一种可生物降解阻隔地膜制造技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解阻隔地膜，地膜由第一熔体和第二熔体按照多层共挤、多层共吹或多层流延、双向拉伸的方式制备而成，第二熔体形成阻隔层薄膜，作为中间层；第一熔体的制备过程如下：将第一树脂、第二树脂、复配型稳定剂、开口剂、界面相容剂在螺杆挤出机中混合挤出；第二熔体的制备过程如下：将阻隔层树脂首先经螺杆挤出机原位挤出，直接与第一树脂、第二树脂、化学稳定剂、界面相容剂、复合无机盐缓冲剂在螺杆中混合挤出。本发明专利技术所提供的可生物降解阻隔地膜，具有高的气体及水蒸气阻隔性，提高了地膜的保水性；另外，通过加工过程树脂原位反应，平衡其耐候性及生物降解性，实现地膜可控降解，与传统地膜相比具有明显优势。

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解阻隔地膜
本专利技术涉及农用薄膜
，尤其涉及一种可生物降解阻隔地膜。
技术介绍
据报导，我国已成为农用塑料薄膜覆盖面积最大和覆盖农作物种类做多的国家。虽然覆盖塑料薄膜给农民增加了收入，但其带来的危害也是显而易见的。传统的塑料地膜，多为以聚乙烯或聚氯乙烯为原料的高分子聚合物，其制品在自然条件下不易分解，在土壤中上百年也不能降解，经过多年的累积使用，土壤中地膜残留造成土壤板结，导致农作物产量下降及环境污染等问题。目前已经问世的生物降解材料主要包括聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸(PHAs)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚(丁二酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)(PBSA)、聚己内酯(PCL)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)等。由于芳香-脂肪族共聚酯因柔性的脂肪链和苯环分别赋予其优异的成膜性和机械性能，其在包装材料和膜领域具有最好的前景。近年来，人们对芳香-脂肪族共聚酯材料的关注度越来越高，但是能在市场上应用的产品则非常少，主要原因是价格过高，为普通塑料的2-3倍，另外对芳香-脂肪族共聚酯改性材料的研究不够完善，导致产品性能不稳定，得不到市场的认可。农用地膜的一个重要特性就是阻隔性，能够保持土壤水分和湿度不易散失。目前所开发出的生物降解地膜阻隔性往往较差，而工业上常用的阻隔性优异的材料如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龙(PA)、聚偏二氯乙烯(PDVC)、铝箔等却不能生物降解。CN102225648A公开了一种高阻隔聚酯薄膜及其制备方法，但所述薄膜均不可降解。CN102719104A报道了一种生物降解复合膜，由增塑剂(甘油和聚乙二醇)、增强剂(羧甲基纤维素钠)、交联剂(环氧氯丙烷)、蛋清蛋白和纳米二氧化硅通过交联反应成膜，生产方法困难，质量难以控制，而且聚乙二醇及其交联聚合物并非真正的生物降解材料。CN103073738A报道了一种聚乙烯醇/木聚糖生物降解复合膜，该复合膜通过水溶液流延、真空干燥制成，难以实现工业化。CN103640290A报道了一种高阻隔性完全生物降解复合膜，该复合膜为三层结构，由三种熔体流延而成，但其多层之间相互独立，相容性不好，不含阻隔填料且膜厚较厚，不适用于作为地膜。CN101815748A公开了一种可生物降解的双向拉伸复合薄膜，但其并非完全生物降解薄膜。CN1335807A、CN102453319A利用双向拉伸方法生产科生物降解薄膜，基材为聚乳酸，不适用于聚酯薄膜加工，且不具备高阻隔性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种可生物降解阻隔地膜，可以达到地膜保水的要求；另外，通过加工过程树脂原位反应，平衡其耐候性及生物降解性，实现地膜可控降解。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种可生物降解阻隔地膜，所述地膜为多层复合结构，由质量百分比为0.01-99.99％的第一熔体和质量百分百为0.01-99.99％的第二熔体按照多层共挤、多层共吹的方式制备而成，第二熔体形成阻隔层薄膜，作为中间层；其中，所述第一熔体的制备过程如下：将质量分数为40-98.8％的第一树脂、0-40％的第二树脂、0.1-5％的复配型稳定剂、1-10％的开口剂、0.1-5％的界面相容剂在螺杆挤出机中连续混合挤出；所述第二熔体的制备过程如下：将质量分数为15-74.3％的阻隔层树脂首先经螺杆挤出机原位挤出，直接与25-30％的第一树脂、0-40％的第二树脂、0.1-5％的化学稳定剂、0.1-5％的界面相容剂、0.5-5％的复合无机盐缓冲剂在螺杆挤出机中连续混合挤出。