1.本发明属复合薄膜技术领域,尤其涉及一种聚乳酸基多功能多层复合农用地膜及其制备方法。
背景技术:
2.塑料地膜被广泛应用于农作物栽培种植,具有改善土壤性状,提高土壤温度,保持土壤水分和养分供应状况,提高光照条件,减少病虫害等作用。但是传统的地膜不能降解,塑料地膜回收困难,大量残留在农田中,形成了白色污染,破坏土壤结构,导致农作物减产。生物可降解地膜的出现为这个问题的解决提供了一个有效的途径。然而目前市场上所出现的可降解薄膜,柔韧性较差,透光性较差,成本较高,而且功能性很少,只能起到简单的保温,防冻等几项作用。现有的降解地膜制备工艺复杂,生产成本高,产品受环境影响较大,存在着降解时间不可调控,降解时间过长,降解不完全,力学性能和耐热性较差等问题。而且多层共挤薄膜中,粘结层往往采用不可降解且具有单体和溶剂残留的丙烯酸酯聚合物,难以彻底的解决环境的污染问题,有很大的使用局限。
3.因此,如何通过合适的组成以及简单有效的方法制备可生物降解地膜,并通过相应的工艺制备可大幅降低农民耕种强度的多功能地膜,提高地膜的柔韧性以及共混体系的相容性,同时具有对种子的保温作用,且提高农用地膜的稳定性,降低产品制备成本,具有十分重要的社会经济价值。
技术实现要素:
4.有鉴于此,本发明提供一种聚乳酸基多层环保地膜及其制备方法,本发明提供聚乳酸基多功能多层环保农用地膜可将种子和化肥载入到薄膜内层中,薄膜可快速破裂达到释放种子和化肥的目的,大大减少了种植的工作量;具有保温层,可保持种子环境温度,提高种子的发芽速度;具备evoh阻隔层,可起到保湿的作用;采用可降解产物作为粘结层,避免毒性较大的胶黏剂单体及溶剂的参与污染包装产品;采用可降解的高分量聚乳酸基共聚物,解决目前共混物相容性差的问题及共聚物分子量低的问题;本发明提供的聚乳酸基多层环保地膜力学性能好且稳定,采用无毒环保,可降解的材料组成,有利于环境保护,有利于工业化生产。
5.本发明提供了一种聚乳酸基多功能多层环保农用地膜,包括:
6.内层,所述内层包括水溶性聚合物和填料;
7.次内层,所述次内层包括两亲性共聚物或共混物,所述共混物包括亲水物质、疏水物质和偶联剂;
8.次外层,所述次外层包括evoh;
9.粘结层,所述粘结层包括evoh
‑
聚乳酸共聚物;
10.外层,所述外层包括聚乳酸基共聚物;
11.所述次内层设置在内层和次外层之间;
12.所述粘结层设置在次外层和外层之间。
13.优选的,所述内层厚度为聚乳酸基多功能多层环保农用地膜厚度的10%~20%;
14.所述次内层厚度为聚乳酸基多功能多层环保农用地膜厚度的15~30%;
15.所述次外层厚度为聚乳酸基多功能多层环保农用地膜厚度的10~20%;
16.所述粘结层厚度为聚乳酸基多功能多层环保农用地膜厚度的10%~20%;
17.所述外层厚度为聚乳酸基多功能多层环保农用地膜厚度的30%~55%。
18.优选的,所述水溶性聚合物选自羟甲基纤维素,聚丙烯酰胺,聚乙二醇,聚氧乙烯,聚乙烯醇,聚丙烯酸及其盐,吸水性树脂,羧甲基淀粉,醋酸淀粉,聚乙烯吡咯烷酮,聚乙烯亚胺,季铵盐聚合物,羟乙基纤维素,甲基纤维素,乙基纤维素,磷酸酯淀粉,氧化淀粉,双醛淀粉,壳聚糖,聚丙烯酰胺,水溶性环氧树脂,酚醛树脂,氨基树脂,醇酸树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。
19.优选的,所述填料选自碳酸钙、淀粉、滑石粉、石膏粉、碳酸钡、硫酸钡、高岭土、二氧化钛、柠檬酸三丁酯、甘油、三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、醋酸甘油酯、柠檬酸三乙酯和乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种。
20.优选的,所述两亲性共聚物为聚乙二醇
‑
聚乳酸共聚物。
21.优选的,所述亲水物质为水溶性高分子;
22.所述疏水物质为可降解聚酯。
23.优选的,所述evoh中乙烯的摩尔含量为20~60%。
24.优选的,所述evoh
‑
聚乳酸共聚物的聚乳酸的质量含量为30~80%。
25.优选的,所述聚乳酸基共聚物选自脂肪族聚乳酸基共聚物和脂肪族
‑
芳香族聚乳酸基共聚物中的一种或几种。
26.本发明提供了一种上述技术方案所述的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜的制备方法,包括:
27.在内层中放置种子和化肥后与次内层、次外层、粘结层和外层热封合在一起。
28.与现有技术相比,本发明提供的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜可将种子和化肥同时载入到薄膜内层中,薄膜可快速破裂达到释放种子的目的,大大减少了种植的工作量;该薄膜具有保温层,可保持种子环境温度,提高种子的发芽速度,保温层还可以起到粘结层的作用;该薄膜具备evoh阻隔层,可起到保湿的作用;采用可降解产物作为粘结层,避免毒性较大的胶黏剂单体及溶剂的参与污染包装产品;采用可降解的高分量聚乳酸基共聚物作为外层,解决目前降解薄膜树脂相容性差的问题及共聚物分子量低的问题。
29.本发明提供的多层薄膜在制备过程中避免了溶剂和有毒药品的使用,简单、高效,成本低,可控性好,有利于工业化生产。本发明通过各层性能的有机复合与搭配,复合膜可将种子和化肥载入薄膜中且实现种子和化肥的定时释放,薄膜具有良好的力学性能,阻隔性。本发明提供的制备方法工艺简单、容易制取、易处理,使用后不会对环境造成危害。本发明提供的聚乳酸基环保地膜力学性能好且稳定,采用无毒环保,全生物降解的evoh和聚乳酸基材料组成,有利于环境保护。
附图说明
30.图1为本发明实施例中内层结构示意图;
31.图2为本发明实施例提供的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图。
具体实施方式
32.下面将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经改进或润饰的所有其它实例,都属于本发明保护的范围。应理解,本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果,而非用于限制本发明的保护范围。实施例中,所用方法如无特别说明,均为常规方法。
33.本发明提供了一种聚乳酸基多功能多层环保农用地膜,包括:
34.内层,所述内层包括水溶性聚合物和填料;
35.次内层,所述次内层包括两亲性共聚物或共混物,所述共混物包括亲水物质、疏水物质和偶联剂;
36.次外层,所述次外层包括evoh;
37.粘结层,所述粘结层包括evoh
‑
聚乳酸共聚物;
38.外层,所述外层包括聚乳酸基共聚物;
39.所述次内层设置在内层和次外层之间;
40.所述粘结层设置在次外层和外层之间。
41.在本发明中,所述内层为种子和化肥的负载层,优选在3小时~2天内破裂,使种子和化肥进入泥土中。
42.在本发明中,所述内层的功能为负载种子和化肥,在水中3小时~2天内降解而将种子和化肥放进泥土中。在本发明中,所述内层优选设置有种子的种植槽和化肥的负载槽;所述种子的种植槽和化肥的负载槽优选呈菱形分布,棱形的对角顶点相同,分别放置种子和化肥。在本发明的实施例中,所述内层的结构示意图如图1所示,图1中
●
代表种子,
△
代表化肥,种子位于中间,化肥位于两边与种子呈菱形分布。
43.在本发明中,所述水溶性聚合物优选选自羟甲基纤维素,聚丙烯酰胺,聚乙二醇,聚氧乙烯,聚乙烯醇,聚丙烯酸及其盐,吸水性树脂,羧甲基淀粉、醋酸淀粉,聚乙烯吡咯烷酮,聚乙烯亚胺,季铵盐聚合物,羟乙基纤维素,甲基纤维素,乙基纤维素,磷酸酯淀粉,氧化淀粉,双醛淀粉,壳聚糖,聚丙烯酰胺,水溶性环氧树脂,酚醛树脂,氨基树脂,醇酸树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。
44.在本发明中,所述水溶性聚合物的数均分子量优选为1万~40万,更优选为5~30万,更优选为8~20万,最优选为10万。
