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一种生物降解热塑性PVA/淀粉种子带及其制备方法与流程

来源：花匠小妙招时间：2025-01-17 18:54

一种生物降解热塑性pva/淀粉种子带及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及农用膜技术领域，尤其涉及一种生物降解热塑性pva/淀粉种子带及其制备方法。

背景技术：

2.传统的蔬菜(如辣椒、生菜、萝卜)、树苗、花卉，播种方式多采用人工播种或简易播种机播撒，这两种方式都难以精确的控制种子的用量，浪费大量种子的同时，后期需要大量的人工“间苗”，拔掉多余的作物或者先育苗后移栽。这种双重浪费，造成了农民种植成本居高不下，难以产业化，并且农产品的一致性较差，种植精度较低，产品竞争力低。
3.目前通过“种子带”工艺能够很好的解决农业种植过程中“精度差”的问题。所谓的种子带工艺，就是将农作物的种子包裹到可以降解的纸带当中，播种的时候，使用专用的播种机，将纸带铺设到土地里，浇水后，纸带融化，种子破土而出。
4.目前，纸带要达到的水溶性及编织强度的生产成本较高，本发明所应用的热塑改性pva/淀粉塑料，能像一般塑料薄膜一样进行吹膜/流延加工，之后流分切成带状，再进行编织，物料成本和生产成本比传统纸带低。且可以根据农作物的育苗期主要调节热塑性淀粉的添加比例以控制种子带的降解时间。

