一种复合型全降解材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合型全降解材料及其制备方法，复合型全降解材料采用双层膜结构，包括第一层膜和第二层膜，且第一层膜的降解时间大于第二层膜的降解时间；其中，第一层膜的原料组分包括：降解剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯；第二层膜的原料组分包括：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚乳酸。本发明专利技术提供的复合型全降解材料采用双层结构，各层由不同降解特性的材料制成且各层的降解速率不同，最终使制备得到的地膜在实际使用过程中，各部分能够同时达到降解终点，从而显著改善了降解地膜的实用性，降低了残膜对下季作物的影响并节省了人力成本，促进了农业方面生产力的发展。

Composite type full degradable material and preparation method thereof

The invention relates to a composite type of biodegradable material and its preparation method, composite material degradation by double membrane structure, comprising a first layer and second layer film, degradation time and degradation time of first film more than second layers; the first layer consists of raw materials including: agent, degradation heat stabilizer, antioxidant, light stabilizer, low density polyethylene and linear low density polyethylene; second layer membrane material comprises the following components: Poly butylene adipate / two ester and poly lactic acid. The invention provides a composite full biodegradable material adopts a double-layer structure, each layer made of different material degradation characteristics and the degradation rate of each layer is different, the prepared film in the actual use of the process, each part can simultaneously meet the end point can improve the degradation and practicability of degradable plastic film, reduce the impact plastic film on the next season's crop and save manpower cost, promote the development of productivity in agriculture.

【技术实现步骤摘要】
一种复合型全降解材料及其制备方法
本专利技术涉及地膜
，具体涉及一种复合型全降解材料及其制备方法。
技术介绍
地膜覆盖技术的应用极大地促进了农业产量和效益的提高，在带动农业生产方式转变和促进农业生产力飞跃方面功不可没。但是随着地膜覆盖面积的增加，传统地膜既不能降解，又难以回收，残膜污染问题日趋严重。为减少和消除白色污染，人们开发了各种降解地膜。但目前市售的地膜中，以单层地膜为主，且地膜不同部位的降解速度不一，总是部分地膜已经达到了降解终点，地膜变脆；而另一些部分的地膜基本无变化，未发生任何降解；从而导致农田中残留有大量的地膜碎片，这些地膜碎片不易被土壤微生物降解，且长期存留于农田造成土壤结构破坏、耕地质量下降等严重的负面影响；此外，大量残膜的存在造成农事操作受阻，从而给下一季农作物耕作带来不利的影响，严重阻碍了农业方面生产力的发展。近年来，虽然人们已经对可降解地膜进行了广泛研究，但上述问题仍未得到有效解决。基于此，研究开发一种新型的可降解地膜尤为重要，其将显著减小农业耕种的生产成本，进而促进农业生产力的发展。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术旨在提供一种复合型全降解材料及其制备方法。