本发明专利技术提供了一种全生物降解填充母粒，包括如下重量份数的组分：20～40份生物降解树脂、20～60份改性木质素、10～20份炭黑、5～15份矿粉、2～15份助剂，其中改性木质素是木质素与丙烯酸酯共聚改性的木质素聚合物。其制备方法包括将各组分充分混合均匀后，经双转子密炼机共混密炼，然后将未冷却的半成品运送到双螺杆挤出机挤出造粒，制得该全生物降解填充母粒。本发明专利技术全生物降解填充母粒应用于地膜制备，可有效地提高地膜的拉伸强度和延伸率，同时提高地膜光滑度并降低膜晶点，延长使用周期。期。
【技术实现步骤摘要】
一种全生物降解填充母粒及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及可降解复合材料
，尤其涉及一种用于地膜的高分散性全生物降解高填充母粒及其制备方法。
技术介绍
[0002]随着各省份限塑令的发布，使得生物降解塑料PBAT和PLA成为炙手可热的材料，以其为基材做农用全生物降解地膜，可自行生物降解，降解后生成水和二氧化碳，是环境友好型材料。目前在农业生产中，深色/浅色地膜各有利弊，一般浅色地膜具有保温保墒特性，可提高种子的发芽率、促进作物根系对土壤中养分和水分的利用效率，最终达到提高作物产量的目的；深色地膜有控制杂草的作用，可减少农药使用，节约人工除草劳动力成本，也具有较好的经济效益。由于生物降解塑料成本高，现有技术加入一些具有降解特性的纤维类、淀粉等填充物，来降低产品成本，但在添加超过20％含量的填充后，木质素在母粒中会出现不同程度的团聚现象，进而导致在后续吹膜过程中得到的地膜存在晶点，影响最终制品的力学性能和外观。因此，本领域技术人员亟需开发一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术需要解决的技术问题是提供一种全生物降解填充母粒，以解决现有技术存在的全生物降解膜降解周期不可控、性能差、成本高，以及难以同时满足除草保温保墒的使用需求等技术问题。
[0004]本专利技术是采用如下技术方案实现的：
[0005]本专利技术的第一方面是提供一种全生物降解填充母粒，包括如下重量份数的组分：20～40份生物降解树脂、20～60份改性木质素、10～20份炭黑、5～15份矿粉、2～15份助剂，所述改性木质素是木质素与丙烯酸酯共聚改性的木质素聚合物。
[0006]所述生物降解树脂可以采用本领域常用的生物降解材料，例如聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丙烯碳酸酯(PPC)等，优选聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚乳酸中的一种或两种混合。更优选的是采用PBAT和PLA的混合物，其中PLA重量用量占生物降解树脂总用量的5
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40％，较佳的用量为10
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30％，更佳的用量为12
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25％。
[0007]所述改性木质素具体是将木质素和丙烯酸酯混合，在引发剂作用下进行聚合反应获得的。可选用的丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯等，优选丙烯酸甲酯。引发剂可选用本领域常规的引发剂，例如过氧化物引发剂、氧化还原引发剂、偶氮类引发剂，包括但不限于过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、硫酸亚铁铵
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过氧化氢、过硫酸钾
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氯化亚铁、过氧化氢
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氯化亚铁等。在聚合反应过程中还可以选择性地加入交联剂，例如N,N
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亚甲基双丙烯酰胺或本领域常用的其他交联剂。聚合反应的温度一般控制在70
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85℃，反应时间一般控制在4
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8小时。所述改性木质素的优选粒径为2000
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4000目，更优选2500
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3500目，最好是2800
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3000目。
[0008]所述矿粉采用塑料母粒常用的填充料，例如碳酸钙、滑石粉。矿粉的优选粒径为2000
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4000目，更优选2500
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3500目，最好是2800
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3000目。
[0009]所述助剂包括交联剂、增塑剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂和抗紫外剂。
[0010]其中，所述交联剂可选自ADR、BIBP、BPO中的至少一种，优选ADR或BIBP；所述增塑剂可选自TBC、ATBC、DOP、甘油中的至少一种，优选ATBC、或DOP；所述偶联剂可选自铝酸脂、钛酸酯、磷酸酯中的至少一种，优选铝酸脂或钛酸酯；所述润滑剂可选自聚丙烯酸钠、硬脂酸盐、聚丙烯酰胺中的至少一种，优选硬脂酸盐或聚丙烯酰胺；所述抗氧剂可选自抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂1010中的至少一种，优选抗氧剂168或抗氧剂1010；所述抗紫外剂可选自UV327、UV531、UV326、UV234中的至少一种，优选UV327或UV531。