45.在本发明中,所述填料优选选自碳酸钙、淀粉、滑石粉、石膏粉、碳酸钡、硫酸钡、高岭土、二氧化钛、柠檬酸三丁酯、甘油、三醋酸甘油酯(gt)、二醋酸甘油酯(gd)、醋酸甘油酯、柠檬酸三乙酯(tec)和乙酰柠檬酸三丁酯(atbc)中的一种或多种。
46.在本发明中,所述水溶性聚合物和填料的质量比优选为(20~80):(80~20),更优选为(30~70):(70~30),更优选为(40~60):(60~40),最优选为50:50。
47.在本发明中,所述内层厚度优选为聚乳酸基多功能多层环保农用地膜厚度的10~20%,更优选为12~18%,最优选为14~16%。
48.在本发明中,所述次内层为保温层,优选在5~30天内降解,同时起到粘结的作用,
功能为保温。
49.在本发明中,所述两亲性共聚物优选为聚乙二醇
‑
聚乳酸共聚物。
50.在本发明中,所述亲水物质为水溶性高分子,所述水溶性高分子的成分与上述技术方案所述水溶性聚合物一致,在此不再赘述。
51.在本发明中,所述疏水物质优选为可降解聚酯;所述可降解聚酯优选选自聚乳酸,脂肪族聚酯和脂肪族
‑
芳香族聚酯中的一种或几种;所述可降解聚酯的数均分子量优选为3~20万,更优选为5~15万,更优选为8~12万,最优选为10万。
52.在本发明中,所述疏水物质优选选自聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸己二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚(丁二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(丁二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)、聚(己二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(己二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(己二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)、聚(癸二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(癸二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)中的一种。
53.在本发明中,所述亲水物质和疏水物质的质量比优选为(20~80):(80~20),更优选为(30~70):(70~30),最优选为60:40。
54.在本发明中,所述偶联剂优选选自硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、锆酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、双金属类偶联剂和稀土类偶联剂中的一种或几种。
55.在本发明中,所述硅烷类偶联剂优选选自氨丙基三乙氧基硅烷,3
‑
缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷,甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,巯丙基三甲(乙)氧基硅烷(kh580,kh590),乙二胺丙基三乙氧基硅烷,乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
56.在本发明中,所述钛酸酯类偶联剂优选选自异丙基三硬脂酸钛酸酯,钛酸四丁酯和钛酸异丙酯中的一种或几种。
57.在本发明中,所述铝酸酯类偶联剂优选选自铝酸三异丙酯和铝酸三苄酯中的一种或几种。
58.在本发明中,所述锆酸酯类偶联剂优选选自四正丙基锆酸酯。
59.在本发明中,所述双金属类偶联剂优选选自铝
‑
锆偶联剂和铝钛复合偶联剂中的一种或几种。
60.在本发明中,所述偶联剂的质量优选为共混物质量的0.5~10%,更优选为1~9%,更优选为2~8%,更优选为3~6%,最优选为4~5%。
61.在本发明中,所述偶联剂能够与次外层的evoh以及内层的水溶性聚合物进行偶联,而起到粘结的作用。
62.在本发明中,所述次内层厚度优选为聚乳酸基多功能多层环保农用地膜厚度的15~30%,更优选为20~25%,最优选为22~23%。
63.在本发明中,所述次外层起到阻隔的作用,功能为阻隔层。
64.在本发明中,所述次外层包括evoh(乙烯
‑
乙烯醇共聚物),含有亲水基团羟基;所述evoh中乙烯的摩尔含量优选为20~60%,更优选为30~50%,最优选为40%;所述evoh的熔指优选为0.7~20g/10min,更优选为1~15g/10min,更优选为5~10g/10min,最优选为6
~8g/10min。
65.在本发明中,所述次外层厚度优选为聚乳酸基多功能多层环保农用地膜厚度的10~20%,更优选为12~18%,最优选为14~16%。
66.在本发明中,所述粘结层包括evoh
‑
聚乳酸共聚物,起到粘结的作用。
67.在本发明中,所述evoh
‑
聚乳酸共聚物中含有聚乳酸链段和evoh链段;所述evoh
‑
聚乳酸共聚物中聚乳酸的质量含量优选为30~80%,更优选为40~70%,最优选为50~60%;所述evoh
‑
聚乳酸共聚物的熔指优选为5~60g/10min,更优选为10~50g/10min,更优选为20~40g/10min,最优选为30g/10min。
68.在本发明中,用于制备evoh
‑
聚乳酸共聚物的evoh的制备方法优选包括:
69.将eva溶解后和氢氧化钠的乙醇溶液进行反应,得到evoh。
70.在本发明中,所述eva溶解的试剂优选为甲苯。
71.在本发明中,所述eva和甲苯的用量比例优选为(250~350)g:(1000~1500)ml,更优选为(280~320)g:(1100~1300)ml,最优选为300g:1200ml。
72.在本发明中,所述eva和氢氧化钠的乙醇溶液的用量比例优选为(250~350)g:(800~1200)ml,更优选为(280~320)g:(900~1100)ml,最优选为300g:1000ml。
73.在本发明中,所述氢氧化钠的乙醇溶液中氢氧化钠的浓度优选为2~3mol/l,更优选为2.2~2.8mol/l,更优选为2.4~2.6mol/l,最优选为2.5mol/l。
74.在本发明中,所述反应的温度优选为40~100℃,更优选为60~80℃,最优选为70℃;所述反应的时间优选为8~12小时,更优选为9~11小时,最优选为10小时。
75.在本发明中,所述反应结束后优选还包括:
76.将得到的反应产物降至室温后进行沉淀、过滤和干燥。
77.在本发明中,所述沉淀优选在蒸馏水中进行;所述干燥优选在真空干燥箱中进行;所述干燥的温度优选为40~60℃,更优选为45~55℃,最优选为50℃;所述干燥的时间优选为20~30小时,更优选为22~28小时,最优选为24~26小时。
78.在本发明中,所述evoh
‑
聚乳酸共聚物的制备方法优选包括:
79.在催化剂的作用下,将evoh与丙交酯进行聚合反应,得到evoh
‑
聚乳酸共聚物。
80.在本发明中,所述evoh与丙交酯的反应采用本体、开环聚合的方法。
81.在本发明中,所述evoh和丙交酯的质量比例优选为(20~80):(80~20),更优选为(30~70):(70~30),最优选为50:50。
82.在本发明中,所述聚合反应的温度优选为120~180℃,更优选为130~170℃,最优选为150℃;所述聚合反应的时间优选为8~24小时,更优选为10~22小时,最优选为15小时。
83.在本发明中,所述开环聚合的催化剂优选选自异丙醇铝、二乙烯基锌、氯化亚锡或辛酸亚锡中的一种或多种。
84.在本发明中,所述催化剂的用量优选为丙交酯重量的0.01~1%,更优选为0.05~0.8%,更优选为0.1~0.6%,更优选为0.2~0.5%,最优选为0.3~0.4%。
85.在本发明中,所述粘结层厚度优选为聚乳酸基多功能多层环保农用地膜厚度的10~20%,更优选为12~18%,最优选为14~16%。