本专利技术提供的复合型全降解材料，采用双层结构，各层由不同降解特性的材料制成且各层的降解速率不同，最终使制备得到的地膜在实际使用过程中，各部分能够同时达到降解终点，从而消除了传统市售地膜在应用过程中各部分降解速率不同的缺陷，进而显著改善了降解地膜的实用性。此外，本专利技术提供的地膜能够大大减少残膜对机械的缠绕，从而降低了残膜对下季作物的影响并节省了人力成本，进而显著促进了农业方面生产力的发展。为此，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种全降解材料，全降解材料采用双层膜结构，包括第一层膜和第二层膜，且第一层膜的降解时间大于第二层膜的降解时间；其中，第一层膜的原料组分按重量份计，包括：降解剂0.01-0.10重量份、热稳定剂0.10-0.40重量份、光稳定剂0.10-0.30重量份、抗氧剂0.05-0.20重量份、低密度聚乙烯5-10重量份和线性低密度聚乙烯89-94.64重量份；第二层膜的原料组分按重量份计，包括：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯30-70重量份和聚乳酸10-20重量份。具体地，本专利技术提供的全降解材料为双层膜复合型全降解材料，其在用作地膜时，实际使用过程中，第一层膜为地膜表层膜，即与空气接触的层，第二层膜为地膜底层膜，即与土壤接触的层。第一层膜的降解时间大于第二层膜的降解时间，是指在降解性能测试中，如光氧化降解实验、热氧化降解实验或其他降解实验中，达到同样降解情况时，第一层膜的降解时间大于第二层膜的降解时间。高密度聚乙烯又称低压聚乙烯，白色粉末颗粒状产品，无毒、无味，是在15-30个大气压下，通过有机化合物催化进行Ziegler-Natta聚合而成，密度约为0.940-0.976g/cm3，结晶度为80％-90％，软化点为125-135℃。低密度聚乙烯俗称高压聚乙烯，即在100-300MPa的高压下，过氧化物催化自由基聚合生成，其密度约为0.910-0.925g/cm3，熔点约为130℃-145℃，具有密度低及材质软等优点。线型低密度聚乙烯是指乙烯与少量高级-烯烃在催化剂存在下聚合而成之共聚物，密度约为0.918-0.935g/cm3，具有较高的软化温度和熔融温度，且具有强度大、韧性好、延展能力高等优点。聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，结晶温度在110℃附近，熔点在130℃左右，密度在1.18g/ml-1.3g/ml之间。在本专利技术的进一步实施方式中，第二层膜的原料组分还包括：相容剂2-4重量份、降解剂0.05-0.20重量份、低密度聚乙烯5-10重量份和线性低密度聚乙烯19.8-64.95重量份。在本专利技术的进一步实施方式中，降解剂包括二氧化钛、氧化铁、氧化锰、正辛基二茂铁、辛酰基二茂铁、硬脂酸铁、硬脂酸锰、硬脂酸钴、硬脂酸铜、硬脂酸铈、硬脂酸镧、硬脂酸镨、二甲基二硫代氨基甲酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸铈中的一种或几种；热稳定剂包括硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸锶、硬脂酸镁、月桂酸钡、月桂酸钙、月桂酸锌和月桂酸镁中的一种或多种；光稳定剂包括水杨酸苯酯、4，4-亚异丙基双(苯酚水杨酸酯)、水杨酸对叔丁基苯酯、间苯二酚单苯甲酸酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或多种；抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、4-羟甲基-2，6-二叔丁基苯酚、叔丁基羟基茴香醚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和2，2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)中的一种或多种；相容剂为三乙酸甘油酯。在本专利技术的进一步实施方式中，低密度聚乙烯的熔融指数为0.5-5.0g/10min，线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.5-2.5g/10min，聚乳酸的熔融指数为15-30g/10min；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的数均分子量为8000-30000。聚乳酸熔融指数(即熔体体积速率)为15-30g/10min(根据ISO1133，190℃和2.16kg时的MVR)，玻璃化转变温度(Tg)为55℃-60℃。在本专利技术的进一步实施方式中，低密度聚乙烯为LD662、2012TN26、2426H、2436H和LD600中的一种或多种；线性低密度聚乙烯为7042、7042T、9020、7042N、7042K、218W、222、0218D、9042和FV149M中的一种或多种；聚乳酸选用6201D、4032D和3251D中的一种或多种。