棉花专用高耐候生物降解地膜的制作方法

1.本发明涉及地膜技术领域，具体为棉花专用高耐候生物降解地膜。


背景技术：

2.地膜即地面覆盖薄膜，通常是透明或黑色pe薄膜，也有绿、银色薄膜，用于地面覆盖，以提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的功能。
3.棉花是一种对温度有一定要求的种植物，因此在种植过程中经常需要利用到地膜。现有的地膜大多采用聚氯乙烯制成，聚氯乙烯是一种无法降解的材料，在地膜使用一定时间被废弃后，其处理难度很高，且丢弃后会对环境产生恶劣影响。因此亟需棉花专用高耐候生物降解地膜来解决上述问题。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了棉花专用高耐候生物降解地膜来解决上述问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：棉花专用高耐候生物降解地膜，包括以下比例配比的原料：15～35％含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯、15～25％ppc、40～70％pbat、70～90％溶剂、4～8％增塑剂、4～8％辛二酸、1～2％紫外线吸收剂、1～2％抗氧剂、1～2％消光剂、1～2％耐热稳定剂、1～2％耐候稳定剂、1～2％保温剂、1～2％耐刮助剂、1～2％防污助剂和1～2％染色剂。
8.优选的，所述溶剂为酯类的极性氨基甲酸酯级溶剂，含水率小于等于450ppm，主要是乙酸乙酯。
9.棉花专用高耐候生物降解地膜，其特征在于：包括如下步骤：包括如下步骤：
10.(1)地膜原料制备：构成首先准备三份容器，三份容器分别区分为容器a、容器b和容器c，并在三份容器内均添加适量的溶剂，容器a、容器b和容器c内溶剂的比例为3～7:2～4:1～2。
11.(2)制备中间层膜：将容器a放置到加热装置内，然后将适量的聚氨酯、ppc和pbat倒入容器a内溶于溶剂中，待升温至80～105℃后，依次加入适量的辛二酸和增塑剂，然后再加入消光剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂和保温剂，并搅拌1～3小时，并在搅拌后停止加热并静置70～90分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中前段的温度130～170℃，后段的温度150～200℃，反应1.5～3分钟挤出，30～60℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于中间层膜的塑料原料。
12.(3)制备外层膜：将容器c放置到加热装置内，然后将适量的聚氨酯、ppc和pbat倒入容器c内溶于溶剂中，待升温至60～80℃后，加入适量的辛二酸和增塑剂，然后依次加入
染色剂、抗氧剂和保温剂，并搅拌30～40分钟，并在搅拌后停止加热并静置10～20分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中前段的温度130～170℃，后段的温度150～200℃，反应1.5～3分钟挤出，30～60℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于外层膜的塑料原料。
13.(4)制备底层膜：将容器b放置到加热装置内，然后将适量的聚氨酯、ppc和pbat倒入容器b内溶于溶剂中，待升温至70～90℃后，加入适量的辛二酸和增塑剂，然后依次加入耐刮助剂和防污助剂，并搅拌50～70分钟，并在搅拌后停止加热并静置40～50分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中前段的温度130～170℃，后段的温度150～200℃，反应1.5～3分钟挤出，30～60℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于底层膜的塑料原料。
14.(5)利用三台吹膜机以及一个三层共挤模头分别将用于外层膜的塑料原料、用于中间层膜的塑料原料和用于底层膜的塑料原料进行三层共挤吹膜，吹制出的薄膜即为三层共挤地膜。
15.优选的，所述双螺杆挤出机的配置为360mm
×
15节，其中前段部分节数为1-7节，后段部分节数为8-15节。
16.优选的，所述步骤(2)中聚甲基乙撑碳酸酯、辛二酸和增塑剂的比例为总量的三分之二，聚氨酯的比例为20～25％。
17.优选的，所述步骤(3)中ppc、pbat、辛二酸和增塑剂的比例为总量的十二分之一，聚氨酯的比例为5～7.5％。
18.优选的，所述步骤(4)中ppc、pbat、辛二酸和增塑剂的比例为总量的十二分之三，聚氨酯的比例为5～7.5％。
19.(三)有益效果
20.与现有技术相比，本发明提供了棉花专用高耐候生物降解地膜，具备以下有益效果：
21.1、该棉花专用高耐候生物降解地膜，通过含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯作为地膜的主要原料，在地膜使用至废弃后，其可通过生物降解的方式降解，避免对环境的污染破坏问题。
22.2、该棉花专用高耐候生物降解地膜，通过外层膜的设置，利用染色剂、抗氧剂和保温剂的成分，在地膜表面直接阻止紫外线和氧气对地膜本身的破坏，从而有效的提高了地膜的抗紫外线等功能，也避免其成分加入底层膜和中间层膜时影响其他原料含量并无法有效产生作用的问题。
