一种透气地膜塑料及其制备方法与流程

1.本发明涉及农用地膜技术领域，具体为一种透气地膜塑料及其制备方法。


背景技术：

2.地膜覆盖技术从上世纪开始兴起，并快速在全球范围得到普及，我国作为农业大国，地膜覆盖技术也在我国得到了大力推广。近年来，生态保护成为一大热点，越来越多的可降解材料运用地膜制备中，其中属聚乳酸最多。然后聚乳酸分子链中的酯基极易受到紫外光、氧气攻击，发生自由基降解，在使用很短时间后就会出现老化开裂，待收获一茬作物后已经支离破碎，根本不可能继续使用，大大增加地膜成本。
3.种子萌发是农作物生活的关键阶段，然而在一些寒冷地带，低温环境对种子造成毁灭性的打击，使得难以生长农作物，本发明通过制备保温层，能够吸收白天阳光，并转换成热能，储藏在保温层中，有效调节土壤温度，以保护种子适应寒冷环境。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种透气地膜塑料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种透气地膜塑料，所述透气地膜塑料包括保温层、抗老化层。
6.进一步的，所述抗老化层由复合纤维、4-氨基邻苯二甲酸酯、4-氯-2-醛基苯甲酸、(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺、二茂铁胺、对苯二甲酰氯制得。
7.进一步的，所述复合纤维由以下方法制得，利用kh-792对石墨烯微球进行预处理，得预处理微球，然后与聚乳酸10000混合纺丝。
8.进一步的，所述保温层由以下方法制得，将硫酸、亚硝酸钠、抗老化层混合反应后，调节ph，再加入硫酸、铂，加热反应，得预处理水抗老化层；将预处理水抗老化层、六水合硝酸锌、去离子水，超声反应得含锌抗老化层，再向含锌抗老化层电镀，得纳米线塑料；将纤维素水凝胶、二水合醋酸锌、乙二醇混合旋涂于纳米线塑料表面，反应一段时间后，升温继续反应，再超声振荡，置于溶解液中，进行冷冻处理。
9.进一步的，一种透气地膜塑料的制备方法，包括以下制备步骤：
10.(1)将4-氨基邻苯二甲酸酯、复合纤维、甲苯按质量比1.8:1:5～2.2:1:9混合，氮气保护下，升温至62℃，保温反应1～3h后，加入复合纤维质量0.06倍的氢氧化钾，升温至84℃，保温反应4～6h后，冷却至60℃，加入复合纤维质量9～15倍的甲苯，再加入冰醋酸至反应液ph为5～6，加入复合纤维质量3.8倍的蒸馏水，100rpm搅拌20～32min后，静置34～48min，再加入复合纤维质量0.2倍的活性炭，继续搅拌28～36min，过滤，得预处理纤维；
11.(2)将预处理纤维、1,2-二氯乙烷、4-氯-2-醛基苯甲酸按质量比1:8:0.8～1:12:1.5，氩气保护下，置于冰浴中，80rpm搅拌8～12min后，加入预处理纤维质量5倍的伊顿试剂，继续搅拌24～36min后，室温下继续搅拌32～40min，再置于52℃的油浴中，反应10～
13h，过滤，用无水乙醇洗涤6～8次，得二苯甲酮纤维；
12.(3)冰水浴中，将二苯甲酮纤维、甲苯、(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺按质量比1:6:0.6～1:13:1.2混合，80rpm搅拌2～4h后，加入二苯甲酮纤维质量0.4倍的氢氧化钠、二苯甲酮纤维质量1.1倍的去离子水，升温至72℃，反应10～16h后，抽滤，用无水乙醇洗涤6～8次得光稳定纤维；
13.(4)将光稳定纤维、二茂铁胺、n,n-二甲基甲酰胺按质量比1:0.6:6～1:0.8:11混合，氮气保护下，加热至84℃，100rpm搅拌4～6h后，静置24h，过滤，用无水乙醇洗涤6～8次，80℃干燥24h得改性纤维；
14.(5)将改性纤维、冰醋酸、玻璃粉、去离子水按质量比1:1.3:2:9混合，置于60℃水浴锅中，保温7～9h后，140rpm搅拌30～44min后，1500rpm下打浆10～20min，再于成网机铺设展开，96℃下辊压成型得初料；将初料、对苯二甲酰氯、氯仿、氯化铝、硝基苯按质量比1:1.4:7:0.002:0.1～1:2.4:12:0.002:0.1混合，32℃反应22～25h后，取出，依次用去离子水、氯仿洗涤6～8次，80℃干燥24h得抗老化层；
15.(6)将预处理水抗老化层、六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:0.3:20～1:0.6:34混合，25khz、60℃反应44～60min，取出，120℃反应1～3h得含锌抗老化层；将含锌抗老化层置于镀液中，70℃、-1.3v下电沉积10～16min后，取出，用去离子水洗涤6～8次，得纳米线塑料；