技术实现要素：

5.本发明第一方面提供了一种生物降解热塑性pva/淀粉种子带，原料包含以下组分：热塑性pva、热塑性淀粉。
6.作为一种优选的方案，所述热塑性pva与热塑性淀粉的重量比为2～9：2～9。
7.作为一种优选的方案，所述热塑性pva与热塑性淀粉的重量比为5～8：2～5。
8.作为一种优选的方案，所述热塑性pva的原料包含以下重量份：pva 90～110份、丙三醇10～15份、交联剂0.01～0.05份、热稳定剂2～3份、润滑剂0.2～0.6份。
9.作为一种优选的方案，所述热塑性淀粉的原料包含以下重量份：淀粉90～110份、丙三醇30～35份、交联剂6～10份、热稳定剂2～3份、润滑剂0.01～0.06份。
10.作为一种优选的方案，所述pva为pva
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0388、pva
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0588、pva
‑
1788中的至少一种。
11.作为一种优选的方案，所述pva为pva
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0588和pva
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1788；pva
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0588和pva
‑
1788的重量比为1～2：3～4。
12.作为一种优选的方案，所述淀粉为木薯粉、玉米粉、小麦粉、大麦粉、马铃薯粉中的至少一种。
13.作为一种优选的方案，所述淀粉为木薯粉和玉米粉；木薯粉和玉米粉的重量比为1～2：4～5。
14.本发明第二方面提供了一种上述生物降解热塑性pva/淀粉种子带的制备方法，步骤包含以下几步：(1)将热塑性pva、热塑性淀粉进行混合，加入高速搅拌机进行高速捏合；(2)将步骤(1)所得原料经过双螺杆挤出机造粒，制成塑料颗粒；(3)熔融塑料颗粒，并使用
吹膜机和流廷机吹塑流廷成薄膜；(4)按照作物种子的需求进行分切，收卷成种子带。
15.有益效果：
16.1、本发明申请中的制备的种子带具有可生物降解的特性，能够在育苗后有效的自然降解，省去了移栽工作，充分节省了人力成本。
17.2、本发明申请中的制备的种子带栽培到土壤中后能够有效确保植物苗的正常生长，在种子破膜而出后又能够在短时间内粉态化并进行降解，降解后的种子带还能够对土壤的结构和营养成分进行优化，进一步的促进育苗的生长；整个使用过程简易环保无污染，避免了化学残留破环土质从而影响育苗效果的现象。
18.3、本发明申请中的制备的种子带可以根据农作物的育苗期的不同，在制备过程中调节热塑性淀粉和热塑性pva的复配比例以有效控制种子带的降解时间，从而更有效率的配合不同育苗的生长周期。
具体实施方式
19.参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
20.如本文所用术语“由
…
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
21.连接词“由
…
组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由
…
组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
22.当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
23.单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
24.说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
25.此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求
(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
26.本发明第一方面提供了一种生物降解热塑性pva/淀粉种子带，原料包含以下组分：热塑性pva、热塑性淀粉。
27.在一些优选的实施方式中，所述热塑性pva与热塑性淀粉的重量比为2～9：2～9。
28.在一些优选的实施方式中，所述热塑性pva与热塑性淀粉的重量比为5～8：2～5。
29.在一些优选的实施方式中，所述热塑性pva与热塑性淀粉的重量比为6～7：3～4。
30.在一些优选的实施方式中，所述热塑性pva的原料包含以下重量份：pva 90～110份、丙三醇10～15份、交联剂0.01～0.05份、热稳定剂2～3份、润滑剂0.2～0.6份。
31.在一些优选的实施方式中，所述热塑性pva的制备方法包含以下步骤：(1)在pva中加入丙三醇，并且与热稳定剂、润滑剂和交联剂混合加入高速搅拌机中进行高速捏合；(2)将步骤(1)中的原料投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，造粒完成后既得热塑性pva。
32.在一些优选的实施方式中，所述高速搅拌机的温度为110～120℃；所述双螺杆挤出机的温度为110～190℃。
33.在一些优选的实施方式中，所述热塑性淀粉的原料包含以下重量份：淀粉90～110份、丙三醇30～35份、交联剂6～10份、热稳定剂2～3份、润滑剂0.01～0.06份。
34.在一些优选的实施方式中，所述热塑性淀粉的制备方法包含以下步骤：(1)在淀粉中加入丙三醇，并且与热稳定剂、润滑剂和交联剂混合加入高速搅拌机中进行高速捏合；(2)将步骤(1)中的原料投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，造粒完成后既得热塑性淀粉。
35.在一些优选的实施方式中，所述高速搅拌机的温度为110～120℃；所述双螺杆挤出机的温度为110～190℃。
36.在一些优选的实施方式中，所述pva为pva
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0388、pva
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0588、pva
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1788中的至少一种。
37.在一些优选的实施方式中，所述pva为pva
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0588和pva
‑
1788；pva
‑
0588和pva
‑
1788的重量比为1～2：3～4。
38.在一些优选的实施方式中，所述淀粉为木薯粉、玉米粉、小麦粉、大麦粉、马铃薯粉中的至少一种。