[0011]进一步地，所述助剂中各组分的重量份数如下：交联剂0.3～3份、增塑剂0.2～5份、偶联剂0.5～3份、润滑剂0.5～2.5份、抗氧剂0.2～2份、抗紫外剂0.2～2份，各组分的总用量为2～15份。
[0012]优选的，所述助剂中各组分的重量份数如下：交联剂0.5～2份、增塑剂0.8～3份、偶联剂0.5～2.5份、润滑剂1～2.5份、抗氧剂0.2～1.5份、抗紫外剂0.2～1.5份。
[0013]更优选的，所述助剂中各组分的重量份数如下：交联剂0.8～1.5份、增塑剂1～2份、偶联剂0.8～1.5份、润滑剂1.5～2份、抗氧剂0.5～1份、抗紫外剂0.5～1.5份。
[0014]本专利技术的第二方面是提供上述全生物降解填充母粒的制备方法，具体包括如下步骤：将生物降解树脂、改性木质素、炭黑、矿粉、助剂充分混合均匀后，经双转子密炼机共混密炼，然后将未冷却的半成品运送到双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述全生物降解填充母粒。
[0015]其中，各组分的混合步骤中，混合时间为30min
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1000min，较佳地为80
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800min，更佳地为100
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300min；混料转速为30
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5000rpm，较佳地为100
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3000rpm，更佳地为150
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2000rpm；混料温度可以根据需要设置不同温度，一般为20
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120℃，较佳地为30
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110℃，更佳地为50
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100℃。
[0016]所述共混密炼的温度一般为70～140℃，较佳地为80
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130℃，更佳地为85
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120℃；密炼时间为40～80min，较佳地为50
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75min，更佳地为60
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70min。
[0017]本专利技术的第三方面是提供上述全生物降解填充母粒在制备地膜中的应用。
[0018]申请人意外的发现，采用本专利技术方法对木质素进行改性，制备得到的全生物降解填充母粒应用于地膜的生产，可以出乎意料地提高地膜的拉伸强度和延伸率，同时提高地膜光滑度并降低膜晶点，并延长使用周期。申请人基于上述发现，完成本专利技术。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0020]1)本专利技术中，工艺路线简单，成本低；产品绿色环保，具有良好的稳定性，可生物降解，对缓解白色污染以及土壤生态平衡有很好的改善作用。
[0021]2)本专利技术中，填充物木质素为造纸废弃物中提取，来源广泛、价格低廉，产品成本降低，改性后的木质素在配方中还可作为分散剂与相容剂，制得产品，表面光滑、亮泽、具有良好的相容性，易分散，不易出现色点和色纹现象。
[0022]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全生物降解填充母粒，其特征在于，包括如下重量份数的组分：20～40份生物降解树脂、20～60份改性木质素、10～20份炭黑、5～15份矿粉、2～15份助剂，所述改性木质素是木质素与丙烯酸酯共聚改性的木质素聚合物。2.如权利要求1所述的全生物降解填充母粒，其特征在于，所述生物降解树脂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚乳酸中的一种或两种混合。3.如权利要求1所述的全生物降解填充母粒，其特征在于，所述生物降解树脂为PBAT和PLA的混合物，其中PLA重量用量占生物降解树脂总用量的12
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25％。4.如权利要求1所述的全生物降解填充母粒，其特征在于，所述改性木质素是将木质素和丙烯酸酯混合，在引发剂作用下进行聚合反应获得的，聚合反应中还加入交联剂。5.如权利要求1所述的全生物降解填充母粒，其特征在于，所述改性木质素的粒径为2000
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4000目；所述矿粉为碳酸钙或滑石粉，所述矿粉粒径为2000
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4000目。6.如权利要求1所述的全生物降解填充母粒，其特征在于，所述助剂包括交联剂、增塑剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂和抗紫外剂。7.如权利要求6所述的全生物降解填充母粒，其特征在于，所述交联剂选自ADR或BI...
【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，甄晓宇，金霞朝，
申请(专利权)人：上海昶法新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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