一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及地膜技术领域，具体为一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法。方案以PPC母粒、PLA、PBAT为主要膜材料，加入环氧基扩链剂、碳酸钙、助剂等组分，挤出吹塑形成地膜，在该方案中，PPC母粒、PLA、PBAT均为生物降解材料，因而通过该方案制备的膜具有较优异的生物降解性能；同时，由于PPC的引入，产品的阻隔性能也得到提升，产品应用范围广泛，包括但不仅限于甜菜种植用地膜等，实用性更高。工艺设计合理，各组分配比适宜，制备得到的全生物降解地膜不仅具有优异的生物降解性能，而且阻隔性能优异，产品采用高透PLA，透光率高，适用于植物种植地膜领域，实用性较高。实用性较高。

【技术实现步骤摘要】
一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及地膜
，具体为一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]农用塑料地膜指的是指利用增塑剂、增容剂或者其他改性助剂对聚合物共混物进行改性处理后生产的农业覆盖产品，在传统甜菜生产过程中，往往会存在地膜残膜污染重、单产不稳、含糖率不高等诸多突出问题，因此，地膜的材料加工工艺及配方调整是企业极为重视的研发项目。
[0003]PPC、PLA和PBAT均为现有较为常用的生物降解材料，如何将其合适的复配，并有效提高地膜的阻隔性能和力学性能，这是我们着重需要解决的技术问题，基于此，本申请公开了一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法，以获得一种阻隔性能优异的地膜。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将联苯二酚、环氧氯丙烷、异丙醇和相转移催化剂混合，加热至60～65℃，反应1～1.5h，加入氢氧化钠，滴加时间为40～50min，继续反应2～3h，停止反应，收集产物，洗涤干燥，得到中间体A；
[0008](2)将中间体A、苯三甲酸和丁二酸反应聚合，生成羧基扩链剂；将中间体A、三乙醇胺和环氧氯丙烷反应聚合，生成环氧基扩链剂；
[0009](3)将PPC置于60～65℃下干燥20～24h，加入羧基扩链剂混合，双螺杆挤出造粒，得到PPC母粒；将PPC母粒、PLA、PBAT、环氧基扩链剂和助剂混合，双螺杆挤出造粒，挤出温度为160～180℃，吹塑成型，得到成品。
[0010]较优化的方案，步骤(3)中，各组分用量为：PPC母粒18～20wt％、PLA5～10wt％、环氧基扩链剂0.6～0.8wt％、碳酸钙2～4wt％、助剂1～3wt％，其余为PBAT。
[0011]较优化的方案，步骤(2)中，羧基扩链剂的制备步骤为：将苯三甲酸、丁二酸、异丁醇混合，100～110℃搅拌至溶解，得到单体溶液；在单体溶液中加入中间体A、三苯基膦，保温反应2～3h，停止反应，旋蒸除去异丁醇，无水乙醚沉淀，真空干燥，得到羧基扩链剂。
[0012]较优化的方案，羧基扩链剂制备时，中间体A、丁二酸、苯三甲酸的摩尔比为7：(2～3)：(5～6)；所述三苯基膦用量为中间体A的2～3wt％。
[0013]较优化的方案，步骤(2)中，环氧基扩链剂的制备步骤为：将中间体A、三乙醇胺和环氧氯丙烷混合，110～115℃油浴下搅拌至溶解，加入氢氧化钠，滴加时间为30～40min，保温反应4～5h，停止反应，除去水相，洗涤干燥，得到环氧基扩链剂。
[0014]较优化的方案，环氧基扩链剂制备时，中间体A、环氧氯丙烷、氢氧化钠的摩尔比为
1：(2～3)：(4～5)；所述三乙醇胺用量为中间体A的15～25wt％。
[0015]较优化的方案，步骤(1)中，所述联苯二酚、环氧氯丙烷、相转移催化剂、氢氧化钠的摩尔比为1：(4～5)：0.5：(6～7)，所述联苯二酚为4,4'
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联苯二酚、3,3',5,5'
‑
四甲基联苯二酚中的任意一种。
[0016]较优化的方案，步骤(3)中，PPC母粒的挤出温度为180～190℃，所述羧基扩链剂用量为PPC的0.4～0.6wt％；吹塑工艺参数为：主机螺杆转速为100～200rpm，牵引速度为30～50m/min，吹胀比为3～4。
[0017]较优化的方案，所述助剂包括抗氧剂、光稳定剂、润滑剂复配，质量比为2：3：5；其中抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为光稳定剂1577、光稳定剂119、光稳定剂944中的任意一种或多种复配；润滑剂为硬脂酸钙。