在本专利技术的进一步实施方式中，第一层膜的厚度为2-4μm，第二层膜的厚度为3-8μm。第二方面，本专利技术提供一种复合型全降解材料的制备方法，包括以下步骤：S101：将第一层膜的各原料组分混合均匀后造粒，得到第一层膜降解塑料颗粒；S102：将第二层膜的各原料组分混合均匀后造粒，得到第二层膜降解塑料颗粒；S103：将所述第一层膜降解塑料颗粒和所述第二层膜降解塑料颗粒进行共挤吹塑。需要说明的是，步骤S101和步骤S102无顺序限制，即既可以先进行S101，再进行S102；也可以先进行S102，再进行S101；或者S101和S102同时进行。在本专利技术的进一步实施方式中，S101和S102中，造粒均在双螺杆造粒机中进行，且双螺杆造粒机的条件具体为：温度为175℃-185℃，螺杆转速为130rpm-180rpm，螺杆长径比L/D为30-50；S103中，共挤吹塑在双层共挤吹膜机中进行，且双层共挤吹膜机的条件具体为：温度为158℃-163℃，吹胀比为3.2-3.5，牵引速度为9m/min-11m/min。在本专利技术的进一步实施方式中，S101和S102中，混合均采用球磨的方式，且球磨的条件具体为：转速为350-500rpm，时间为200min-300min。第三方面，本专利技术提供的复合型全降解材料在制备薄膜产品或薄膜产品添加剂中的应用，且尤其是在制备地膜、透明膜和包装材料产品或产品添加剂中的应用。本专利技术提供的上述技术方案具有以下优点：(1)申请人经过大量实验发现：本专利技术提供的复合型全降解材料，采用双层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全降解材料，其特征在于，所述全降解材料采用双层膜结构，包括第一层膜和第二层膜，且所述第一层膜的降解时间大于所述第二层膜的降解时间；其中，所述第一层膜的原料组分按重量份计，包括：降解剂0.01‑0.10重量份、热稳定剂0.10‑0.40重量份、光稳定剂0.10‑0.30重量份、抗氧剂0.05‑0.20重量份、低密度聚乙烯5‑10重量份和线性低密度聚乙烯89‑94.64重量份；所述第二层膜的原料组分按重量份计，包括：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯30‑70重量份和聚乳酸10‑20重量份。

【技术特征摘要】
1.一种全降解材料，其特征在于，所述全降解材料采用双层膜结构，包括第一层膜和第二层膜，且所述第一层膜的降解时间大于所述第二层膜的降解时间；其中，所述第一层膜的原料组分按重量份计，包括：降解剂0.01-0.10重量份、热稳定剂0.10-0.40重量份、光稳定剂0.10-0.30重量份、抗氧剂0.05-0.20重量份、低密度聚乙烯5-10重量份和线性低密度聚乙烯89-94.64重量份；所述第二层膜的原料组分按重量份计，包括：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯30-70重量份和聚乳酸10-20重量份。2.根据权利要求1所述的全降解材料，其特征在于：所述第二层膜的原料组分还包括：相容剂2-4重量份、降解剂0.05-0.20重量份、低密度聚乙烯5-10重量份和线性低密度聚乙烯19.8-64.95重量份。3.根据权利要求2所述的全降解材料，其特征在于：所述降解剂包括二氧化钛、氧化铁、氧化锰、正辛基二茂铁、辛酰基二茂铁、硬脂酸铁、硬脂酸锰、硬脂酸钴、硬脂酸铜、硬脂酸铈、硬脂酸镧、硬脂酸镨、二甲基二硫代氨基甲酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸铈中的一种或几种；所述热稳定剂包括硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸锶、硬脂酸镁、月桂酸钡、月桂酸钙、月桂酸锌和月桂酸镁中的一种或多种；所述光稳定剂包括水杨酸苯酯、4，4-亚异丙基双(苯酚水杨酸酯)、水杨酸对叔丁基苯酯、间苯二酚单苯甲酸酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或多种；所述抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、4-羟甲基-2，6-二叔丁基苯酚、叔丁基羟基茴香醚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和2，2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)中的一种或多种；所述相容剂为三乙酸甘油酯。4.根据权利要求2所述的全降解材料，其特征在于：所述低密度聚乙烯的熔融指数为0.5-5.0g/10min，所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦文生，陆海荣，秦体文，
申请(专利权)人：兰州鑫银环橡塑制品有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62