86.在本发明中,所述外层优选为可降解支撑层,优选在70~180天降解,功能为使制
备得到的聚乳酸基农用薄膜具有较好的柔性。
87.在本发明中,所述聚乳酸基共聚物优选为高分子量聚乳酸基共聚物,所述聚乳酸基共聚物中的聚乳酸优选选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和消旋聚乳酸中的一种;所述聚乳酸基共聚物中聚乳酸的质量含量优选为20~75%,更优选为25~70%,更优选为30~65%,更优选为35~60%,更优选为40~55%,最优选为45~50%。
88.在本发明中,所述聚乳酸基共聚物优选选自脂肪族聚乳酸基共聚物和脂肪族
‑
芳香族聚乳酸基共聚物中的一种或几种。在本发明中,所述聚乳酸基共聚物的熔指优选为5~100g/10min,更优选为10~80g/10min,更优选为20~60g/10min,更优选为30~50g/10min,最优选为40g/10min。
89.在本发明中,所述聚乳酸基共聚物优选采用扩链的方法获得高分子量;所述扩链过程中的扩链剂优选选自酸酐类扩链剂,杂环类扩链剂,二异氰酸酯类扩链剂,二元酰氯类物质,偏苯三酸三甲酯和亚磷酸三苯酯中的一种或几种。
90.在本发明中,所述二异氰酸酯类扩链剂优选选自二甲基联苯二异氰酸酯,对苯二异氰酸酯,4,4'
‑
亚甲基双(异氰酸苯酯),甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯,六亚甲基二异氰酸酯,萘二异氰酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯,4,4
‑
二异氰酸酯二环己基甲烷,邻苯二甲基二异氰酸酯,3
‑
二异氰酸根合
‑2‑
甲基环己烷,1,3
‑
二异氰酸根合甲基环己烷,1,8
‑
二异氰酸基
‑4‑
(异氰酸根合甲基)辛烷,1,3
‑
二异氰酸基甲苯,2,4
‑
二异氰酸根合
‑1‑
甲基
‑
环己烷,2,6
‑
二异氰酸根合甲苯,环己烷
‑
1,4
‑
二异氰酸,十二烷基苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯,顺
‑
1,2
‑
环己烷二异氰酸酯,4
‑
氯
‑6‑
甲基间苯基二异氰酸酯,1,4
‑
二异氰酸丁酯,2,4,6
‑
三甲基
‑
1,3
‑
次苯基二异氰酸盐,4,4
‑
二异氰酸
‑
3,3
‑
二甲基联苯甲烷,反
‑
1,4
‑
环己基二异氰酸酯,1,12
‑
二异氰酸根十三烷,三甲基
‑
1,6
‑
二异氰酸基己烷,三甲基六亚甲基二异氰酸酯,1,6
‑
己二异氰酸脂,赖氨酸二异氰酸酯,1,5
‑
二异氰酸
‑2‑
甲基戊烷,3,3
‑
二氯代联苯4,4
‑
二异氰酸酯,s
‑
2,6
‑
二异氰酸基己酸和四亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。
91.在本发明中,所述扩链的方法优选包括:
92.将聚乳酸基共聚物和扩链剂进行混合,得到高分子量聚乳酸基共聚物。
93.在本发明中,所述混合优选在双螺杆中或密炼机中进行;所述混合的温度优选为130~200℃,更优选为140~190℃,更优选为150~180℃,最优选为160~170℃;所述混合的时间优选为5~30min,更优选为10~25min,最优选为15~20min。
94.在本发明中,所述扩链剂的质量优选为聚乳酸基共聚物质量的0.3~8%,更优选为0.5~7%,更优选为1~6%,更优选为2~5%,最优选为3~4%。
95.在本发明中,所述高分子量聚乳酸基共聚物的熔指优选为3~20g/10min,更优选为5~15g/10min,更优选为8~12g/10min,最优选为10g/10min。
96.在本发明中,所述聚乳酸基共聚物优选选自聚乳酸
‑
聚己内酯无规和/或嵌段共聚物、聚丁二酸丁二醇酯
‑
聚乳酸共聚物、聚丁二酸乙二醇酯
‑
聚乳酸共聚物、聚丁二酸己二醇酯
‑
聚乳酸共聚物、聚己二酸乙二醇酯
‑
聚乳酸共聚物、聚己二酸丁二醇酯
‑
聚乳酸共聚物、聚(丁二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、聚(丁二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、聚(己二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、聚(己二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、聚(己二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二
醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、聚(癸二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物和聚(癸二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物中的一种。
97.本发明对所述聚乳酸基共聚物的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的方法制备得到上述成分的聚乳酸基共聚物即可。
98.在本发明中,所述外层厚度优选为聚乳酸基多功能多层环保农用地膜厚度的30~55%,更优选为35~50%,最优选为40~45%。
99.在本发明中,所述聚乳酸基多功能多层环保农用地膜的厚度优选为0.008~0.03mm,更优选为0.01~0.025mm,最优选为0.015~0.02mm。
100.本发明提供了一种上述技术方案所述的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜的制备方法,包括:
101.在内层中放置种子和化肥后与次内层、次外层、粘结层和外层热封合在一起。
102.在本发明中,所述内层的制备方法优选包括:
103.将内层材料通过注塑或吸塑,得到内层。
104.在本发明中,所述内层材料的成分与上述技术方案所述内层的成分一致,在此不再赘述。
105.在本发明中,所述内层优选设置有种子种植槽和化肥负载槽;所述种子种植槽和化肥负载槽的制备方法优选包括:
106.将水溶性聚合物和填料加热,然后通过吸塑或注塑的方法制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层。
107.在本发明中,所述吸塑或注塑的加热温度优选为100~200℃,更优选为120~180℃,最优选为150℃;加热时间优选为5~40min,更优选为10~30min,最优选为20min。
108.在本发明中,所述次内层的制备方法优选包括:
109.将次内层材料进行加热、热融合和挤加压,得到次内层。
110.在本发明中,所述次内层材料与上述技术方案所述次内层成分一致,在此不再赘述。
111.在本发明中,所述加热温度优选为120~200℃,更优选为140~180℃,最优选为160℃;加热时间优选为5~30min,更优选为10~25min,最优选为15~20min。
112.在本发明中,所述挤压过程优选在吹膜机的模头内挤压成型,模头温度优选为150~190℃,更优选为160~180℃,最优选为170℃。
113.在本发明中,所述次外层的制备方法优选包括:
114.将次外层材料进行加热、热融合和挤压,得到次外层(阻隔层)。
115.在本发明中,所述次外层材料与上述技术方案所述次外层成分一致,在此不再赘述。
116.在本发明中,所述加热的温度优选为150~200℃,更优选为160~190℃,最优选为170~180℃;加热时间优选为5~30min,更优选为10~25min,最优选为15~20min。
117.在本发明中,所述挤压过程优选在吹膜机的模头内挤压成型,模头温度优选为150~200℃,更优选为160~190℃,最优选为180℃。
118.在本发明中,所述粘结层的制备方法优选包括:
119.将粘结层材料进行加热、热融合和挤压,得到粘结层。