本专利技术还提供了另一种解决方案：一种可生物降解阻隔地膜，所述地膜为多层复合结构，由质量百分比为0.01-99.99％的第一熔体和质量百分百为0.01-99.99％的第二熔体按照多层流延、双向拉伸的方式制备而成，第二熔体形成阻隔层薄膜，作为中间层；其中，所述第一熔体的制备过程如下：将质量分数为40-98.8％的第一树脂、0-40％的第二树脂、0.1-5％的复配型稳定剂、1-10％的开口剂、0.1-5％的界面相容剂在螺杆挤出机中连续混合挤出流延；所述第二熔体的制备过程如下：将质量分数为15-74.3％的阻隔层树脂首先经螺杆挤出机原位挤出，直接与25-30％的第一树脂、0-40％的第二树脂、0.1-5％的化学稳定剂、0.1-5％的界面相容剂、0.5-5％的复合无机盐缓冲剂在螺杆挤出机中连续混合挤出流延；所述双向拉伸过程如下：将多层流延的熔体冷却成厚度为20-500μm的厚片，随后将厚片加热，纵向拉伸2.5-5.0倍，再将纵向拉伸的膜片预热，横向拉伸2.5-5倍，冷却收卷。进一步地，所述第一树脂通过以下方法制备得到：将摩尔比为10-200:0-10:5-95的脂肪族二元醇、脂肪族多元醇和二元酸在150℃-250℃下进行熔融缩聚，在熔融缩聚过程中加入催化剂，催化剂的与二元酸的摩尔比为1-10:1000；在熔融缩聚结束后，加入质量为熔融缩聚产物质量的0.1-5％的第一反应助剂，搅拌均匀后，通过螺杆挤出造粒机进行造粒，得到第一树脂；所述二元酸由脂肪族二元酸与芳香族二元酸混合而成，其中，脂肪族二元酸的质量占二元酸质量的30～70％。进一步地，所述脂肪族二元醇由C2-C20直链或者支链脂肪族二元醇中的一种或多种按照任意配比混合组成；所述脂肪族多元醇由甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种或者多种按照任意配比混合组成；所述脂肪族二元酸由C2-C10脂肪族二元酸中的一种或多种按照任意配比混合组成；所述芳香族二元酸由C8-C12芳香族二元酸中的一种或多种按照任意配比混合组成；所述催化剂优选为钛酸四丁酯；所述第一反应助剂由氮丙啶、环氧类、异氰酸酯类、钛酸酯类、恶唑啉类中的一种或多种按照任意配比混合组成。进一步地，所述第二树脂由聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)中的一种或多种按照任意配比混合组成。进一步地，所述复配型稳定剂为紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧剂的混合物，三者的质量百分比为0.01-10:0.01-10:0.01-10；其中，紫外光吸收剂由UV-P、UV-234、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-531、UV-1164、HostavinB-CAP、SanduvorVSU中的一种或多种按照任意配比混合组成；光稳定剂由Chimassorb944、Tinuvin292、Tinuvin622、Tinuvin770、Tinuvin783、SanduvorPR31、HostavinN30、GW-540中的一种或多种按照任意配比混合组成；抗氧剂由BTH、DSTP、DLTP、168、264、300、425、626、627、1010、1076中的一种或多种按照任意配比混合组成。进一步地，所述开口剂由40-3000目的芥酸酰胺、40-3000目的油酸酰胺、1000-8000目的滑石粉、1000-5000目的二氧化硅、40-5000目的硬脂酸钙中的一种或多种按照任意配比混合组成；所述界面相容剂由JoncrylADR4300、JoncrylADR4368、Joncr本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可生物降解阻隔地膜，其特征在于，所述地膜为多层复合结构，由质量百分比为0.01‑99.99％的第一熔体和质量百分百为0.01‑99.99％的第二熔体按照多层共挤、多层共吹的方式制备而成。第二熔体形成阻隔层薄膜，作为中间层。所述第一熔体的制备过程如下：将质量分数为40‑98.8％的第一树脂、0‑40％的第二树脂、0.1‑5％的复配型稳定剂、1‑10％的开口剂、0.1‑5％的界面相容剂等在螺杆挤出机中连续混合挤出。所述第二熔体的制备过程如下：将质量分数为15‑74.3％的阻隔层树脂首先经螺杆挤出机原位挤出，直接与25‑30％的第一树脂、0‑40％的第二树脂、0.1‑5％的化学稳定剂、0.1‑5％的界面相容剂、0.5‑5％的复合无机盐缓冲剂等在螺杆挤出机中连续混合挤出。