23.3、该棉花专用高耐候生物降解地膜，通过底层膜的设置，利用耐刮助剂和防污助剂的成分，在地膜地面直接防御住土壤和植物的污染和刮擦对地膜本身的破坏，从而有效的提高了地膜的抗刮等性能，也避免其成分加入外层膜和中间层膜时影响其他原料含量并无法有效产生作用的问题。
24.4、该棉花专用高耐候生物降解地膜，通过中间层膜的设置，利用添加了大量增加变形、耐热、耐候等基本性能的成分及占有最多含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯含量的控制，保证地膜作为承载物的基本使用性能，并达到控制阻隔率来控制生物降解的时间，还有效防止地膜被拉断、撕裂和使用寿命低下等问题的出现。
具体实施方式
25.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
26.实施例一：棉花专用高耐候生物降解地膜，包括以下比例配比的原料：35％含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯、25％ppc、70％pbat、70％溶剂、4％增塑剂、4％辛二酸、1％紫外线吸收剂、1％抗氧剂、1％消光剂、1％耐热稳定剂、1％耐候稳定剂、1％保温剂、1％耐刮助剂、1％防污助剂和1％染色剂。
27.溶剂为酯类的极性氨基甲酸酯级溶剂，含水率小于等于450ppm，主要是乙酸乙酯。
28.棉花专用高耐候生物降解地膜,包括如下步骤：
29.(1)地膜原料制备：构成首先准备三份容器，三份容器分别区分为容器a、容器b和容器c，并在三份容器内均添加适量的溶剂，容器a、容器b和容器c内溶剂的比例为7:2:1。
30.(2)制备中间层膜：将容器a放置到加热装置内，然后将总量三分之二比例的ppc和pbat以及20％的聚氨酯倒入容器a内溶于溶剂中，待升温至105℃后，依次加入总量三分之二比例的辛二酸和增塑剂，然后再加入消光剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂和保温剂，并搅拌3小时，并在搅拌后停止加热并静置90分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，双螺杆挤出机的配置为360mm
×
15节，其中1-7节的温度170℃，8-15节的温度200℃，反应3分钟挤出，60℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于中间层膜的塑料原料。
31.(3)制备外层膜：将容器c放置到加热装置内，然后将总量十二分之一比例的ppc和pbat以及7.5％的聚氨酯倒入容器c内溶于溶剂中，待升温至80℃后，加入总量十二分之一比例的辛二酸和增塑剂，然后依次加入染色剂、抗氧剂和保温剂，并搅拌40分钟，并在搅拌后停止加热并静置20分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中1-7节的温度170℃，8-15节的温度200℃，反应3分钟挤出，60℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于外层膜的塑料原料。
32.(4)制备底层膜：将容器b放置到加热装置内，然后将总量十二分之三比例的ppc和pbat以及7.5％的聚氨酯倒入容器b内溶于溶剂中，待升温至90℃后，加入总量十二分之三比例的辛二酸和增塑剂，然后依次加入耐刮助剂和防污助剂，并搅拌70分钟，并在搅拌后停止加热并静置50分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中1-7节的温度170℃，8-15节的温度200℃，反应3分钟挤出，60℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于底层膜的塑料原料。
33.(5)利用三台吹膜机以及一个三层共挤模头分别将用于外层膜的塑料原料、用于中间层膜的塑料原料和用于底层膜的塑料原料进行三层共挤吹膜，吹制出的薄膜即为三层共挤地膜。
34.本实施例下的地膜降低了各种化学剂的使用，并以大量的含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯来增加地膜的整体可降解性，从而在保持整体性能以满足使用需求的前提下，大幅降低其降解时对环境的污染问题，针对部分短期使用的地膜可采用本实施例。
35.实施例二：棉花专用高耐候生物降解地膜，包括以下比例配比的原料：15％含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯、15％ppc、40％pbat、90％溶剂、8％增塑剂、8％辛二酸、2％紫外
线吸收剂、2％抗氧剂、2％消光剂、2％耐热稳定剂、2％耐候稳定剂、2％保温剂、2％耐刮助剂、2％防污助剂和2％染色剂。
36.溶剂为酯类的极性氨基甲酸酯级溶剂，含水率小于等于450ppm，主要是乙酸乙酯。
37.棉花专用高耐候生物降解地膜,包括如下步骤：
38.(1)地膜原料制备：构成首先准备三份容器，三份容器分别区分为容器a、容器b和容器c，并在三份容器内均添加适量的溶剂，容器a、容器b和容器c内溶剂的比例为3:2:1。