16.(7)将纤维素水凝胶、二水合醋酸锌、乙二醇按质量比1:1.05:10混合，旋涂于纳米线塑料表面，厚度为0.1～0.3mm，166℃下反应30～48min后，升温至198℃，反应33～47min后，25khz下振荡22～26h，然后置于纳米线塑料质量3～6倍的溶解液中，-15℃冷冻，每12h取出，25khz下振荡8～10min，重复2～4次，取出，120℃干燥12h得透气地膜塑料。
17.进一步的，步骤(1)所述复合纤维的制备方法为：
18.a、将kh-792、无水乙醇按质量比1:9～1:12混合，25khz超声8～12min后，加入kh-792质量5～10倍的石墨烯微球、kh-792质量310～400倍的无水乙醇，48℃处理2～4h后，1500rpm离心12～16min，过滤，取沉淀物，依次用去离子水和无水乙醇清洗6～8次，100℃烘干5～7h，得预处理微球；
19.b、将聚乳酸10000、预处理微球按质量比1:165～1:211混合，160℃、100rpm下搅拌35～44min得前驱体；将前驱体、聚乳酸10000、n,n-二甲基甲酰胺、二氯甲烷按质量比1:1:5.6～1:1:13.2混合，1000rpm搅拌10～16min，在纺丝电压16kv、纺丝温度30℃、纺丝湿度35％、接收距离12cm条件下纺丝。
20.进一步的，步骤a所述石墨烯微球的制备方法为：将氧化石墨烯分散于氧化石墨烯质量1000倍的去离子水中，25khz超声5～7h，得氧化石墨烯分散液；向氧化石墨烯分散液加入氧化石墨烯分散液体积5倍的聚苯乙烯球分散液，聚苯乙烯球分散液中聚苯乙烯球和去离子水的质量比为1:1000，400rpm下搅拌3～5h后，3000rpm离心8～14min，过滤，取沉淀物，-25℃冷冻10～12h后，氩气气氛下，550℃处理5.5～7h。
21.进一步的，步骤(6)所述预处理水抗老化层的制备方法为：5℃下，将浓硫酸、亚硝酸钠按质量比10:1混合，反应28～36min后，升温至70℃，反应38～46min后，降温至55℃，加入亚硝酸钠质量2.5～3.1倍的抗老化层，反应24～38min后，加入去离子水至溶液ph为5～6，再加入亚硝酸钠质量5～6倍的质量分数为75％的硫酸、亚硝酸钠质量0.001倍的铂，加热
至173℃，反应32～40min，取出，得预处理水抗老化层。
22.进一步的，步骤(6)所述镀液的制备方法为：将六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:33.13，加入氢氧化钾至溶液ph为6。
23.进一步的，步骤(7)所述纤维素水凝胶的制备方法为：将三乙酸纤维素、1,4-二氧六环按质量比1:30～1:50混合，置于70℃油浴锅，120rpm搅拌3～5h后，加入三乙酸纤维素质量15～33倍的异丙醇，继续搅拌30～44min。
24.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
25.本发明制备的地膜塑料包括保温层、抗老化层，以实现保温、抗老化的效果。
26.首先，本发明利用kh-792对多孔石墨烯微球进行预处理，在表面引入氨基，然后与聚乳酸混纺，其端羟基、羧基与石墨烯的氨基反应，键合在聚乳酸纤维分子上，形成珠串结构纤维，有效增加地膜塑料表面的微纳结构，提高疏水性，从而提高地膜塑料的抗老化效果；接着4-氨基邻苯二甲酸酯的酯基与石墨烯微球表面未反应的氨基反应，接枝于纤维表面，再利用芳基与4-氯-2-醛基苯甲酸的羧基反应，形成二苯甲酮基团，能够吸收紫外光，保护聚乳酸纤维免受紫外辐照降解；然后4-氯-2-醛基苯甲酸的氯离子与(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺的氨基反应，引入光稳定基团，避免二苯甲酮基团逸出，能够长期稳定地保护聚乳酸纤维，增益地膜塑料的抗老化性；接着4-氯-2-醛基苯甲酸的醛基与二茂铁胺的氨基反应，在对苯二甲酰氯的作用下，纤维间的二茂铁基团聚合，在地膜塑料表面形成多孔保护膜，减少氧气的向下扩散，同时阻挡聚乳酸水解过程中水分子的扩散与低分子量水解产物溶出，抑制聚乳酸的水解，减缓地膜塑料的老化反应进程。
