超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料及其制备方法，按质量份数包括PBAT 35

【技术实现步骤摘要】
超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及可降解地膜制备
，尤其涉及一种超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物降解地膜主要是指能够在堆肥条件下，被微生物分解成大自然的成分二氧化碳、水等。生物降解地膜材料主要来源有两种来源，生物基材料主要从淀粉、纤维素、木质素等组分中得到，代表就是PLA材料，石油基产品主要从石油产品中经过裂解成小分子，然后聚合得到，代表材料有PBAT、PPC、PCL、PHB、PBS等。其中生物降解高分子聚合物聚对苯二甲酸
‑
己二酸丁二醇酯(PBAT)因为其加工性能可与PE相媲美，而且力学性能优良，已经成为制备生物降解地膜的主流材料。
[0003]PBAT是半结晶聚合物，熔融后可形成分布广泛的小结晶体，单个结晶单元中存在非晶区和结晶区。PBAT同时兼顾脂肪族聚合物的柔顺性和芳香族聚合物的刚性，亦具有良好的耐热、耐冲击性能和生物降解性。但是PBAT地膜的水蒸气阻隔性能较差，保湿增墒能力较低，限制了其在农业方面的应用。
[0004]原理上来分析，水蒸气主要分三步透过地膜：水蒸气接触地膜并吸附溶解在靠近地表侧的地膜表面；然后在水蒸气浓度差的作用下，地膜中的水蒸气扩散至远离地表侧的地膜表面；最后水蒸气从远离地表侧的地膜表面解吸附。传统的PBAT材料因为本身极性比PE材料极性高，易吸水，导致水蒸气阻隔性能较差。传统的改性手段是在PBAT组分中添加一定量的矿粉(滑石粉、碳酸钙等)填充，矿粉表面因为较低的表面能，具有亲水疏油的特性，因此从PBAT基料和填充材料的亲水性来看，在水蒸气接触地膜这步高于PE材料的吸水性；同时PBAT分子基团中含有大尺寸的苯环结构，导致其分子间隙过大，水蒸气第二步透过地膜也比PE快很多，因此其阻隔水蒸气性能劣于PE地膜。
[0005]因此，有必要设计一种改进的超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料及其制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料及其制备方法，以PBAT、PPC和PCL为基础聚合物，采用气流粉碎疏水改性的超细碳酸钙作为填料，并辅以硅烷偶联剂，最终制得兼具超疏水、高阻隔、保墒、增湿和耐老化功能的全生物降解地膜材料。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料，按质量份数包括PBAT 35
‑
63份、PPC 7
‑
15份、PCL 10
‑
20份、疏水改性碳酸钙20
‑
30份、硅烷偶联剂0.8
‑
1.2份、助剂2.5
‑
3.3份。
[0008]进一步的，所述疏水改性碳酸钙是将碳酸钙在气流粉碎过程中与疏水改性剂混合
得到。
[0009]进一步的，所述疏水改性剂为硬脂酸。
[0010]进一步的，所述疏水改性碳酸钙的粒径为1
‑
3μm。
[0011]进一步的，所述PCL的分子量为50000
‑
60000。
[0012]进一步的，所述硅烷偶联剂为碳原子数为1
‑
30的烷基硅烷偶联剂。
[0013]进一步的，所述助剂按质量份包括主抗氧剂：0.2
‑
0.4份；辅抗氧剂：0.3
‑
0.6；紫外线吸收剂：0.3
‑
0.5；光稳定剂：0.7
‑
1.3；爽滑剂：1.0
‑
1.5。
[0014]进一步的，所述抗氧剂为1010、168、1076中的一种或几种；
[0015]所述爽滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或两种；
[0016]所述紫外线吸收剂为UV
‑
P、UV
‑
234、UV
‑
326中的一种或几种；
[0017]所述光稳定剂为770、UV
‑
1084中的一种或两种。
[0018]一种以上任一项所述的超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019]S1.将膜级PBAT、PPC和PCL在挤出机中混合均匀，然后加入疏水改性碳酸钙和硅烷偶联剂混合均匀，最后加入助剂高混均匀；
[0020]S2.将步骤S1混合均匀的物料挤出造粒，然后通过单螺杆吹膜机吹出得到地膜；挤出机挤出时各区温度为：一段：100～120℃；二段：120
‑
140℃；三段：130～150℃；机头160～160℃。
[0021]进一步的，所述地膜的厚度为5
‑
30μm。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1.本专利技术提供的超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料，以PBAT、PPC和PCL为基础聚合物，采用气流粉碎疏水改性的超细碳酸钙作为填料，并辅以硅烷偶联剂，通过调控配方比，最终制得兼具超疏水、高阻隔、保墒、增湿和耐老化功能的全生物降解地膜材料。
[0024]2.本专利技术采用气流粉碎法首先对碳酸钙进行超细粉碎表面改性，通过高速气流粉碎后的碳酸钙，使碳酸钙尺寸更细化，表面能得到提高，减小其团聚的趋势，粉体表面从吸水变为疏水；PCL(聚己内酯)作为一种生物相容性好、全生物降解材料，具有良好的水蒸气透过性，使表面无结露现象发生；硅烷偶联剂不仅能够促进粉体与粒子表面粘合力，还具有疏水效果。最终使得地膜综合性能显著提高。
附图说明
[0025]图1为本专利技术生物降解地膜材料的制备流程示意图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在具体实施例中仅仅示出了与本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。
[0027]另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他
性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0028]本专利技术提供的一种超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料，按质量份数包括PBAT 35
‑
63份、PPC 7
‑
15份、PCL 10
‑
20份、疏水改性碳酸钙20
‑
30份、硅烷偶联剂0.8
‑
1.2份、助剂2.5
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3.3份。本专利技术以PBAT、PPC和PCL为基础聚合物，采用疏水改性的超细碳酸钙作为填料，并辅以硅烷偶联剂，通过调控合适配方比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料，其特征在于，按质量份数包括PBAT 35
‑
63份、PPC 7
‑
15份、PCL 10
‑
20份、疏水改性碳酸钙20
‑
30份、硅烷偶联剂0.8
‑
1.2份、助剂2.5
‑
3.3份。2.根据权利要求1所述的超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料，其特征在于，所述疏水改性碳酸钙是将碳酸钙在气流粉碎过程中与疏水改性剂混合得到。3.根据权利要求2所述的超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料，其特征在于，所述疏水改性剂为硬脂酸。4.根据权利要求2所述的超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料，其特征在于，所述疏水改性碳酸钙的粒径为1
‑
3μm。5.根据权利要求1所述的超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料，其特征在于，所述PCL的分子量为50000
‑
60000。6.根据权利要求1所述的超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为碳原子数为1
‑
30的烷基硅烷偶联剂。7.根据权利要求1所述的超疏水高阻隔保墒增湿耐老化全生物降解地膜材料，其特征在于，所述助剂按质量份包括主抗氧剂：0.2
‑
0.4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱国，毕彦坤，王龙，王伟，郑敏，王丽丽，
申请(专利权)人：青岛国恩科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：