120.在本发明中,所述粘结层材料与上述技术方案所述粘结层成分一致,在此不再赘述。
121.在本发明中,所述加热的温度优选为150~200℃,更优选为160~190℃,最优选为170~180℃;加热时间优选为5~30min,更优选为10~25min,最优选为15~20min。
122.在本发明中,所述挤压过程优选在吹膜机的模头内挤压成型,模头温度优选为150~190℃,更优选为160~180℃,最优选为170℃。
123.在本发明中,所述外层的制备方法优选包括:
124.将外层材料进行加热、热融合和挤压,得到外层。
125.在本发明中,所述外层材料与上述技术方案所述外层成分一致,在此不再赘述。
126.在本发明中,所述加热的温度优选为150~220℃,更优选为160~200℃,最优选为180℃;加热时间优选为5~30min,更优选为10~25min,最优选为15~20min。
127.在本发明中,所述挤压过程优选在吹膜机的模头内挤压成型,模头温度优选为150~190℃,更优选为160~180℃,最优选为170℃。
128.在本发明中,所述聚乳酸基多功能多层环保农用地膜的制备方法优选包括:
129.将次内层、次外层、粘结层和外层粘合后挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜;
130.将置入种子和化肥的内层通过热封合的方法附在所述聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
131.在本发明中,所述粘合过程中优选次内层、次外层、粘结层和外层均在吹膜机的模头挤出后直接粘合,粘合的温度优选为160~190℃,更优选为170~180℃,最优选为175℃。
132.在本发明中,所述挤压成型优选在吹膜机的模头内挤压成型,模头温度优选为150~190℃,更优选为160~180℃,最优选为170℃。
133.在本发明中,所述热封合过程优选在热封机内进行,热封温度优选为150~190℃,更优选为160~180℃,最优选为170℃。
134.本发明提供的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜可用于多种农作物的种植,如玉米,高梁,水稻,小麦,大豆,谷子,棉花,花生等。
135.与现有技术相比,本发明提供的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜可将种子和化肥同时载入到薄膜内层中,薄膜可快速破裂达到释放种子的目的,大大减少了种植的工作量;该薄膜具有保温层,可保持种子环境温度,提高种子的发芽速度,保温层还可以起到粘结层的作用;该薄膜具备evoh阻隔层,可起到保湿的作用;采用可降解产物作为粘结层,避免毒性较大的胶黏剂单体及溶剂的参与污染包装产品;采用可降解的高分量聚乳酸基共聚物作为外层,解决目前降解薄膜树脂相容性差的问题及共聚物分子量低的问题。
136.本发明提供的多层薄膜在制备过程中避免了溶剂和有毒药品的使用,简单、高效,成本低,可控性好,有利于工业化生产。本发明通过各层性能的有机复合与搭配,复合膜可将种子和化肥载入薄膜中且实现种子和化肥的定时释放,薄膜具有良好的力学性能,阻隔性。本发明提供的制备方法工艺简单、容易制取、易处理,使用后不会对环境造成危害。本发明提供的聚乳酸基环保地膜力学性能好且稳定,采用无毒环保,全生物降解的evoh和聚乳酸基材料组成,有利于环境保护。
137.将聚乳酸基多层膜置于拉伸压缩实验机上进行拉伸性能测试,拉伸速率为20mm/min,测试温度为25℃,并对聚乳酸基多层膜的断裂伸长率进行记录。测试结果表明:本发明
提供的聚乳酸基多层膜的断裂伸长率在400%以上。
138.将聚乳酸基多层膜置于拉伸压缩实验机上进行层间剥离测试,拉伸速率为20mm/min,测试温度为25℃,并对聚乳酸基多层膜的剥离情况进行记录。测试结果表明:本发明提供的聚乳酸基多层膜层间结合较好,无法剥离。
139.对得到的聚乳酸基多层膜进行水蒸气透过性测试,具体过程如下:
140.在25℃,50%相对湿度下用透湿仪进行测试,具体操作过程参照astmd1653。
141.本发明以下实施例中evoh
‑
聚乳酸共聚物中evoh的制备方法为:
142.将300g eva(evaflex 40w,美国杜邦),1200ml甲苯加入到5000ml的三口圆底烧瓶中,待eva完全溶解后,将1000ml naoh乙醇溶液(2.5mol/l)加入到圆底烧瓶中,升温至50℃开始反应,10h后,降至室温,将反应液倒入5000ml的蒸馏水中沉淀,过滤后在50℃真空干燥箱中干燥24h,得到evoh
‑
1;所有evoh均采用此种方法制备,得到的产物对应如下:
143.牌号水解后对应牌号evaflex 40wevoh
‑
1evaflex 150evoh
‑
2evaflex 220evoh
‑
3evaflex 210evoh
‑4144.实施例1
145.1.1将5.7kg对苯二甲酸、6.7kg己二酸、15kg丁二醇和12g氯化亚锡依次加入烧瓶中后,迅速升温至190℃,至反应不再有液体馏出时,升温至240℃,抽真空进行缩聚反应,5h后,与35kg丙交酯和10g催化剂辛酸亚锡混合,升温至130℃,15h后,得到聚(己二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为40g/10min。
146.1.2将5kg聚(己二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、100g六亚甲基二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度180℃,混合时间15min,得到高分子量聚(己二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为5g/10min。
147.1.3反复抽真空充氮气将1l带支管的圆底烧瓶进行冷却,充入氮气,加入200g evoh
‑
1、600g左旋丙交酯与1g辛酸亚锡,在130℃下进行反应,反应15h后,升温至180℃抽真空去除未反应的单体,压力为100pa,得到聚乳酸
‑
evoh共聚物,取样测得共聚物熔指为30g/10min。
148.1.4采用多层共挤吹膜机将300g羧甲基淀粉、450g聚(己二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)和20g氨丙基三乙氧基硅烷共混物加热到160℃,500gevoh(e105b,日本可乐丽)加热到180℃,500g上述1.3中制备得到的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到170℃,2750g上述1.2中制备的高分子量聚(己二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物加热到180℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后170℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
149.1.5采用注塑机将400g羧甲基淀粉和100g柠檬酸三丁酯加热到150℃并制成带有种子种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层(如图1所示),置入种子和化肥,然后160℃热封合将其附在上述1.4制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
150.实施例1制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示,按照上
述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示;由表1可知,层间剥离情况中,样品撕裂表明多层环保农用地膜中层与层之间无法剥离,只能撕裂,表明层间粘附性较好,而层间可撕开表明层间粘附性较差。