27.其次，本发明先进行第一次沉积处理，对抗老化层分子链中的氨基进行重氮化后，热水解形成羟基，能够吸附锌离子，在抗老化层表面接种锌晶种；然后进行第二次沉积处理，依靠锌晶种层的导电性，利用电沉积，继续生长氧化锌纳米线，相互搭接形成导热网络，当抗老化层吸收太阳光后，石墨烯将光能转化为热能，依靠导热网络传递热量；然后进行第三次沉积处理，以导热网络为支撑结构，形成纤维素多孔气凝胶，并在其表面吸附沉积氧化锌，再低温去除气凝胶，从而获得氧化锌气凝胶，包裹交联导热网络，形成保温层，并且保温层和抗老化层彼此紧密交联，提高地膜塑料的保温效果；此外，石墨烯微球、保护膜与气凝胶孔洞相互贯通，保证地膜塑料的透气性。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例，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。
29.为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的透气地膜塑料的各指标测试方法如下：
30.抗老化性：取相同大小的实施例与对比例参考gb/t16422.2的方法a，在温度50℃、湿度45％、辐照带为窄带(340nm)0.51w/(m2·
nm)条件下进行老化效果测试，测试试样的纵向初始断裂标称应变和暴露1000h后的纵向断裂标称应变，计算断裂标称应变保留率r＝暴露1000小时后的纵向断裂标称应变/纵向初始断裂标称应变
×
100％。
31.保温性：取相同大小的实施例与对比例进行保温效果测试，于4月底至5月底的晴天在试验田进行，在8时、13时和18时定时测量地表、地下5cm和地下10cm温度，并与无铺盖地膜塑料的温度进行比较。
32.实施例1
33.(1)将氧化石墨烯分散于氧化石墨烯质量1000倍的去离子水中，25khz超声5h，得氧化石墨烯分散液；向氧化石墨烯分散液加入氧化石墨烯分散液体积5倍的聚苯乙烯球分散液，聚苯乙烯球分散液中聚苯乙烯球和去离子水的质量比为1:1000，400rpm下搅拌3h后，3000rpm离心8min，过滤，取沉淀物，-25℃冷冻10h后，氩气气氛下，550℃处理5.5h，得石墨烯微球；
34.(2)将kh-792、无水乙醇按质量比1:9混合，25khz超声8min后，加入kh-792质量5倍的石墨烯微球、kh-792质量310倍的无水乙醇，48℃处理2h后，1500rpm离心12min，过滤，取沉淀物，依次用去离子水和无水乙醇清洗6次，100℃烘干5h，得预处理微球；
35.(3)将聚乳酸10000、预处理微球按质量比1:165混合，160℃、100rpm下搅拌35min得前驱体；将前驱体、聚乳酸10000、n,n-二甲基甲酰胺、二氯甲烷按质量比1:1:5.6混合，1000rpm搅拌10min，在纺丝电压16kv、纺丝温度30℃、纺丝湿度35％、接收距离12cm条件下纺丝，得复合纤维；
36.(4)将4-氨基邻苯二甲酸酯、复合纤维、甲苯按质量比1.8:1:5混合，氮气保护下，升温至62℃，保温反应1h后，加入复合纤维质量0.06倍的氢氧化钾，升温至84℃，保温反应4h后，冷却至60℃，加入复合纤维质量9倍的甲苯，再加入冰醋酸至反应液ph为5，加入复合纤维质量3.8倍的蒸馏水，100rpm搅拌20min后，静置34min，再加入复合纤维质量0.2倍的活性炭，继续搅拌28min，过滤，得预处理纤维；
37.(5)将预处理纤维、1,2-二氯乙烷、4-氯-2-醛基苯甲酸按质量比1:8:0.8，氩气保护下，置于冰浴中，80rpm搅拌8min后，加入预处理纤维质量5倍的伊顿试剂，继续搅拌24min后，室温下继续搅拌32min，再置于52℃的油浴中，反应10h，过滤，用无水乙醇洗涤6次，得二苯甲酮纤维；
38.(6)冰水浴中，将二苯甲酮纤维、甲苯、(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺按质量比1:6:0.6混合，80rpm搅拌2h后，加入二苯甲酮纤维质量0.4倍的氢氧化钠、二苯甲酮纤维质量1.1倍的去离子水，升温至72℃，反应10h后，抽滤，用无水乙醇洗涤6次得光稳定纤维；
39.(7)将光稳定纤维、二茂铁胺、n,n-二甲基甲酰胺按质量比1:0.6:6混合，氮气保护下，加热至84℃，100rpm搅拌4h后，静置24h，过滤，用无水乙醇洗涤6次，80℃干燥24h得改性纤维；
40.(8)将改性纤维、冰醋酸、玻璃粉、去离子水按质量比1:1.3:2:9混合，置于60℃水浴锅中，保温7h后，140rpm搅拌30min后，1500rpm下打浆10min，再于成网机铺设展开，96℃下辊压成型得初料；将初料、对苯二甲酰氯、氯仿、氯化铝、硝基苯按质量比1:1.4:7:0.002:0.1混合，32℃反应22h后，取出，依次用去离子水、氯仿洗涤6次，80℃干燥24h得抗老化层；
