一种基于PBAT的可降解塑料地膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于PBAT的可降解塑料地膜，其成分包括PBAT、PE、铁基蒙脱土、改性聚硅氧烷；其中，所述改性聚硅氧烷是经含氢硅油与聚多元醇单甲醚缩合反应所制得的产物。该改性聚硅氧烷可以极大地改善PBAT和PE两种材料的相容性之间，以及与其它助剂之间，共混的均匀性，使得该复合型材料作为可降解塑料地膜时，具有稳定均匀的力学性能、可降解性能，并且在极端气候条件下，几乎不会发生相分离。几乎不会发生相分离。几乎不会发生相分离。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PBAT的可降解塑料地膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于塑料领域，具体涉及一种基于PBAT的可降解塑料地膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]为了能够保留塑料地膜在保持土壤温湿度，促进作物增产增收方面的积极作用，同时解决残留地膜对于生态环境的污染问题，美国以及欧洲的发达国家于上世纪六十年代相继着手研制可降解地膜，并实现了部分产业化。可降解塑料地膜，主要包括光降解塑料地膜和可生物降解塑料地膜。
[0003]而PBAT是可生物降解塑料地膜中的典型代表。它属于热塑性可生物降解柔性材料，由对苯二甲酸丁二醇酯这一刚性链段，和己二酸丁二醇酯这一柔性链段组成。故其材料特性中，既具有脂肪族聚酯良好的生物可降解性能和柔韧性，又具有芳香族聚酯的良好力学性能、冲击性能和耐热性；并且由于其含有苯环结构，还使得材料兼具有良好的耐水性，因此特别适合作为地膜类材料(Wittetal.,2001；Yoshihiroetal.,2010,Jiangetal.,2006)，因此是目前市场上商业化最为热门的可降解材料之一。
[0004]PBAT玻璃化转变温度在
‑
30℃左右，而熔点在110
‑
115℃左右，因此适合挤出机的熔融加工工艺。国外的PBAT生产厂商，以德国巴斯夫、意大利的Novamont公司为代表；国内的PBAT的厂商近年来也处于方兴未艾之势，以金发科技、新疆蓝山屯河化工、金晖兆隆等为代表。PBAT的产能日渐增多，市场供应日趋旺盛。然而，PBAT仍具有其内在缺陷：主要表现为刚性相对过大、与其它传统塑料相容性较差，且价格相对较高等。一般地，为了平衡PBAT的力学性能和成本问题，生产商通常会将其与传统经济的塑料(如PE、PP等)进行共混加工。
[0005]另外，除了上述成本方面的考虑，为了克服纯PBAT的韧性、气密性和防水性不足的问题，将PBAT与传统的塑料(如PE、PP等)共混以平衡力学性能，也是厂商所尝试的方案。同时，为了提升传统的塑料的可降解性能，厂商通常会向其中加入助剂以用来帮助塑料基材的降解。
[0006]然而，在将上述各个成分共混的过程中，由于不同成分的化学结构差异所造成的性能上的差异，会经常导致塑料基材之间，以及塑料基材和助剂之间的共混相态均匀度和稳定度不够理想，尤其是在极端气候存在的户外条件下，塑料基材和助剂均易产生相分离、力学性能不均、可降解性能不理想等情况。对于应用场景通常在户外露天的可降解塑料而言，这极大地限制了PBAT在可降解塑料领域的应用。
[0007]因此，亟需找到一种方法，来克服上述基于PBAT的可降解地膜的缺陷。

技术实现思路

[0008]为了克服目前技术中所存在的缺点和不足，本专利技术公开了一种基于PBAT的可降解塑料地膜，其与质量份数较多的PE进行共混，并且添加了一种改性聚硅氧烷，该改性聚硅氧烷可以极大地改善PBAT和PE两种材料的相容性之间，以及与其它助剂之间，共混的均匀性，使得该复合型材料作为可降解塑料地膜时，具有稳定均匀的力学性能、可降解性能，并且在
极端气候条件下，几乎不会发生相分离。
[0009]本专利技术的一个目的，在于提供一种基于PBAT的可降解塑料地膜。
[0010]一种基于PBAT的可降解塑料地膜，所述基于PBAT的可降解塑料地膜的成分包括PBAT、PE、铁基蒙脱土、改性聚硅氧烷；
[0011]其中，所述改性聚硅氧烷是经含氢硅油与聚多元醇单甲醚缩合反应所制得的产物。
[0012]进一步地，所述基于PBAT的可降解塑料地膜中还包括聚乳酸。
[0013]进一步地，所述含氢硅油的含氢量选自0.18wt％、0.36wt％或0.75wt％。
[0014]进一步地，所述聚多元醇单甲醚选自聚乙二醇单甲醚或聚丙二醇单甲醚。