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解阻隔地膜，其特征在于，所述地膜为多层复合结构，由质量百分比为0.01-99.99％的第一熔体和质量百分百为0.01-99.99％的第二熔体按照多层共挤、多层共吹的方式制备而成。第二熔体形成阻隔层薄膜，作为中间层。所述第一熔体的制备过程如下：将质量分数为40-98.8％的第一树脂、0-40％的第二树脂、0.1-5％的复配型稳定剂、1-10％的开口剂、0.1-5％的界面相容剂等在螺杆挤出机中连续混合挤出。所述第二熔体的制备过程如下：将质量分数为15-74.3％的阻隔层树脂首先经螺杆挤出机原位挤出，直接与25-30％的第一树脂、0-40％的第二树脂、0.1-5％的化学稳定剂、0.1-5％的界面相容剂、0.5-5％的复合无机盐缓冲剂等在螺杆挤出机中连续混合挤出。2.一种可生物降解阻隔地膜，其特征在于，所述地膜为多层复合结构，由质量百分比为0.01-99.99％的第一熔体和质量百分百为0.01-99.99％的第二熔体按照多层流延、双向拉伸的方式制备而成。第二熔体形成阻隔层薄膜，作为中间层。所述第一熔体的制备过程如下：将质量分数为40-98.8％的第一树脂、0-40％的第二树脂、0.1-5％的复配型稳定剂、1-10％的开口剂、0.1-5％的界面相容剂等在螺杆挤出机中连续混合挤出流延。所述第二熔体的制备过程如下：将质量分数为15-74.3％的阻隔层树脂首先经螺杆挤出机原位挤出，直接与25-30％的第一树脂、0-40％的第二树脂、0.1-5％的化学稳定剂、0.1-5％的界面相容剂、0.5-5％的复合无机盐缓冲剂等在螺杆挤出机中连续混合挤出流延。所述双向拉伸过程如下：将多层流延的熔体冷却成厚度约为20-500μm的厚片，随后将厚片加热，纵向拉伸2.5-5.0倍，再将纵向拉伸的膜片预热，横向拉伸2.5-5倍，冷却收卷。3.根据权利要求1或2所述的可生物降解阻隔地膜，其特征在于，所述第一树脂通过以下方法制备得到：将摩尔比为10-200:0-10:5-95的脂肪族二元醇、脂肪族多元醇和二元酸在150℃-250℃下进行熔融缩聚，在熔融缩聚过程中加入催化剂，催化剂的与二元酸的摩尔比为1-10:1000；在熔融缩聚结束后，加入质量为熔融缩聚产物质量的0.1-5％的第一反应助剂，搅拌均匀后，通过螺杆挤出造粒机进行造粒，得到第一树脂；所述二元酸由脂肪族二元酸与芳香族二元酸混合而成，其中，脂肪族二元酸的质量占二元酸质量的30～70％。4.根据权利要求3所述可生物降解阻隔地膜，其特征在于，所述脂肪族二元醇由C2-C20直链或者支链脂肪族二元醇中的一种或多种按照任意配比混合组成；所述脂肪族多元醇由甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种或者多种按照任意配比混合组成；所述脂肪族二元酸由C2-C10脂肪族二元酸中的一种或多种按照任意配比混合组成；所述芳香族二元酸由C8-C12芳香族二元酸中的一种或多种按照任意配比混合组成；所述催化剂优选为钛酸四丁酯；所述第一反应助剂由氮丙啶、环氧类、异氰酸酯类、钛酸酯类、恶唑啉类中的一种或多种按照任意配比混合组成。5.根据权利要求1或2所述的可生物降解阻隔地膜，其特征在于，所述第二树脂由聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)中的一种或多种按照任意配比混合组成。6.根据权利要求1或2所述的可生物降解阻隔地膜，其特征在于，所述复配型稳定剂为紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧剂的混合物，三者的质量百分比为0.01-10:0.01-10:0.01-10；其中，紫外光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文俊，李家旭，邢乾秋，来蕾，吴林波，李伯耿，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33