39.在一些优选的实施方式中，所述淀粉为木薯粉和玉米粉；木薯粉和玉米粉的重量比为1～2：4～5。
40.在一些优选的实施方式中，所述交联剂为氯化钙、氯化钾、六偏磷酸钠、柠檬酸、硼酸钠、二异氰酸酯中的至少一种；所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸锌、氢氧化镁、硬脂酸稀土盐中的至少一种；所述润滑剂为硬脂酸、聚酰胺蜡、乙酰胺中的至少一种。
41.本发明第二方面提供了一种上述生物降解热塑性pva/淀粉种子带的制备方法，步骤包含以下几步：(1)将热塑性pva、热塑性淀粉进行混合，加入高速搅拌机进行高速捏合；(2)将步骤(1)所得原料经过双螺杆挤出机造粒，制成塑料颗粒；(3)熔融塑料颗粒，并使用吹膜机或流廷机吹塑或流廷成薄膜；(4)按照作物种子的需求进行分切，收卷成种子带。
42.在一些优选的实施方式中，所述高速捏合的温度为95～120℃；所述双螺杆挤出机的温度为150～190℃；所述熔融温度为160～180℃；所述吹塑流廷温度为140～180℃。
43.在一些优选的实施方式中，所述种子带的pva/淀粉厚度为50～800μm。
44.实施例
45.以下通过实施例对本发明技术方案进行详细的说明，但是本发明的保护范围不局限于所述的所有实施例。如无特殊说明，本发明的原料均为市售。
46.实施例1
47.实施例1第一方面提供了一种生物降解热塑性pva/淀粉种子带，原料包含以下重量份：热塑性pva 70份、热塑性淀粉30份。
48.本实施例中热塑性pva为自制，步骤包含以下几步：(1)在100份pva(pva
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0588和pva
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1788，重量比2：3)中加入12份丙三醇，并且与3份硬脂酸钙、0.6份硬脂酸和0.01份氯化钾混合加入高速搅拌机中进行高速捏合，搅拌温度为120℃；(2)将步骤(1)中的原料投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机的温度为190℃，造粒完成后既得热塑性pva。
49.本实施例中热塑性淀粉为自制，步骤包含以下几步：(1)在100份淀粉(木薯粉和玉米粉，重量比1：4)中加入33份丙三醇，并且与3份硬脂酸钙、0.04份乙酰胺和10份六偏磷酸钠混合加入高速搅拌机中进行高速捏合，搅拌温度为120℃；(2)将步骤(1)中的原料投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机的温度为160℃，造粒完成后既得热塑性淀粉。
50.本实施例还提供了一种上述生物降解热塑性pva/淀粉种子带的制备方法，步骤包含以下几步：(1)将70份热塑性pva、30份热塑性淀粉进行混合，加入高速搅拌机进行高速捏合，高速搅拌机的温度为110℃；(2)将步骤(1)所得原料经过双螺杆挤出机造粒，双螺杆挤出机的温度为165℃，制成塑料颗粒；(3)170℃熔融塑料颗粒，并使用吹膜机和流廷机吹塑流廷成薄膜，吹塑流廷温度为160℃；(4)按照作物种子的需求进行分切，收卷成种子带。
51.本实施例中：硬脂酸钙(cas:1592
‑
23
‑
0)、硬脂酸(cas:57
‑
11
‑
4)、乙酰胺(cas:60
‑
30
‑
5)、六偏磷酸钠(cas:10124
‑
56
‑
8)。
52.本实施例中pva
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0588和pva
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1788为上海凯杜实业发展有限公司生产出售的pva
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0588和pva
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1788产品。
53.实施例2
54.本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：热塑性pva为60份，热塑性淀粉为40份。
55.实施例3
56.本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：pva
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0588和pva
‑
1788的重量比为1：4。
57.实施例4
58.本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：木薯粉和玉米粉的重量比为2：5。
59.对比例1
60.本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：热塑性pva为90份，热塑性淀粉为10份。
61.对比例2
62.本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：pva
‑
0588和pva
‑
1788的重量比为5：1。
63.对比例3
64.本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：木薯粉和玉米粉的重量比为5：1。
65.性能评价
66.1.土壤中的降解性：将实施例和对比例制得的种子带正常的随育苗种移植到土壤中，测试种子带90天后的降解率，每个实施例对比例测试5个试样，测得的数值的平均值记入表1。
67.2.育苗成活率：将实施例、对比例制得的种子带和同样品种、数量的草坪种子，高分子吸水颗粒和肥料共同使用进行辣椒的育苗作业，记录最终辣椒育苗地成活率。每个实施例对比例测试5个试样，测得的数值的平均值记入表1。
68.3.苗高：将实施例和对比例制得的种子带正常的培育辣椒苗(博辣6号)40天，测量40天后辣椒苗的株苗高度。
69.表1
70.实施例土壤中的降解性(％)株苗高度(cm)育苗成活率(％)实施例185.216.197.5实施例284.315.396.5实施例383.215.596.6实施例481.914.997.1对比例16811.280.5对比例25810.984.7对比例3609.985.1
71.通过实施例1～4和对比例1～3可以得知，本发明提供的一种生物降解热塑性pva/淀粉种子带及其制备方法，制得后的pva/淀粉种子带具有良好的生物降解性和优异的育苗成活率，适宜在农用膜领域推广，具有广阔的发展前景。其中实施例1在具有最佳的原料重量比等因素下获得了最佳性能指数。
72.最后指出，以上所述实施例仅为本发明较佳的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。