151.实施例2
152.2.1将5.7kg对苯二甲酸、6.7kg己二酸、10kg乙二醇和12g钛酸四丁酯依次加入烧瓶中后,迅速升温至190℃,至反应不再有液体馏出时,升温至240℃,抽真空进行缩聚反应,5h后,与30kg丙交酯和10g催化剂辛酸亚锡混合,升温至140℃,10h后,得到聚(己二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为35g/10min。
153.2.2将5kg聚(己二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、50g六亚甲基二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度160℃,混合时间20min,得到高分子量聚(己二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为5g/10min。
154.2.3采用多层共挤吹膜机将300g羟甲基纤维素、450g聚(己二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)、30g 3
‑
缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷共混物加热到180℃,750g evoh(e105b,日本可乐丽)加热到190℃,750g实施例1中1.3中制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到180℃,2250g上述2.2制备的高分子量聚(己二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物加热到180℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后160℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
155.2.4采用注塑机将350g羟甲基纤维素,150g柠檬酸三丁酯加热到150℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后150℃热封合将其附在上述2.3制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
156.本发明实施例2制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示。
157.实施例3
158.3.1将5.7kg对苯二甲酸、5.5kg丁二酸、15kg丁二醇和12g氯化亚锡依次加入烧瓶中后,迅速升温至200℃,至反应不再有液体馏出时,升温至240℃,抽真空进行缩聚反应,5h后,与35kg丙交酯和20g催化剂辛酸亚锡混合,升温至160℃,8h后,得到聚(丁二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为50g/10min。
159.3.2将5kg聚(丁二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、75g二甲基联苯二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度160℃,混合时间25min,得到高分子量聚(丁二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为8g/10min。
160.3.3反复抽真空充氮气将1l带支管的圆底烧瓶进行冷却,充入氮气,加入100g evoh
‑
2、400g左旋丙交酯与2g辛酸亚锡,在130℃下进行反应,反应12h后,升温至180℃抽真空去除未反应的单体,压力为100pa,得到聚乳酸
‑
evoh共聚物,取样测得共聚物熔指为20g/10min。
161.3.4采用多层共挤吹膜机将400g聚丙烯酸钠、600g聚(丁二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)、50g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷共混物加热到180℃,750g evoh(l104b,日本可乐丽)加热到180℃,500g上述3.3制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到170℃,
2250g上述3.2制备的高分子量聚(丁二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物加热到180℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后170℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
162.3.5采用注塑机将400g聚丙烯酸钠和100g二醋酸甘油酯(gd)加热到150℃并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后通过150℃热封合将其附在上述3.4制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
163.本发明实施例3制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示。
164.实施例4
165.4.1将5.7kg对苯二甲酸、5.5kg丁二酸、20kg己二醇和12g氯化锌依次加入烧瓶中后,迅速升温至200℃,至反应不再有液体馏出时,升温至250℃,抽真空进行缩聚反应,5h后,与40kg丙交酯和20g催化剂辛酸亚锡混合,升温至130℃,20h后,得到聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为40g/10min。
166.4.2将5kg聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、100g二甲基联苯二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度170℃,混合时间20min,得到高分子量聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为15g/10min。
167.4.3采用多层共挤吹膜机将500g醋酸淀粉、750g聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯),60g乙烯基三乙氧基硅烷共混物加热到175℃,750gevoh(l104b,日本可乐丽)加热到190℃,500g上述实施例3的3.3中制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到180℃,2000g上述4.2制备的高分子量聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物加热到180℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后加热到160℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
168.4.4采用注塑机将400g醋酸淀粉,100g柠檬酸三丁酯加热到130℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后150℃热封合将其附在上述4.3制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
169.本发明实施例4制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性进行测试,测试结果如表1所示。