39.(2)制备中间层膜：将容器a放置到加热装置内，然后将总量三分之二比例的ppc和pbat以及5％的聚氨酯倒入容器a内溶于溶剂中，待升温至80℃后，依次加入总量三分之二比例的辛二酸和增塑剂，然后再加入消光剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂和保温剂，并搅拌1小时，并在搅拌后停止加热并静置70分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，双螺杆挤出机的配置为360mm
×
15节，其中1-7节的温度130℃，8-15节的温度150℃，反应1.5分钟挤出，30℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于中间层膜的塑料原料。
40.(3)制备外层膜：将容器c放置到加热装置内，然后将总量十二分之一比例的ppc和pbat以及5％的聚氨酯倒入容器c内溶于溶剂中，待升温至60℃后，加入总量十二分之一比例的辛二酸和增塑剂，然后依次加入染色剂、抗氧剂和保温剂，并搅拌30分钟，并在搅拌后停止加热并静置10分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中1-7节的温度130℃，8-15节的温度150℃，反应1.5分钟挤出，30℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于外层膜的塑料原料。
41.(4)制备底层膜：将容器b放置到加热装置内，然后将总量十二分之三比例的ppc和pbat以及5％的聚氨酯倒入容器b内溶于溶剂中，待升温至70℃后，加入总量十二分之三比例的辛二酸和增塑剂，然后依次加入耐刮助剂和防污助剂，并搅拌50分钟，并在搅拌后停止加热并静置40分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中1-7节的温度130℃，8-15节的温度150℃，反应1.5分钟挤出，30℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于底层膜的塑料原料。
42.(5)利用三台吹膜机以及一个三层共挤模头分别将用于外层膜的塑料原料、用于中间层膜的塑料原料和用于底层膜的塑料原料进行三层共挤吹膜，吹制出的薄膜即为三层共挤地膜。
43.本实施例下的地膜增加了各种化学剂的使用，从而大幅提升地膜的整体性能，保证地膜的使用寿命及使用强度，针对部分长期使用的地膜可采用本实施例。
44.实施例三：棉花专用高耐候生物降解地膜，包括以下比例配比的原料：25％含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯、20％ppc、60％pbat、80％溶剂、6％增塑剂、6％辛二酸、1.5％紫外线吸收剂、1.5％抗氧剂、1.5％消光剂、1.5％耐热稳定剂、1.5％耐候稳定剂、1.5％保温剂、1.5％耐刮助剂、1.5％防污助剂和1.5％染色剂。
45.溶剂为酯类的极性氨基甲酸酯级溶剂，含水率小于等于450ppm，主要是乙酸乙酯。
46.棉花专用高耐候生物降解地膜,包括如下步骤：
47.(1)地膜原料制备：构成首先准备三份容器，三份容器分别区分为容器a、容器b和容器c，并在三份容器内均添加适量的溶剂，容器a、容器b和容器c内溶剂的比例为5:3:1.5。
48.(2)制备中间层膜：将容器a放置到加热装置内，然后将总量三分之二比例的ppc和pbat以及9％的聚氨酯倒入容器a内溶于溶剂中，待升温至90℃后，依次加入总量三分之二
比例的辛二酸和增塑剂，然后再加入消光剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂和保温剂，并搅拌2小时，并在搅拌后停止加热并静置80分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，双螺杆挤出机的配置为360mm
×
15节，其中1-7节的温度150℃，8-15节的温度180℃，反应2.5分钟挤出，45℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于中间层膜的塑料原料。
49.(3)制备外层膜：将容器c放置到加热装置内，然后将总量十二分之一比例的ppc和pbat以及8％的聚氨酯倒入容器c内溶于溶剂中，待升温至70℃后，加入总量十二分之一比例的辛二酸和增塑剂，然后依次加入染色剂、抗氧剂和保温剂，并搅拌35分钟，并在搅拌后停止加热并静置15分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中1-7节的温度150℃，8-15节的温度180℃，反应2.5分钟挤出，45℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于外层膜的塑料原料。
50.(4)制备底层膜：将容器b放置到加热装置内，然后将总量十二分之三比例的ppc和pbat以及8％的聚氨酯倒入容器b内溶于溶剂中，待升温至80℃后，加入总量十二分之三比例的辛二酸和增塑剂，然后依次加入耐刮助剂和防污助剂，并搅拌60分钟，并在搅拌后停止加热并静置45分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中1-7节的温度150℃，8-15节的温度180℃，反应2.5分钟挤出，45℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于底层膜的塑料原料。