41.(9)5℃下，将浓硫酸、亚硝酸钠按质量比10:1混合，反应28min后，升温至70℃，反应38min后，降温至55℃，加入亚硝酸钠质量2.5倍的抗老化层，反应24min后，加入去离子水至溶液ph为5，再加入亚硝酸钠质量5倍的质量分数为75％的硫酸、亚硝酸钠质量0.001倍的铂，加热至173℃，反应32min，取出，得预处理水抗老化层；
42.(10)将预处理水抗老化层、六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:0.3:20混合，25khz、60℃反应44min，取出，120℃反应1h得含锌抗老化层；将六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:33.13，加入氢氧化钾至溶液ph为6，得镀液；将含锌抗老化层置于镀液中，70℃、-1.3v下电沉积10min后，取出，用去离子水洗涤6次，得纳米线塑料；
43.(11)将三乙酸纤维素、1,4-二氧六环按质量比1:30混合，置于70℃油浴锅，120rpm搅拌3h后，加入三乙酸纤维素质量15倍的异丙醇，继续搅拌30min，得纤维素水凝胶；将纤维素水凝胶、二水合醋酸锌、乙二醇按质量比1:1.05:10混合，旋涂于纳米线塑料表面，厚度为0.1mm，166℃下反应30min后，升温至198℃，反应33min后，25khz下振荡22h，然后置于纳米线塑料质量3倍的溶解液中，-15℃冷冻，每12h取出，25khz下振荡8min，重复2次，取出，120℃干燥12h得透气地膜塑料。
44.实施例2
45.(1)将氧化石墨烯分散于氧化石墨烯质量1000倍的去离子水中，25khz超声6h，得氧化石墨烯分散液；向氧化石墨烯分散液加入氧化石墨烯分散液体积5倍的聚苯乙烯球分散液，聚苯乙烯球分散液中聚苯乙烯球和去离子水的质量比为1:1000，400rpm下搅拌4h后，3000rpm离心11min，过滤，取沉淀物，-25℃冷冻11h后，氩气气氛下，550℃处理6.3h，得石墨烯微球；
46.(2)将kh-792、无水乙醇按质量比1:10.5混合，25khz超声10min后，加入kh-792质量7.5倍的石墨烯微球、kh-792质量355倍的无水乙醇，48℃处理3h后，1500rpm离心14min，过滤，取沉淀物，依次用去离子水和无水乙醇清洗7次，100℃烘干6h，得预处理微球；
47.(3)将聚乳酸10000、预处理微球按质量比1:188混合，160℃、100rpm下搅拌39min得前驱体；将前驱体、聚乳酸10000、n,n-二甲基甲酰胺、二氯甲烷按质量比1:1:9.4混合，1000rpm搅拌13min，在纺丝电压16kv、纺丝温度30℃、纺丝湿度35％、接收距离12cm条件下纺丝，得复合纤维；
48.(4)将4-氨基邻苯二甲酸酯、复合纤维、甲苯按质量比2:1:7混合，氮气保护下，升温至62℃，保温反应2h后，加入复合纤维质量0.06倍的氢氧化钾，升温至84℃，保温反应5h后，冷却至60℃，加入复合纤维质量12倍的甲苯，再加入冰醋酸至反应液ph为5.5，加入复合纤维质量3.8倍的蒸馏水，100rpm搅拌26min后，静置41min，再加入复合纤维质量0.2倍的活性炭，继续搅拌32min，过滤，得预处理纤维；
49.(5)将预处理纤维、1,2-二氯乙烷、4-氯-2-醛基苯甲酸按质量比1:10:1.15，氩气保护下，置于冰浴中，80rpm搅拌10min后，加入预处理纤维质量5倍的伊顿试剂，继续搅拌30min后，室温下继续搅拌36min，再置于52℃的油浴中，反应11.5h，过滤，用无水乙醇洗涤7次，得二苯甲酮纤维；
50.(6)冰水浴中，将二苯甲酮纤维、甲苯、(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺按质量比1:9.5:0.9混合，80rpm搅拌3h后，加入二苯甲酮纤维质量0.4倍的氢氧化钠、二苯甲酮纤维质量1.1倍的去离子水，升温至72℃，反应13h后，抽滤，用无水乙醇洗涤7次得光稳定纤维；
51.(7)将光稳定纤维、二茂铁胺、n,n-二甲基甲酰胺按质量比1:0.7:8.5混合，氮气保护下，加热至84℃，100rpm搅拌5h后，静置24h，过滤，用无水乙醇洗涤7次，80℃干燥24h得改性纤维；
52.(8)将改性纤维、冰醋酸、玻璃粉、去离子水按质量比1:1.3:2:9混合，置于60℃水浴锅中，保温8h后，140rpm搅拌37min后，1500rpm下打浆15min，再于成网机铺设展开，96℃下辊压成型得初料；将初料、对苯二甲酰氯、氯仿、氯化铝、硝基苯按质量比1:1.9:9.5:0.002:0.1混合，32℃反应23.5h后，取出，依次用去离子水、氯仿洗涤7次，80℃干燥24h得抗老化层；
