1份UV531，0.1份UV326，0.1份聚醚酯酰胺，5份编码物质(3份硝酸钾， 2份柠檬酸镁)，加入高速混合机混合均匀后，在双螺杆挤出机中从喂料到捏合 段到计量段到模头温度依次按照140℃-160℃-170℃-180℃设置，熔融挤出 造粒得到防伪母粒，吹膜时将防伪母粒加入小直径螺杆挤出机。
吹膜时，大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段90-100℃， 熔融混合段(中段)140-150℃，计量段(前段)170-180℃，共挤模头温度 为190-200℃，吹胀比3.5，得到对比例2产品。产品厚度、力学性能、降解 性能等请详见后续性能测试部分。
对比例3
将60份聚乳酸(NatureWorks公司Ingeo 4032D)，40份聚对苯二甲酸- 己二酸丁二醇酯(BASF公司Ecoflex F BX 7011)，20份热塑性淀粉(BIOTEC 公司Bioplast 500)，5份醋酸丁酸纤维素，0.5份马来酸酐，0.5份柠檬酸， 0.5份抗氧剂1010，0.3份UV531，0.3份UV326，0.2份聚醚酯酰胺加入高速 混合机混合均匀后，吹膜时加入螺杆挤出机，设备设置温度依次为加料段 90-100℃，熔融混合段(中段)140-150℃，计量段(前段)170-180℃， 共挤模头温度为190-200℃，吹胀比3.5，得到对比例3产品。产品厚度、力 学性能、降解性能等请详见后续性能测试部分。
性能测试：
该样品通过铺设在玉米地进行降解测试，玉米地位置在内蒙古东，年均降 雨量为370-410mm，年均气温为-3.2℃到5.6℃，从5月铺设之日起分为出现 破洞、大裂期以及看不到地膜残片三个时间。其中土壤表层1-5cm的pH值取两 个数值，分别为铺设之日的pH以及看不到地膜残片之日的pH值。
表1
Figure BDA0003869312420000141
Figure BDA0003869312420000151
Figure BDA0003869312420000161
实施例1作为标准例，给其他实施例做参照。
对比实施例1，实施例2中生物降解树脂中醋酸丙酸纤维素换成了醋酸丁 酸纤维素，需要提高添加量，方能达到与醋酸丙酸纤维素一样的效果，防伪母 粒中氯醋树脂作为载体荧光显色性、色分散性更好，但降解性相比醋酸纤维素 差。
对比实施例1，实施例3中采用0.6份UV320抗紫外剂代替0.3份UV531 和0.3份UV326，降解天数有所缩短。
对比实施例1，实施例4中采用提高了聚乳酸重量份，降低了热塑性淀粉 重量份，模量有所上升，强度上升，撕裂强度百分比下降，降解时间有所延长。
对比实施例1，实施例5中降低了聚乳酸重量份，提高了热塑性淀粉重量 份，模量下降，强度下降，撕裂拉伸百分比上升，降解时间缩短。
对比实施例1，实施例6中采用提高了聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯重量 份，降低了热塑性淀粉重量份，模量下降，强度下降，撕裂强度百分比上升， 降解时间接近。
对比实施例1，实施例7中采用其他公司的原料，各方面力学性能接近， 降解速度略快。
对比实施例1，实施例8中吹膜工艺有所调整，吹胀比从3.5降为3.0，膜 厚度提升，模量上升，强度上升，撕裂拉伸百分比下降，降解时间略长。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利 用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种生物降解防伪薄膜，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：
生物降解塑料100份、
助剂0.03-15份、
防伪母粒0.1-15份；
所述防伪母粒，按重量份计，包括如下组分：
生物降解塑料60-90份、
荧光色片0.03-20份、
编码物质0.03-20份、
助剂0.02-12份；
所述生物降解塑料，按重量份计，包括如下组分：
聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯10-80份、
聚乳酸20-90份、
热塑性淀粉5-60份。
2.根据权利要求1所述的一种生物降解防伪薄膜，其特征在于：所述荧光色片为采用特定紫外激发荧光粉与色片载体的混合物；所述荧光粉与色片载体按照重量份1:1.3-4进行研磨、分散、混合均一而成。
3.根据权利要求2所述的一种生物降解防伪薄膜，其特征在于：所述色片载体为醋酸丁酸纤维素或氯醋树脂中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的一种生物降解防伪薄膜，其特征在于：所述特定紫外激发荧光粉为激发波长为450nm的铕激活铝酸镁钡或铕激活氯化磷酸锶中的一种或两种；所述铕激活氯化磷酸锶的激发波长为281nm、365nm、395nm中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种生物降解防伪薄膜，其特征在于：所述编码物质选自锂、铍、铝、钠、镁、钾、钙的化合物的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种生物降解防伪薄膜，其特征在于：所述助剂包括相容剂、抗氧剂、紫外吸收剂和抗静电剂中的一种或几种的混合物；所述相容剂为过氧化二异丙苯、马来酸酐、柠檬酸中的一种或几种的混合物；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂626中的一种或数种，所述紫外吸收剂为UV531、UV320、UV326中的一种或数种；所述抗静电剂为聚醚酯酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种生物降解防伪薄膜，其特征在于：所述助剂还包括润滑剂；所述润滑剂为醋酸纤维素；所述醋酸纤维素包括醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素等一种或数种混合物。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种生物降解防伪薄膜，其特征在于：所述防伪母粒的制备方法，包括如下步骤：将生物降解塑料、荧光色片、编码物质和助剂按配比称量后倒入高速混合机中混合均匀，在双螺杆挤出机中140-220℃熔融挤出造粒，得到防伪母粒。
9.根据权利要求1-7任一所述的一种生物降解防伪薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：用螺杆直径大小不同的两台挤出机分别将生物降解塑料、助剂和防伪母粒共挤到模头，生物降解塑料及助剂从大螺杆直径挤出机中挤出，防伪母粒从小螺杆直径挤出机中挤出，经吹胀、牵引、印刷、收卷得到生物降解防伪农用地膜。
10.根据权利要求9所述的一种生物降解防伪薄膜的制备方法，其特征在于：所述大、小两台挤出机料筒温度均为3端控制，依次为加料段80-130℃，熔融混合段(中段)120-160℃，计量段(前段)140-200℃，共挤模头温度为140-210℃，吹胀比1.3-5.5。
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