170.实施例5
171.5.1将5.7kg对苯二甲酸、10kg癸二酸、15kg丁二醇和12g氯化亚锡依次加入烧瓶中后,迅速升温至200℃,至反应不再有液体馏出时,升温至240℃,抽真空进行缩聚反应,5h后,与45kg丙交酯和20g催化剂辛酸亚锡混合,升温至150℃,8h后,得到聚(癸二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为60g/10min。
172.5.2将5kg聚(癸二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、125g对苯二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度160℃,混合时间25min,得到高分子量聚(癸二酸
丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为10g/10min。
173.5.3反复抽真空充氮气将1l带支管的圆底烧瓶进行冷却,充入氮气,加入100g evoh
‑
3、300g左旋丙交酯与1g钛酸四丁酯,在130℃下进行反应,反应20h后,升温至180℃抽真空去除未反应的单体,压力为100pa,得到聚乳酸
‑
evoh共聚物,取样测得共聚物熔指为50g/10min。
174.5.4采用多层共挤吹膜机将350g聚乙二醇、400g聚(癸二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)、10g巯丙基三甲(乙)氧基硅烷共混物加热到150℃,750g evoh(l171b,日本可乐丽)加热到190℃,500g上述5.3制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到185℃,2250g上述5.2制备的高分子量聚(癸二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物加热到185℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后加热到170℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
175.5.5采用吸塑机将500g聚乙二醇,250g碳酸钙加热到140℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后160℃热封合将其附在上述5.4制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
176.本发明实施例5制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性进行测试,测试结果如表1所示。
177.实施例6
178.6.1将5.7kg对苯二甲酸、10kg癸二酸、11kg乙二醇和12g钛酸四丁酯依次加入烧瓶中后,迅速升温至200℃,至反应不再有液体馏出时,升温至240℃,抽真空进行缩聚反应,5h后,与40kg丙交酯和20g催化剂辛酸亚锡混合,升温至140℃,20h后,得到聚(癸二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为70g/10min。
179.6.2将5kg聚(癸二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、150g对苯二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度170℃,混合时间15min,得到高分子量聚(癸二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为15g/10min。
180.6.3采用多层共挤吹膜机将500g聚乙烯吡咯烷酮、500g聚(癸二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)、20g乙二胺丙基三乙氧基硅烷共混物加热到160℃,750g evoh(l171b,日本可乐丽)加热到185℃,500g上述实施例5的5.3中制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到180℃,2000g上述6.2制备的高分子量聚(癸二酸乙二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸乙二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物加热到180℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后加热到170℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
181.6.4采用吸塑机将500g聚乙烯吡咯烷酮、250g滑石粉加热到150℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后170℃热封合将其附在上述6.3制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
182.本发明实施例6制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示。
183.实施例7
184.7.1将7.3kg己二酸、5.40kg丁二醇与10g催化剂钛酸四丁酯依次加入烧瓶中,迅速升温至160℃,至反应不再有液体馏出时,升温至230℃,抽真空进行缩聚反应,4h后,与15kg丙交酯和20g催化剂辛酸亚锡混合,升温至130℃,15h后,得到聚己二酸丁二醇酯
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为70g/10min。
185.7.2将5kg聚己二酸丁二醇酯
‑
聚乳酸共聚物、175g 4,4'
‑
亚甲基双(异氰酸苯酯)在双螺杆中混合,混合温度180℃,混合时间20min,得到高分子量聚己二酸丁二醇酯
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为15g/10min。
186.7.3反复抽真空充氮气将1l带支管的圆底烧瓶进行冷却,充入氮气,加入100g evoh
‑
4、300g左旋丙交酯与0.3g辛酸亚锡,在150℃下进行反应,反应20h后,升温至180℃抽真空去除未反应的单体,压力为100pa,得到聚乳酸
‑
evoh共聚物,取样测得共聚物熔指为60g/10min。
187.7.4采用多层共挤吹膜机将500g羟乙基纤维素、750g聚己二酸丁二醇酯、60g乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷共混物加热到180℃,750g evoh(f101b,日本可乐丽)加热到190℃,500g上述7.3制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到185℃,1750g上述7.2制备的高分子量聚己二酸丁二醇酯
‑
聚乳酸共聚物加热到180℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后加热到170℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
188.7.5采用注塑机将550g羟乙基纤维素,200乙酰柠檬酸三丁酯(atbc)加热到160℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后160℃将其附在上述7.4制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
