一种高阻隔的全生物降解地膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及生物降解地膜技术领域，具体涉及一种高阻隔的全生物降解地膜及其制备方法。地膜由以下重量份组分组成：PPC 15‑40份、PBAT 25‑65份、PHBH 10‑47份、增塑剂3‑10份、无机填料3‑8份、交联剂0.2‑1份、光稳定剂0.1‑1.2份、抗氧剂0.1‑1.2份、润滑剂 0.3‑2份、偶联剂 0.015‑0.08份，偶联剂的重量为无机填料的0.5‑1%。制备过程如下：填料表面处理、材料干燥、混合、熔融挤出造粒、吹胀成型。地膜中PHBH、PPC及PBAT复合共混，各组分优势互补，阻隔性好，在机械力学性能、使用效果及保温保湿性能达到通用地膜的要求，1年内可分解完全，制备工艺简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物降解地膜
，具体涉及一种高阻隔的全生物降解地膜及其制备方法。
技术介绍
50年代初，日本最早推广地膜覆盖栽培技术，我国自1978年从日本引进该地膜覆盖栽培技术，大幅度提高了农作物的产量，特别是近年来，膜下滴灌技术的成功推广和应用，更进一步促进了地膜覆盖技术的飞跃发展。由于地膜具有保温保湿功能，增产增收的同时却也带来了泛滥成灾的白色污染。农用地膜废弃后一般采用捡拾焚烧或翻到地里覆盖的处理方式，无法降解的薄膜随着年月的增长堆积远远超出了土壤的承受能力。全生物降解农用地膜具有良好的生物降解性、有具有植物所需要的保温保湿保墒的性能，可以替代传统的PE地膜。在现有技术中，中国专利CN 101654528A公开了玉米淀粉、PE、助剂、硬脂酸、乙烯丙烯酸共聚物、促进剂制备而成的一种农膜用生物降解材料及其生产工艺，但以PE为基材的地膜并不是真正的全降解材料；中国专利CN 104559087A 公开了一种可控生物降解地膜，所涉及的原料有PLA、PBAT、反应性助剂、抗氧剂、紫外吸收剂和光稳定剂，PLA的耐水性将为农作的生长周期埋下隐患。目前，全生物降解农用地膜在同等情况下性能会比PE膜低，其中以撕裂强度和阻隔性能表现最明显；而一味的提高使用性能而以牺牲成本为代价，如增加厚度、使用价格较高的原料、采用更为复杂的加工工艺，从而造成全生物降解地膜难以大规模的推广和应用。因此，如何提高全生物降解地膜的阻隔性能和撕裂强度、降低成本是解决全生物降解农用地膜的推广使用难题的关键点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种具有高阻隔耐撕裂的全生物降解农用地膜，以改善现有技术中全生物降解地膜阻隔性差、撕裂强度低的缺点，在赋予地膜其高阻隔性及生物降解可控性的同时，兼具良好的力学机械性能。本专利技术的另一目的是提供一种具有高阻隔耐撕裂的全生物降解农用地膜的其制备方法，制备工艺简单，生产的产品质量稳定，生产成本低，适宜工业化大生产。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种高阻隔的全生物降解地膜，由以下重量份的组分组成：PPC 15-40份PBAT 25-65份PHBH 10-47份增塑剂 3-10份无机填料 3-8份交联剂 0.2-1份光稳定剂 0.1-1.2份抗氧剂 0.1-1.2份润滑剂 0.3-2份偶联剂 0.015-0.08份，其中，偶联剂的重量为无机填料的0.5-1%。优选地，一种高阻隔的全生物降解地膜，由以下重量份的组分组成：PPC 20-30份PBAT 35-45份PHBH 35-45份增塑剂 4-5份无机填料 4-5份交联剂 0.6-0.8份光稳定剂 0.4-1份抗氧剂 0.2-1份润滑剂 1 -2份偶联剂 0.02-0.05份，其中，偶联剂的重量为无机填料的0.5-1%。优选地，所述PHBH为3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯，PHBH的数均分子量为40 -90万，3-羟基丁酸和3-羟基己酸的比例为89/11-94/6。3-羟基己酸可以提供良好的延展性，通过分析得出，该范围内的3-羟基丁酸和3-羟基己酸的比例可赋予全生物降解地膜与其用途相匹配的延展性和刚性；高分子量的PHBH除了有优异的生物降解性能外，其软硬度适中，使全生物降解薄膜优越的综合性能。优选地，所述PPC的粘均分子量为7-18万。PPC为聚碳酸亚丙酯，又称为聚甲基乙撑碳酸酯，它是以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的一种完全可降解的环保型塑料，具有优异的气体阻隔性能、生物相容性，但其由于PPC的分子间作用力比较弱，致使其热性能和力学性能较差，在加工过程中容易分解；为了更充分地发挥PPC的优异阻隔性能而防止其在加工过程中分解，本专利技术对PPC进行封端，MDI封端后PPC的粘均分子量为7-18万，使大分子间的缠结增加，提高了热性能和机械性能。PBAT属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能。