[发明专利]一种具有缓释磷肥功效的全降解地膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有缓释磷肥功效的全降解地膜及其制备方法，其特征在于利用磷化改性的木质素与可完全生物降解塑料共混吹膜，制得缓释磷肥的全生物降解地膜。本发明有效利用了可再生的木质素资源，同时降低了地膜制备中石油基原材料的消耗，减少了生物炼制工业和不可降解地膜带来的环境污染问题，磷化木质素作为农作物的缓释磷肥还有助于提高磷肥利用率，改良土壤，因而具有良好的环境、资源和经济效益。

技术领域

本发明属于农用薄膜领域，具体涉及一种具有缓释磷肥功效的全降解地膜及其制备方法。

背景技术

开发降解地膜是目前世界上解决地膜污染问题的主要方向，降解地膜的使用省去了回收和处理残膜的环节，给农业生产带来了极大的便利。传统的降解地膜是由聚乙烯(PE)复合光降解剂、淀粉等制备而成，一定时期内可以崩解成地膜碎片，但地膜碎片主要由难降解的PE构成，这些碎片将长期存在于土壤中，降低土壤质量和作物产量，同时危害生态环境，因此开发可完全降解的地膜已成为现今国内外的研究热点。多种聚酯类塑料如聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚丁二酸/己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等已被证明具有完全生物降解性能，在自然条件下可被多种微生物及动植物体内的酶分解代谢生成二氧化碳和水。但与传统地膜相比，该类塑料制备的地膜强度低、韧性差，而且成本较高，妨碍了其向市场的大规模推广应用。

木质素是植物中储量最大的天然芳香族高分子，作为生物炼制和造纸工业的副产物，具有廉价易得、生物可降解、易于衍生化等多重优点，然而只有不到2％的工业木质素被回收利用，其余的大量木质素被焚烧或丢弃，造成大量的资源浪费和环境污染。但是木质素本身具有土壤改良和植物防腐的功效，可以转化为高附加值产品应用于农林生产领域。当使用作物生长所需的肥料元素改性木质素时，肥料会随着木质素的降解被缓慢释放出来，大大延长了肥效时间，尤其磷化改性的木质素可以有效防止磷肥被土壤永久性固定，显著地提高磷肥的有效利用率。

将磷化木质素与可降解塑料共混挤出吹膜，可以增强地膜的力学性能。该方法得到的地膜仍然可以完全生物降解，不仅可以减少石油基材料的消耗和生物炼制工业污染物的排放，还大大降低地膜的成本。由于磷化木质素颜色较深，可以降低地膜的透光率，有利于抑制地面杂草的生长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有缓释磷肥功效的全降解地膜，以解决现有技术存在的效果不佳的问题。

本发明还要解决的技术问题是提供上述具有缓释磷肥功效的全降解地膜的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种具有缓释磷肥功效的全降解地膜，它包括如下质量份数的组分：

其中，优选如下质量份数的组分：

其中，所述的可降解塑料为聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚丁二酸/己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚羟基烷酸酯(PHA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中的任意一种或几种的组合，优选聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)。

其中，所述的磷化木质素为木质素经聚磷酸、磷酸、焦磷酸、偏磷酸、磷酸酐、酸式磷酸盐、三氯氧磷或三氯硫磷等磷化试剂磷化后得到，优选使用聚磷酸进行磷化。

其中，所述的磷化方法为：

向木质素中加入磷化试剂，搅拌60～80h后，干燥即得磷化木质素；其中，木质素和磷化试剂的质量比为1：3～5。

其中，所述的木质素为碱木质素、酶解木质素、造纸木质素、有机溶剂木质素、木质素磺酸盐中的任意一种或几种的组合，粒径为100～1000目。