189.本发明实施例7制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示。
190.实施例8
191.8.1将6kg丁二酸、4kg乙二醇与10g催化剂钛酸四丁酯依次加入烧瓶中,迅速升温至170℃,至反应不再有液体馏出时,升温至230℃,抽真空进行缩聚反应,4h后,与15kg丙交酯和20g催化剂辛酸亚锡混合,升温至150℃,10h后,得到聚丁二酸乙二醇酯
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为50g/10min。
192.8.2将5kg聚丁二酸乙二醇酯
‑
聚乳酸共聚物、150g 4,4'
‑
亚甲基双(异氰酸苯酯)在双螺杆中混合,混合温度180℃,混合时间15min,得到高分子量聚丁二酸乙二醇酯
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为15g/10min。
193.8.3采用多层共挤吹膜机将500g甲基纤维素、750g聚丁二酸乙二醇酯、60g乙烯基三甲氧基硅烷共混物加热到180℃,750g evoh(f101b,日本可乐丽)加热到190℃,500g上述实施例7的7.3中制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到182℃,1500g上述8.2制备的高分子量聚丁二酸乙二醇酯
‑
聚乳酸共聚物加热到180℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后加热到160℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
194.8.4采用注塑机将600g甲基纤维素,150g三醋酸甘油酯(gt)加热到150℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后170℃热封合将其附在8.3中得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
195.本发明实施例8制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示。
196.实施例9
197.9.1将6kg丁二酸、7kg丁二醇与10g催化剂钛酸四丁酯依次加入烧瓶中,迅速升温至150℃,至反应不再有液体馏出时,升温至230℃,抽真空进行缩聚反应,4h后,与20kg丙交酯和20g催化剂辛酸亚锡混合,升温至160℃,10h后,得到聚丁二酸丁二醇酯
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为50g/10min。
198.9.2将5kg聚丁二酸丁二醇酯
‑
聚乳酸共聚物、175g甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度180℃,混合时间20min,得到高分子量聚丁二酸丁二醇酯
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为10g/10min。
199.9.3反复抽真空充氮气将1l带支管的圆底烧瓶进行冷却,充入氮气,加入200g evoh
‑
1、300g左旋丙交酯与0.6g辛酸亚锡,在130℃下进行反应,反应20h后,升温至180℃抽真空去除未反应的单体,压力为100pa,得到聚乳酸
‑
evoh共聚物,取样测得共聚物熔指为25g/10min。
200.9.4采用多层共挤吹膜机将250g磷酸酯淀粉、500g聚丁二酸丁二醇酯、35g异丙基三硬脂酸钛酸酯共混物加热到170℃,750g evoh(f104b,日本可乐丽)加热到185℃,500g上述9.3制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到180℃,2000g上述9.2制备的高分子量聚丁二酸丁二醇酯
‑
聚乳酸共聚物加热到185℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后加热到160℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
201.9.5采用注塑机将800g磷酸酯淀粉,200g柠檬酸三丁酯加热到150℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后160℃热封合将其附在上述9.4制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
202.本发明实施例9制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示。
203.实施例10
204.10.1将7kg己二酸、4kg乙二醇与10g催化剂钛酸四丁酯依次加入烧瓶中,迅速升温至160℃,至反应不再有液体馏出时,升温至230℃,抽真空进行缩聚反应,4h后,与15kg丙交酯和20g催化剂辛酸亚锡混合,升温至150℃,10h后,得到聚己二酸乙二醇酯
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为60g/10min。
205.10.2将5kg聚己二酸乙二醇酯
‑
聚乳酸共聚物、150g甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度160℃,混合时间20min,得到高分子量聚己二酸乙二醇酯
‑
聚乳酸共聚
物,测得共聚物熔指为12g/10min。
206.10.3采用多层共挤吹膜机将100g甲基纤维素、400g聚己二酸乙二醇酯、10g钛酸四丁酯共混物加热到175℃,1000g evoh(f104b,日本可乐丽)加热到185℃,500g上述实施例9的9.3中制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到185℃,2250g上述10.2制备的高分子量聚己二酸乙二醇酯
‑
聚乳酸共聚物加热到185℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后加热到170℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
207.10.4采用注塑机将600g甲基纤维素,150g三醋酸甘油酯(gt)加热到140℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后160℃热封合将其附在上述10.3制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
208.本发明实施例10制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示。
209.实施例11
210.11.1反复抽真空充氮气将5l带支管的圆底烧瓶进行冷却,充入氮气,加入18g丁二醇、5000g己内酯与5g辛酸亚锡,在120℃下进行反应,反应24h后,再加入10000g左旋丙交酯与10g辛酸亚锡反应24h,升温至180℃抽真空去除未反应的单体,压力为100pa,得到聚乳酸
‑
聚己内酯嵌段共聚物,取样测得共聚物熔指为30g/10min。
211.11.2将5kg聚乳酸
‑
聚己内酯嵌段共聚物、100g异佛尔酮二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度180℃,混合时间20min,得到高分子量聚乳酸
‑
聚己内酯嵌段共聚物,测得共聚物熔指为8g/10min。
212.11.3反复抽真空充氮气将1l带支管的圆底烧瓶进行冷却,充入氮气,加入100g evoh
‑
2、300g左旋丙交酯与2g辛酸亚锡,在140℃下进行反应,反应15h后,升温至180℃抽真空去除未反应的单体,压力为100pa,得到聚乳酸
‑
evoh共聚物,取样测得共聚物熔指为25g/10min。