53.(9)5℃下，将浓硫酸、亚硝酸钠按质量比10:1混合，反应32min后，升温至70℃，反应42min后，降温至55℃，加入亚硝酸钠质量2.8倍的抗老化层，反应31min后，加入去离子水至溶液ph为5.5，再加入亚硝酸钠质量5.5倍的质量分数为75％的硫酸、亚硝酸钠质量0.001倍的铂，加热至173℃，反应36min，取出，得预处理水抗老化层；
54.(10)将预处理水抗老化层、六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:0.45:27混合，25khz、60℃反应52min，取出，120℃反应2h得含锌抗老化层；将六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:33.13，加入氢氧化钾至溶液ph为6，得镀液；将含锌抗老化层置于镀液中，70℃、-1.3v下电沉积13min后，取出，用去离子水洗涤7次，得纳米线塑料；
55.(11)将三乙酸纤维素、1,4-二氧六环按质量比1:40混合，置于70℃油浴锅，120rpm搅拌4h后，加入三乙酸纤维素质量24倍的异丙醇，继续搅拌37min，得纤维素水凝胶；将纤维素水凝胶、二水合醋酸锌、乙二醇按质量比1:1.05:10混合，旋涂于纳米线塑料表面，厚度为0.2mm，166℃下反应39min后，升温至198℃，反应40min后，25khz下振荡24h，然后置于纳米线塑料质量4.5倍的溶解液中，-15℃冷冻，每12h取出，25khz下振荡9min，重复3次，取出，120℃干燥12h得透气地膜塑料。
56.实施例3
57.(1)将氧化石墨烯分散于氧化石墨烯质量1000倍的去离子水中，25khz超声7h，得氧化石墨烯分散液；向氧化石墨烯分散液加入氧化石墨烯分散液体积5倍的聚苯乙烯球分散液，聚苯乙烯球分散液中聚苯乙烯球和去离子水的质量比为1:1000，400rpm下搅拌5h后，3000rpm离心14min，过滤，取沉淀物，-25℃冷冻12h后，氩气气氛下，550℃处理7h，得石墨烯微球；
58.(2)将kh-792、无水乙醇按质量比1:12混合，25khz超声12min后，加入kh-792质量10倍的石墨烯微球、kh-792质量400倍的无水乙醇，48℃处理4h后，1500rpm离心16min，过滤，取沉淀物，依次用去离子水和无水乙醇清洗8次，100℃烘干7h，得预处理微球；
59.(3)将聚乳酸10000、预处理微球按质量比1:211混合，160℃、100rpm下搅拌44min得前驱体；将前驱体、聚乳酸10000、n,n-二甲基甲酰胺、二氯甲烷按质量比1:1:13.2混合，1000rpm搅拌16min，在纺丝电压16kv、纺丝温度30℃、纺丝湿度35％、接收距离12cm条件下纺丝，得复合纤维；
60.(4)将4-氨基邻苯二甲酸酯、复合纤维、甲苯按质量比2.2:1:9混合，氮气保护下，升温至62℃，保温反应3h后，加入复合纤维质量0.06倍的氢氧化钾，升温至84℃，保温反应6h后，冷却至60℃，加入复合纤维质量15倍的甲苯，再加入冰醋酸至反应液ph为6，加入复合纤维质量3.8倍的蒸馏水，100rpm搅拌32min后，静置48min，再加入复合纤维质量0.2倍的活性炭，继续搅拌36min，过滤，得预处理纤维；
61.(5)将预处理纤维、1,2-二氯乙烷、4-氯-2-醛基苯甲酸按质量比1:12:1.5，氩气保护下，置于冰浴中，80rpm搅拌12min后，加入预处理纤维质量5倍的伊顿试剂，继续搅拌
36min后，室温下继续搅拌40min，再置于52℃的油浴中，反应13h，过滤，用无水乙醇洗涤8次，得二苯甲酮纤维；
62.(6)冰水浴中，将二苯甲酮纤维、甲苯、(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺按质量比1:13:1.2混合，80rpm搅拌4h后，加入二苯甲酮纤维质量0.4倍的氢氧化钠、二苯甲酮纤维质量1.1倍的去离子水，升温至72℃，反应16h后，抽滤，用无水乙醇洗涤8次得光稳定纤维；
63.(7)将光稳定纤维、二茂铁胺、n,n-二甲基甲酰胺按质量比1:0.8:11混合，氮气保护下，加热至84℃，100rpm搅拌6h后，静置24h，过滤，用无水乙醇洗涤8次，80℃干燥24h得改性纤维；
64.(8)将改性纤维、冰醋酸、玻璃粉、去离子水按质量比1:1.3:2:9混合，置于60℃水浴锅中，保温9h后，140rpm搅拌44min后，1500rpm下打浆20min，再于成网机铺设展开，96℃下辊压成型得初料；将初料、对苯二甲酰氯、氯仿、氯化铝、硝基苯按质量比1:2.4:12:0.002:0.1混合，32℃反应25h后，取出，依次用去离子水、氯仿洗涤8次，80℃干燥24h得抗老化层；