51.(5)利用三台吹膜机以及一个三层共挤模头分别将用于外层膜的塑料原料、用于中间层膜的塑料原料和用于底层膜的塑料原料进行三层共挤吹膜，吹制出的薄膜即为三层共挤地膜。
52.本实施例下的地膜平均调配了含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯和各种化学剂的的含量，平均了地膜的整体性能和可降解性，普通的使用需求适用于此实施例。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.棉花专用高耐候生物降解地膜，其特征在于：包括以下比例配比的原料：15～35％含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯、15～25％ppc、40～70％pbat、70～90％溶剂、4～8％增塑剂、4～8％辛二酸、1～2％紫外线吸收剂、1～2％抗氧剂、1～2％消光剂、1～2％耐热稳定剂、1～2％耐候稳定剂、1～2％保温剂、1～2％耐刮助剂、1～2％防污助剂和1～2％染色剂。2.根据权利要求1所述的棉花专用高耐候生物降解地膜，其特征在于：所述溶剂为酯类的极性氨基甲酸酯级溶剂，含水率小于等于450ppm，主要是乙酸乙酯。3.棉花专用高耐候生物降解地膜，其特征在于：包括如下步骤：包括如下步骤：(1)地膜原料制备：构成首先准备三份容器，三份容器分别区分为容器a、容器b和容器c，并在三份容器内均添加适量的溶剂，容器a、容器b和容器c内溶剂的比例为3～7:2～4:1～2；(2)制备中间层膜：将容器a放置到加热装置内，然后将适量的聚氨酯、ppc和pbat倒入容器a内溶于溶剂中，待升温至80～105℃后，依次加入适量的辛二酸和增塑剂，然后再加入消光剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂和保温剂，并搅拌1～3小时，并在搅拌后停止加热并静置70～90分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中前段的温度130～170℃，后段的温度150～200℃，反应1.5～3分钟挤出，30～60℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于中间层膜的塑料原料；(3)制备外层膜：将容器c放置到加热装置内，然后将适量的聚氨酯、ppc和pbat倒入容器c内溶于溶剂中，待升温至60～80℃后，加入适量的辛二酸和增塑剂，然后依次加入染色剂、抗氧剂和保温剂，并搅拌30～40分钟，并在搅拌后停止加热并静置10～20分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中前段的温度130～170℃，后段的温度150～200℃，反应1.5～3分钟挤出，30～60℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于外层膜的塑料原料；(4)制备底层膜：将容器b放置到加热装置内，然后将适量的聚氨酯、ppc和pbat倒入容器b内溶于溶剂中，待升温至70～90℃后，加入适量的辛二酸和增塑剂，然后依次加入耐刮助剂和防污助剂，并搅拌50～70分钟，并在搅拌后停止加热并静置40～50分钟，再将混合物通过浇注机注入双螺杆挤出机进料口中，其中前段的温度130～170℃，后段的温度150～200℃，反应1.5～3分钟挤出，30～60℃水下切粒，干燥，即得由此得到用于底层膜的塑料原料；(5)利用三台吹膜机以及一个三层共挤模头分别将用于外层膜的塑料原料、用于中间层膜的塑料原料和用于底层膜的塑料原料进行三层共挤吹膜，吹制出的薄膜即为三层共挤地膜。4.根据权利要求3所述的棉花专用高耐候生物降解地膜，其特征在于：所述双螺杆挤出机的配置为360mm
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15节，其中前段部分节数为1-7节，后段部分节数为8-15节。5.根据权利要求3所述的棉花专用高耐候生物降解地膜，其特征在于：所述步骤(2)中聚甲基乙撑碳酸酯、辛二酸和增塑剂的比例为总量的三分之二，聚氨酯的比例为20～25％。6.根据权利要求3所述的棉花专用高耐候生物降解地膜，其特征在于：所述步骤(3)中ppc、pbat、辛二酸和增塑剂的比例为总量的十二分之一，聚氨酯的比例为5～7.5％。7.根据权利要求3所述的棉花专用高耐候生物降解地膜，其特征在于：所述步骤(4)中ppc、pbat、辛二酸和增塑剂的比例为总量的十二分之三，聚氨酯的比例为5～7.5％。

技术总结
本发明涉及地膜技术领域，且公开了棉花专用高耐候生物降解地膜，包括以下比例配比的原料：15～35％含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯、15～25％PPC、40～70％PBAT、70～90％溶剂、4～8％增塑剂、4～8％辛二酸、1～2％紫外线吸收剂、1～2％抗氧剂、1～2％消光剂、1～2％耐热稳定剂、1～2％耐候稳定剂、1～2％保温剂、1～2％耐刮助剂、1～2％防污助剂和1～2％染色剂，通过含碳酸酯结构的生物降解聚氨酯作为地膜的主要原料，在地膜使用至废弃后，其可通过生物降解的方式降解，避免对环境的污染破坏问题。避免对环境的污染破坏问题。


技术研发人员：黄剑 张天宇 张春华
受保护的技术使用者：江苏华盛材料科技集团有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/3/8