213.11.4采用多层共挤吹膜机将300g氧化淀粉,450聚己内酯,30g铝酸三异丙酯共混物加热到170℃,750g evoh(h171b,日本可乐丽)加热到170℃,750g上述11.3中制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到180℃,1750g上述12.2制备的高分子量聚乳酸
‑
聚己内酯嵌段共聚物加热到185℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后加热到170℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
214.11.5采用注塑机将800g双醛淀粉,200g乙酰柠檬酸三丁酯加热到150℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后170℃热封合将其附在上述11.4制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
215.本发明实施例11制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示。
216.实施例12
217.12.1将5.7kg对苯二甲酸、6.7kg己二酸、20kg己二醇和12g氯化亚锡依次加入烧瓶中后,迅速升温至190℃,至反应不再有液体馏出时,升温至240℃,抽真空进行缩聚反应,5h后,与35kg丙交酯和30g催化剂辛酸亚锡混合,升温至140℃,15h后,得到聚(己二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为50g/10min。
218.12.2将5kg聚(己二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、75g环己烷
‑
1,4
‑
二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度160℃,混合时间25min,得到高分子量聚(己二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为16g/10min。
219.12.3采用多层共挤吹膜机将200g聚乙烯醇、800g聚(己二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)、50g铝酸三苄酯共混物加热到190℃,1000gevoh(h171b,日本可乐丽)加热到185℃,500g上述实施例11中的11.3中制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到185℃,2500g上述12.2制备的高分子量聚(己二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物加热到180℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后加热到170℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
220.12.4采用吸塑机将800g聚乙烯醇,200g甘油加热到170℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后170℃热封合将其附在上述12.3制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
221.本发明实施例12制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示。
222.实施例13
223.13.1将5.7kg对苯二甲酸、5kg丁二酸、20kg己二醇和12g钛酸四丁酯依次加入烧瓶中后,迅速升温至190℃,至反应不再有液体馏出时,升温至240℃,抽真空进行缩聚反应,5h后,与30kg丙交酯和20g催化剂辛酸亚锡混合,升温至150℃,12h后,得到聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,取样测得共聚物熔指为45g/10min。
224.13.2将5kg聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物、100g环己烷
‑
1,4
‑
二异氰酸酯在双螺杆中混合,混合温度160℃,混合时间20min,得到高分子量聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物,测得共聚物熔指为11g/10min。
225.13.3采用多层共挤吹膜机将250g醋酸淀粉、750g聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)、20g四正丙基锆酸酯共混物加热到180℃,750gevoh(e105b,日本可乐丽),500g上述实施例11中的11.3中制备的聚乳酸
‑
evoh共聚物加热到180℃,2000g上述13.2制备的高分子量聚(丁二酸己二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸己二醇酯)
‑
聚乳酸共聚物加热到180℃,并挤压分别制成聚乳酸基多层共挤薄膜的次内层,次外层,粘结层和外层,然后粘合在一起后加热到170℃挤压成型,得到聚乳酸基多层共挤薄膜。
226.13.4采用注塑机将550g醋酸淀粉,200g乙酰柠檬酸三丁酯加热到150℃,并制成带有种子的种植槽和化肥负载槽的聚乳酸基多层共挤薄膜的内层,置入种子和化肥,然后160℃热封合将其附在上述13.3制备得到的聚乳酸基多层共挤薄膜上,得到负载种子和化肥的
聚乳酸基多功能多层环保农用地膜。
227.本发明实施例13制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜结构示意图如图2所示;按照上述技术方案所述的方法进行力学性能,层间剥离情况以及水蒸气透过性测试,测试结果如表1所示。
228.表1本发明实施例制备的产品性能检测结果
[0229][0230][0231]
由以上实施例可知,本发明提供了一种聚乳酸基多功能多层环保农用地膜及其制备方法,将外层,粘结层,次外层和次内层通过多层共挤的方式得到多层地膜,然后与内层薄膜通过热封将种子和化肥载入薄膜中。与现有技术相比,本发明制备的聚乳酸基多功能多层环保农用地膜可将种子和化肥载入到薄膜内层中,薄膜可快速破裂达到释放种子和化肥的目的,大大减少了种植的工作量,该薄膜具有保温层,可保持种子环境温度,提高种子的发芽速度,该薄膜具备evoh阻隔层,可起到保湿的作用,采用可降解产物作为粘结层,避免毒性较大的胶黏剂单体及溶剂的参与污染产品,采用可降解的高分量聚乳酸基共聚物作为外层,解决目前薄膜树脂相容性差的问题及共聚物分子量低的问题,该多层薄膜在制备过程中避免了溶剂和有毒药品的使用,简单、高效,成本低,可控性好,有利于工业化生产。本发明通过各层性能的有机复合与搭配,复合膜可将种子载入薄膜中且实现种子的定时释放,薄膜具有良好的力学性能,阻隔性。本发明提供的方法工艺简单、容易制取、体积轻便、易处理,使用后不会对环境造成危害。本发明提供的聚乳酸基环保地膜采用无毒环保,全生物降解的evoh和聚乳酸基材料组成,有利于环境保护。本发明所用改性组分均为可降解的物质,具有良好的生物降解性。本发明制备的复合地膜力学性能好且稳定,采用无毒环保,可降解的材料组成,有利于环境保护。
[0232]
实验结果表明:本发明提供的聚乳酸基环保地膜层间粘结性较好;薄膜水蒸气透过率较低,薄膜断裂伸长率均在400%以上,拉伸强度均在40mpa以上,且粘结剂无毒。
[0233]
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
再多了解一些
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