[0015]进一步地，所述基于PBAT的可降解塑料地膜包括如下质量份数的成分：
[0016][0017]本专利技术的另一个目的在于提供上述基于PBAT的可降解塑料地膜的制备方法。
[0018]其包括如下步骤：
[0019]S1.改性聚硅氧烷的制备：将含氢硅油和聚多元醇单甲醚溶于溶剂中，在惰性气体保护下、醋酸锌的催化体系下回流反应得到粗产物，所得粗产物经除去溶剂、过柱纯化后，得到所述改性聚硅氧烷；
[0020]S2.铁基蒙脱土的制备：将蒙脱土进行钠化改性，并与硬脂酸铁进行反应，得到铁基蒙脱土；
[0021]S3.将所有所述成分进行物理共混，并通过挤出机进行熔融，然后挤出。
[0022]进一步地，所述含氢硅油和聚多元醇单甲醚的摩尔比为1:1
‑
1:1.5。
[0023]进一步地，所述溶剂选自甲苯、二甲苯、三甲苯、四氢呋喃、DMF、DMSO、氯苯、二氯苯、三氯苯的一种或多种。
[0024]进一步地，所述熔融的温度为130
‑
140℃。
[0025]进一步地，所述醋酸锌的加入量为含氢硅油的0.1
‑
0.5wt％。
[0026]本专利技术具有以下有益效果：
[0027]1.本专利技术所公开的基于PBAT的可降解塑料地膜，是同时含有PBAT和PE两种塑料基材的组合物。为了促进PE部分的降解性，还添加有铁基蒙脱土助剂。令人意外的发现，通过向该组合物中添加改性聚硅氧烷这一成分，可以有效地改善上述塑料基材之间，以及和助剂铁基蒙脱土之间的相容性，使得该组合物在户外极端天气下长期放置后，也能呈现稳定均一的相态。
[0028]具体地，该改性聚硅氧烷中，连有较长的EO/PO链段，该结构设计一方面使得改性聚硅氧烷具有较长的支链，微观上便于改性聚硅氧烷与PE、PBAT聚合物的物理缠结，从而形成更为稳定和紧密的网状结构，不易分离；另一方面，EO/PO链段与极性链段和非极性链段，
均有较为理想的亲和性，相当于在PE和PBAT两个极性完全不同的相态中形成了一个物理上双亲的“过渡地带”，从而使得两种材料的接触界面更为平滑和缓和，不易出现大面积的相分离情况。
[0029]另外，改性聚硅氧烷本身还具有良好的分散性能。其对于铁基蒙脱土之类的固体颗粒而言，可以起到间隔甚至包裹铁基蒙脱土的作用，从而有效地屏蔽铁基蒙脱土颗粒之间，或者铁基蒙脱土与塑料基材之间的相互吸引力，使得铁基蒙脱土固体颗粒在组合物之中，处于相对分散稳定的状态，故可以防止铁基蒙脱土固体颗粒之间相互聚集导致组合物出现相分离的情形。
[0030]2.该改性聚硅氧烷具有较为柔性的主链段和较长的支链，使得改性聚硅氧烷易于在组合物的熔融状态下，均匀渗透到该组合物的各个部位；而在冷却后，因为其本身的韧性，使得改性聚硅氧烷不会由于温差过大而收缩形变。从而改性聚硅氧烷可以稳定地均匀分布在该复合材料之中，使得该复合材料即使长时间暴露在户外高温气候下，仍具有稳定均匀的力学性能和可降解性能。
[0031]3.优选地，当该基于PBAT的可降解塑料地膜中还含有聚乳酸时，可以进一步地增加该基于PBAT的可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PBAT的可降解塑料地膜，其特征在于，所述基于PBAT的可降解塑料地膜的成分包括PBAT、PE、铁基蒙脱土、改性聚硅氧烷；其中，所述改性聚硅氧烷是经含氢硅油与聚多元醇单甲醚缩合反应所制得的产物。2.根据权利要求1所述基于PBAT的可降解塑料地膜，其特征在于，所述基于PBAT的可降解塑料地膜中还包括聚乳酸。3.根据权利要求1所述基于PBAT的可降解塑料地膜，其特征在于，所述含氢硅油的含氢量选自0.18wt％、0.36wt％或0.75wt％。4.根据权利要求1所述基于PBAT的可降解塑料地膜，其特征在于，所述聚多元醇单甲醚选自聚乙二醇单甲醚或聚丙二醇单甲醚。5.根据权利要求1所述基于PBAT的可降解塑料地膜，其特征在于，所述基于PBAT的可降解塑料地膜包括如下质量份数的成分：6.权利要求1
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5任一项所述基于PBAT的可降解塑料地膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.改性聚硅氧烷的制备：将含氢硅油和聚多元醇单甲醚溶于溶剂中，在惰性气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘攸华，阳瑞，陈龙藩，陈绍军，
申请(专利权)人：广州市永鑫华新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：