65.(9)5℃下，将浓硫酸、亚硝酸钠按质量比10:1混合，反应36min后，升温至70℃，反应46min后，降温至55℃，加入亚硝酸钠质量3.1倍的抗老化层，反应38min后，加入去离子水至溶液ph为6，再加入亚硝酸钠质量6倍的质量分数为75％的硫酸、亚硝酸钠质量0.001倍的铂，加热至173℃，反应40min，取出，得预处理水抗老化层；
66.(10)将预处理水抗老化层、六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:0.6:34混合，25khz、60℃反应60min，取出，120℃反应3h得含锌抗老化层；将六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:33.13，加入氢氧化钾至溶液ph为6，得镀液；将含锌抗老化层置于镀液中，70℃、-1.3v下电沉积16min后，取出，用去离子水洗涤8次，得纳米线塑料；
67.(11)将三乙酸纤维素、1,4-二氧六环按质量比1:50混合，置于70℃油浴锅，120rpm搅拌5h后，加入三乙酸纤维素质量33倍的异丙醇，继续搅拌44min，得纤维素水凝胶；将纤维素水凝胶、二水合醋酸锌、乙二醇按质量比1:1.05:10混合，旋涂于纳米线塑料表面，厚度为0.3mm，166℃下反应48min后，升温至198℃，反应47min后，25khz下振荡26h，然后置于纳米线塑料质量6倍的溶解液中，-15℃冷冻，每12h取出，25khz下振荡10min，重复4次，取出，120℃干燥12h得透气地膜塑料。
68.对比例1
69.对比例1与实施例2的区别在于无步骤(1)～(3)，步骤(4)改为：将4-氨基邻苯二甲酸酯、聚乳酸纤维、甲苯按质量比2:1:7混合，氮气保护下，升温至62℃，保温反应2h后，加入聚乳酸纤维质量0.06倍的氢氧化钾，升温至84℃，保温反应5h后，冷却至60℃，加入聚乳酸纤维质量12倍的甲苯，再加入冰醋酸至反应液ph为5.5，加入聚乳酸纤维质量3.8倍的蒸馏水，100rpm搅拌26min后，静置41min，再加入聚乳酸纤维质量0.2倍的活性炭，继续搅拌32min，过滤，得预处理纤维。其余步骤同实施例2。
70.对比例2
71.对比例2与实施例2的区别在于无步骤(5)，步骤(6)改为：冰水浴中，将预处理纤维、甲苯、(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺按质量比1:9.5:0.9混合，80rpm搅拌3h后，加入预处理纤维质量0.4倍的氢氧化钠、预处理纤维质量1.1倍的去离子水，升温至72℃，反应13h后，抽滤，用无水乙醇洗涤7次得光稳定纤维。其余步骤同实施例2。
72.对比例3
73.对比例3与实施例2的区别在于无步骤(6)，步骤(7)改为：将二苯甲酮纤维、二茂铁胺、n,n-二甲基甲酰胺按质量比1:0.7:8.5混合，氮气保护下，加热至84℃，100rpm搅拌5h后，静置24h，过滤，用无水乙醇洗涤7次，80℃干燥24h得改性纤维。其余步骤同实施例2。
74.对比例4
75.对比例4与实施例2的区别在于无步骤(7)，步骤(8)改为：将光稳定纤维、冰醋酸、玻璃粉、去离子水按质量比1:1.3:2:9混合，置于60℃水浴锅中，保温8h后，140rpm搅拌37min后，1500rpm下打浆15min，再于成网机铺设展开，96℃下辊压成型，80℃干燥24h得抗老化层。其余步骤同实施例2。
76.对比例5
77.对比例5与实施例2的区别在于无步骤(9)，步骤(10)改为：将六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:33.13，加入氢氧化钾至溶液ph为6，得镀液；将抗老化层置于镀液中，70℃、-1.3v下电沉积13min后，取出，用去离子水洗涤7次，得纳米线塑料。其余步骤同实施例2。
78.对比例6
79.对比例6与实施例2的区别在于步骤(10)的不同，将步骤(10)改为：将预处理水抗老化层、六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:0.45:27混合，25khz、60℃反应52min，取出，120℃反应2h得纳米线塑料。其余步骤同实施例2。
80.对比例7
81.对比例7与实施例2的区别在于无步骤(11)，其余步骤同实施例2。
82.效果例