[0018]较优化的方案，根据以上任意一项所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法制备的全生物降解地膜。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0020]本专利技术公开了一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法，方案以PPC母粒、PLA、PBAT为主要膜材料，加入环氧基扩链剂、碳酸钙、助剂等组分，挤出吹塑形成地膜，在该方案中，PPC母粒、PLA、PBAT均为生物降解材料，因而通过该方案制备的膜具有较优异的生物降解性能；同时，由于PPC的引入，产品的阻隔性能也得到提升，产品应用范围广泛，包括但不仅限于甜菜种植用地膜等，实用性更高。
[0021]由于PPC母粒、PLA、PBAT的界面相容性较差，界面综合强度低，为保证产品性能，方案引入了环氧基扩链剂，利用环氧基团与PBAT、PLA的端羧基或端羟基开环反应，发生扩链作用，从而提高组分之间的界面强度，增强体系相容性；同时，为进一步提高产品综合力学性能，方案对环氧基扩链剂的制备工艺进行调整，先利用联苯二酚、环氧氯丙烷反应，根据联苯二酚的选择生成不同的中间体A(如4,4'
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联苯二酚二缩水甘油醚、3,3',5,5'
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四甲基联苯二酚二缩水甘油醚)，再利用中间体A与三乙醇胺、环氧氯丙烷反应交联，形成具有支化结构的环氧基扩链剂，多环氧基及支化结构的存在，能够提高膜层交联致密度，地膜的综合力学性能和阻隔性能均得到改善。
[0022]在此基础上，为进一步提高地膜的阻隔性能，方案引入了羧基扩链剂，并预先对PPC反应封端，利用羧基与端羟基接枝反应，与此同时，羧基扩链剂主要由中间体A(如4,4'
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联苯二酚二缩水甘油醚、3,3',5,5'
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四甲基联苯二酚二缩水甘油醚)、三乙醇胺、环氧氯丙烷反应制得，方案限定了各组分的反应用量，最终产品中还含有环氧基团，环氧基团也能够与端羟基键合，参与封端；另一方面，方案预先对PPC反应封端，制得PPC母粒，再将其与PLA、PBAT挤出吹塑成膜，羧基扩链剂能够与环氧基扩链剂相互配合，从而进一步提高PPC在体系中的相容性，因此，相比于常规的未处理PPC，地膜的阻隔性能和综合力学性能均得到提升。
[0023]本专利技术公开了一种甜菜用全生物降解地膜及其制备方法，工艺设计合理，各组分配比适宜，制备得到的全生物降解地膜不仅具有优异的生物降解性能，而且阻隔性能优异，产品采用高透PLA，透光率高，适用于植物种植地膜领域，实用性较高。
具体实施方式
[0024]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本实施例中，PPC的重均分子量为1.595
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105，分子量分布指数为1.13，由南阳中聚天冠低碳科技有限公司提供；PBAT的重均分子量为1.5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将联苯二酚、环氧氯丙烷、异丙醇和相转移催化剂混合，加热至60～65℃，反应1～1.5h，加入氢氧化钠，继续反应2～3h，停止反应，收集产物，洗涤干燥，得到中间体A；(2)将中间体A、苯三甲酸和丁二酸反应聚合，生成羧基扩链剂；将中间体A、三乙醇胺和环氧氯丙烷反应聚合，生成环氧基扩链剂；(3)将PPC置于60～65℃下干燥20～24h，加入羧基扩链剂混合，双螺杆挤出造粒，得到PPC母粒；将PPC母粒、PLA、PBAT、环氧基扩链剂和助剂混合，双螺杆挤出造粒，挤出温度为160～180℃，吹塑成型，得到成品。2.根据权利要求1所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，各组分用量为：PPC母粒18～20wt％、PLA5～10wt％、环氧基扩链剂0.6～0.8wt％、碳酸钙2～4wt％、助剂1～3wt％，其余为PBAT。3.根据权利要求1所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，羧基扩链剂的制备步骤为：将苯三甲酸、丁二酸、异丁醇混合，100～110℃搅拌至溶解，得到单体溶液；在单体溶液中加入中间体A、三苯基膦，保温反应2～3h，停止反应，旋蒸除去异丁醇，无水乙醚沉淀，真空干燥，得到羧基扩链剂。4.根据权利要求3所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：羧基扩链剂制备时，中间体A、丁二酸、苯三甲酸的摩尔比为7：(2～3)：(5～6)。5.根据权利要求1所述的一种甜菜用全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秋波，项衡，
申请(专利权)人：苏州中达航材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：