优选地，所述PBAT的粘均分子量为5.5-20万。优选地，所述增塑剂为聚乙二醇、乙酰柠檬酸三正丁酯（ATBC）、ZS-T300、柠檬酸三乙酯(TEC)中的至少一种。增塑剂和交联剂相配合，可提高PHBH、PPC以及PBAT的相容性，增加界面强度。优选地，所述无机填料为滑石粉、二氧化硅、碳酸钙中的至少一种，无机填料的粒径≥2000目。滑石粉主要成分是含水的硅酸镁，滑石粉添加于全生物降解地膜中，可增加产品形状的稳定，增加张力强度，剪切强度，挠曲强度，压力强度，降低变形，具有白度高、粒度均匀分散性强等特点。二氧化硅的化学性质比较稳定，不跟水反应，为酸性氧化物，不跟一般酸反应，可增加降解地膜的耐磨性和耐候性。碳酸钙与PHBH、PPC以及PBAT亲合性好，可有效增加或调节材料刚性、韧性以及弯曲强度等，并可改善塑料加工体系的流变性能，降低塑化温度，提高制品尺寸稳定，耐热性及表面光洁性，碳酸钙还可提高PBAT的降解速率。本专利技术使用尺寸小的无机填料是可增加比表面积及表面吸附能力，提高分散效果。本专利技术在降解地膜中添加少量的无机填料，可以部分降低生产成本并增加地膜的摩擦，而使粘膜开口变得容易，且不会增加环境的负担。优选地，所述交联剂为ADR-4300、ADR-4380、ADR-4370、ADR-4385中的至少一种。交联剂分子上有可与PHBH、PPC以及PBAT的羟基、羧基等反应的活性环氧基基团，在加工过程中可重新偶合降解分子链，提高重均分子量，增强全生物降解地膜的机械性能，由于PHBH、PPC以及PBAT三者均是部分相容体系，因此在加工过程中添加交联剂和增塑剂相配合，以增加界面强度。优选地，所述光稳定剂为UV531、UV234、UV326、UV-P、UV371、SORB2020、UV5050中一种或两种的组合。光稳定剂的分子量为300-4000g/mol。光稳定剂可吸收紫外光，对降解地膜有很大的保护作用，有助于减少色泽，同时延缓泛黄和阻滞物理性能损失。优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂126和抗氧剂DLTP中的一种或两种的组合。抗氧剂1010是一种高分子量的受阻酚抗氧剂，挥发性很低，而且不易迁移，耐萃取，具有卓越的抗氧化性能，抗氧剂1010与抗氧剂DLTP、抗氧剂168并用有协同效应，添加少量即可达到良好的抗氧化性。上述抗氧化剂可赋予全生物降解地膜适中的老化性能，可与PHBH、PPC以及PBAT聚合材料具有良好的相容性。优选地，所述润滑剂包括乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸锌中一种或两种。添加润滑剂的作用在生产或吹胀成型过程中起到内外润滑的效果，减少物料与机器之间及物料与物料之间的摩擦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高阻隔的全生物降解地膜，其特征在于：由以下重量份的组分组成： PPC       15‑40份 PBAT      25‑65份PHBH       10‑47份增塑剂     3‑10份无机填料   3‑8份交联剂     0.2‑1份光稳定剂   0.1‑1.2份抗氧剂     0.1‑1.2份润滑剂     0.3‑2份偶联剂     0.015‑0.08份，其中，偶联剂的重量为无机填料的0.5‑1%。

【技术特征摘要】
1.一种高阻隔的全生物降解地膜，其特征在于：由以下重量份的组分组成： PPC 15-40份 PBAT 25-65份PHBH 10-47份增塑剂 3-10份无机填料 3-8份交联剂 0.2-1份光稳定剂 0.1-1.2份抗氧剂 0.1-1.2份润滑剂 0.3-2份偶联剂 0.015-0.08份，其中，偶联剂的重量为无机填料的0.5-1%。2.根据权利要求1所述的一种高阻隔的全生物降解地膜，其特征在于：由以下重量份的组分组成：PPC 20-30份PBAT 35-45份PHBH 35-45份增塑剂 4-5份无机填料 4-5份交联剂 0.6-0.8份光稳定剂 0.4-1份抗氧剂 0.2-1份润滑剂 1 -2份偶联剂 0.02-0.05份，其中，偶联剂的重量为无机填料的0.5-1%。3.根据权利要求1所述的一种高阻隔的全生物降解地膜，其特征在于：所述PHBH的数均分子量为40 -90万。4.根据权利要求1所述的一种高阻隔的全生物降解地膜，其特征在于：所述PHBH中3-羟基丁酸和3-羟基己酸的比例为89/11-94/6。5.根据权利要求1所述的一种高阻隔的全生物降解地膜，其特征在于：所述PPC的粘均分子量为7-18万。6.根据权利要求1所述的一种高阻隔的全生物降解地膜，其特征在于：所述增塑剂为聚乙二...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴丽珍，杨宏，李积迁，郭建，李建平，
申请(专利权)人：深圳市虹彩新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44