83.下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至7的透气地膜塑料的性能分析结果。
84.表1
85.[0086][0087]
从实施例与对比例的应变保留率实验数据比较可发现，本发明利用氨基化石墨烯微球键合在聚乳酸纤维分子上，形成珠串结构纤维，增加地膜塑料表面的微纳结构；接着利用4-氨基邻苯二甲酸酯、4-氯-2-醛基苯甲酸、(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺、二茂铁胺接枝于纤维中，能够长期稳定地保护聚乳酸纤维，增益地膜塑料的抗老化性，同时纤维间聚合，形成多孔保护膜，减少氧气的向下扩散，同时阻挡聚乳酸水解过程中水分子的扩散与低分子量水解产物溶出，减缓地膜塑料的老化反应进程；从实施例与对比例的温度变化实验数比较可发现，本发明通过多次沉积处理，在抗老化层表面接种锌晶种，并依靠锌晶种层的导电性，电沉积生长氧化锌纳米线，相互搭接形成导热网络，以此为支撑结构，形成气凝胶保温层，当抗老化层吸收太阳光后，石墨烯将光能转化为热能，依靠导热网络传递热量，并将热量储藏其中。
[0088]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种透气地膜塑料，其特征在于，所述透气地膜塑料包括保温层、抗老化层。2.根据权利要求1所述的一种透气地膜塑料，其特征在于，所述抗老化层由复合纤维、4-氨基邻苯二甲酸酯、4-氯-2-醛基苯甲酸、(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺、二茂铁胺、对苯二甲酰氯制得。3.根据权利要求2所述的一种透气地膜塑料，其特征在于，所述复合纤维由以下方法制得，利用kh-792对石墨烯微球进行预处理，得预处理微球，然后与聚乳酸10000混合纺丝。4.根据权利要求3所述的一种透气地膜塑料，其特征在于，所述保温层由以下方法制得，将硫酸、亚硝酸钠、抗老化层混合反应后，调节ph，再加入硫酸、铂，加热反应，得预处理水抗老化层；将预处理水抗老化层、六水合硝酸锌、去离子水，超声反应得含锌抗老化层，再向含锌抗老化层电镀，得纳米线塑料；将纤维素水凝胶、二水合醋酸锌、乙二醇混合旋涂于纳米线塑料表面，反应一段时间后，升温继续反应，再超声振荡，置于溶解液中，进行冷冻处理。5.一种透气地膜塑料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：(1)将4-氨基邻苯二甲酸酯、复合纤维、甲苯按质量比1.8:1:5～2.2:1:9混合，氮气保护下，升温至62℃，保温反应1～3h后，加入复合纤维质量0.06倍的氢氧化钾，升温至84℃，保温反应4～6h后，冷却至60℃，加入复合纤维质量9～15倍的甲苯，再加入冰醋酸至反应液ph为5～6，加入复合纤维质量3.8倍的蒸馏水，100rpm搅拌20～32min后，静置34～48min，再加入复合纤维质量0.2倍的活性炭，继续搅拌28～36min，过滤，得预处理纤维；(2)将预处理纤维、1,2-二氯乙烷、4-氯-2-醛基苯甲酸按质量比1:8:0.8～1:12:1.5，氩气保护下，置于冰浴中，80rpm搅拌8～12min后，加入预处理纤维质量5倍的伊顿试剂，继续搅拌24～36min后，室温下继续搅拌32～40min，再置于52℃的油浴中，反应10～13h，过滤，用无水乙醇洗涤6～8次，得二苯甲酮纤维；(3)冰水浴中，将二苯甲酮纤维、甲苯、(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺按质量比1:6:0.6～1:13:1.2混合，80rpm搅拌2～4h后，加入二苯甲酮纤维质量0.4倍的氢氧化钠、二苯甲酮纤维质量1.1倍的去离子水，升温至72℃，反应10～16h后，抽滤，用无水乙醇洗涤6～8次得光稳定纤维；(4)将光稳定纤维、二茂铁胺、n,n-二甲基甲酰胺按质量比1:0.6:6～1:0.8:11混合，氮气保护下，加热至84℃，100rpm搅拌4～6h后，静置24h，过滤，用无水乙醇洗涤6～8次，80℃干燥24h得改性纤维；(5)将改性纤维、冰醋酸、玻璃粉、去离子水按质量比1:1.3:2:9混合，置于60℃水浴锅中，保温7～9h后，140rpm搅拌30～44min后，1500rpm下打浆10～20min，再于成网机铺设展开，96℃下辊压成型得初料；将初料、对苯二甲酰氯、氯仿、氯化铝、硝基苯按质量比1:1.4:7:0.002:0.1～1:2.4:12:0.002:0.1混合，32℃反应22～25h后，取出，依次用去离子水、氯仿洗涤6～8次，80℃干燥24h得抗老化层；(6)将预处理水抗老化层、六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:0.3:20～1:0.6:34混合，25khz、60℃反应44～60min，取出，120℃反应1～3h得含锌抗老化层；将含锌抗老化层置于镀液中，70℃、-1.3v下电沉积10～16min后，取出，用去离子水洗涤6～8次，得纳米线塑料；(7)将纤维素水凝胶、二水合醋酸锌、乙二醇按质量比1:1.05:10混合，旋涂于纳米线塑
料表面，厚度为0.1～0.3mm，166℃下反应30～48min后，升温至198℃，反应33～47min后，25khz下振荡22～26h，然后置于纳米线塑料质量3～6倍的溶解液中，-15℃冷冻，每12h取出，25khz下振荡8～10min，重复2～4次，取出，120℃干燥12h得透气地膜塑料。6.根据权利要求5所述的一种透气地膜塑料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述复合纤维的制备方法为：a、将kh-792、无水乙醇按质量比1:9～1:12混合，25khz超声8～12min后，加入kh-792质量5～10倍的石墨烯微球、kh-792质量310～400倍的无水乙醇，48℃处理2～4h后，1500rpm离心12～16min，过滤，取沉淀物，依次用去离子水和无水乙醇清洗6～8次，100℃烘干5～7h，得预处理微球；b、将聚乳酸10000、预处理微球按质量比1:165～1:211混合，160℃、100rpm下搅拌35～44min得前驱体；将前驱体、聚乳酸10000、n,n-二甲基甲酰胺、二氯甲烷按质量比1:1:5.6～1:1:13.2混合，1000rpm搅拌10～16min，在纺丝电压16kv、纺丝温度30℃、纺丝湿度35％、接收距离12cm条件下纺丝。7.根据权利要求6所述的一种透气地膜塑料的制备方法，其特征在于，步骤a所述石墨烯微球的制备方法为：将氧化石墨烯分散于氧化石墨烯质量1000倍的去离子水中，25khz超声5～7h，得氧化石墨烯分散液；向氧化石墨烯分散液加入氧化石墨烯分散液体积5倍的聚苯乙烯球分散液，聚苯乙烯球分散液中聚苯乙烯球和去离子水的质量比为1:1000，400rpm下搅拌3～5h后，3000rpm离心8～14min，过滤，取沉淀物，-25℃冷冻10～12h后，氩气气氛下，550℃处理5.5～7h。8.根据权利要求5所述的一种透气地膜塑料的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述预处理水抗老化层的制备方法为：5℃下，将浓硫酸、亚硝酸钠按质量比10:1混合，反应28～36min后，升温至70℃，反应38～46min后，降温至55℃，加入亚硝酸钠质量2.5～3.1倍的抗老化层，反应24～38min后，加入去离子水至溶液ph为5～6，再加入亚硝酸钠质量5～6倍的质量分数为75％的硫酸、亚硝酸钠质量0.001倍的铂，加热至173℃，反应32～40min，取出，得预处理水抗老化层。9.根据权利要求5所述的一种透气地膜塑料的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述镀液的制备方法为：将六水合硝酸锌、去离子水按质量比1:33.13，加入氢氧化钾至溶液ph为6。10.根据权利要求5所述的一种透气地膜塑料的制备方法，其特征在于，步骤(7)所述纤维素水凝胶的制备方法为：将三乙酸纤维素、1,4-二氧六环按质量比1:30～1:50混合，置于70℃油浴锅，120rpm搅拌3～5h后，加入三乙酸纤维素质量15～33倍的异丙醇，继续搅拌30～44min。

技术总结
本发明公开了一种透气地膜塑料及其制备方法，涉及农用地膜技术领域。本发明先利用氨基化石墨烯微球与聚乳酸纤维混纺，形成珠串结构纤维，增加地膜塑料表面的微纳结构；接着利用4-氨基邻苯二甲酸酯、4-氯-2-醛基苯甲酸、(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-甲胺、二茂铁胺接枝于纤维中，提高地膜塑料的抗老化性，同时纤维间聚合，在表面形成多孔保护膜，减缓地膜塑料的老化反应进程；然后通过多次沉积处理，在抗老化层表面接种锌晶种，并依靠晶种层的导电性，电沉积生长氧化锌纳米线，相互搭接形成导热网络，以此为支撑结构，形成气凝胶保温层。本发明制备的透气地膜塑料具有保温、抗老化的效果。效果。


技术研发人员：魏金恩
受保护的技术使用者：魏金恩
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/9/25