三層共擠全生物降解地膜的制備方法及三層共擠全生物降解地膜技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種三層共擠全生物降解地膜的制備方法及三層共擠全生物降解地膜。本發(fā)明專利技術(shù)的三層共擠全生物降解地膜的制備方法，將外層、中間層、內(nèi)層的原料組分分別混合均勻，采用雙螺桿擠出機制成母粒，然后通過三層共擠吹塑成型工藝制得包含外層、中間層、內(nèi)層的三層共擠全生物降解地膜，其中，內(nèi)層采用開口性和成膜性好的物料配方，中間層采用具有高阻隔性的物料配方，外層采用具有抗紫外性的軟而韌的物料配方，能夠改善生物降解地膜不易成型、阻隔性能差、開口性不佳的缺點，并賦予其機械力學性能好、生物降解可控性及保溫保墑效果佳等優(yōu)良性能，進而可實現(xiàn)降解地膜的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

Preparation method of three layer co extruded full biodegradable plastic film and three layer co extruded full biodegradable film

The invention provides a method for preparing a three layer co extruded full biodegradable plastic film and a three layer co extruded full biodegradable film. Three layer coextrusion biodegradable mulch film preparation method of the invention, the outer layer, middle layer and inner layer of raw materials were mixed evenly, using twin-screw extruder into masterbatch, and then through the three layer coextrusion blow molding process includes an outer layer, the middle layer and the inner layer of the three layer coextrusion biodegradable mulch film. Among them, the inner opening and the material formula of good film, the middle layer adopts the material formula with high barrier performance, the outer layer is made of tough materials and formulations with anti ultraviolet soft, can improve the biodegradable plastic film is not easy to shape, barrier and poor performance of opening of the poor, excellent performance and given its mechanical properties and biodegradation controllability and good thermal insulation and moisture conservation effect, and can realize the large-scale application of degradable plastic film.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及生物降解地膜領(lǐng)域，尤其涉及一種三層共擠全生物降解地膜的制備方法及三層共擠全生物降解地膜。
技術(shù)介紹
農(nóng)用地膜具有提高地溫、保水、保土及防蟲、抑制雜草生長的功能，從而可使得農(nóng)作物增產(chǎn)、增收。但是自中國引用地膜以來，大量聚乙烯(PE)地膜被用于農(nóng)作物生產(chǎn)中，PE地膜在給農(nóng)業(yè)帶來巨大效益的同時，給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重的“白色污染”，由于PE地膜降解時間很長，在作物收成后仍然殘留在地表和土壤中，難以降解，對土壤造成了難以預(yù)估的污染和破壞，也造成了農(nóng)作物大幅度的減產(chǎn)。而全生物降解地膜材料是鋪膜后在自然條件下60-180天內(nèi)完全生物降解為水、二氧化碳及小分子物質(zhì)等，不會對土壤造成污染，且降解后產(chǎn)物可作為農(nóng)作物肥料，易于作物生長，屬低碳、環(huán)保材料。目前全球的生物降解地膜已達幾十種，如羥基脂肪酸酯(鹽)聚合物(PHAs)、聚乳酸(PLA)，聚己內(nèi)酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚碳酸亞丙酯(PPC)等。基于PE地膜的不可降解性和地膜的保溫保水的效果，目前國內(nèi)外已開展了眾多生物降解農(nóng)用地膜的研究。專利文件CN104403294A提到了PPC與PBS多層阻隔膜，采用改性納米輕質(zhì)碳酸鈣與擴鏈劑對PBS和PPC進行改性，從而制得層數(shù)在2-2048之間的多層膜。但是PBS較高的結(jié)晶性使得該材料在室溫下存放發(fā)脆顯著，作為地膜在日曬雨淋的條件下分解率會更快，因此限制了PBS在農(nóng)用地膜方面的推廣使用。而專利文件CN103709687A公開說明了一種含有PBAT的組合物及其制備方法和PBAT全生物降解地膜，通過在PBAT中加入改性高透滑石粉和二氧化硅和/或汽巴公司的SR100提高了由PBAT組合物制得的PBAT地膜的開口性，然而也有數(shù)據(jù)證明PBAT的耐水性略次于PBS，即其水蒸氣透過率大，作為地膜使用時保濕隔水效果較差而不能單獨使用。針對當前生物降解地膜保溫保熵、阻隔性能上的不足，有必要提出一種新的生物降解地膜及其相應(yīng)的制備方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，提供一種三層共擠全生物降解地膜的制備方法，能夠改善生物降解地膜不易成型、阻隔性能差、開口性不佳的缺點，并賦予其機械力學性能好、生物降解可控性及保溫保墑效果佳等優(yōu)良性能，從而實現(xiàn)降解地膜的大規(guī)模推廣應(yīng)用。本專利技術(shù)的目的還在于，提供一種三層共擠全生物降解地膜，制備方法簡單，具有機械力學性能好、生物降解可控性及保溫保墑效果佳等優(yōu)良性能，可大規(guī)模推廣應(yīng)用。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)首先提一種三層共擠全生物降解地膜的制備方法，將外層、中間層、內(nèi)層的原料組分分別混合均勻，采用雙螺桿擠出機制成母粒，然后通過三層共擠吹塑成型工藝制得包含外層、中間層、內(nèi)層的三層共擠全生物降解地膜；所述外層包括以下的原料組分：PBAT80-95wt％，增塑劑2-10wt％，交聯(lián)劑0.5-3wt％，抗氧劑0.5-2wt％，潤滑劑0.5-1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5-2wt％；所述中間層包括以下的原料組分：PPC60-90wt％，PBAT10-40wt％，增塑劑2-10wt％，交聯(lián)劑0.5-3wt％，抗氧劑0.5-2wt％，潤滑劑0.5-1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5-2wt％；所述內(nèi)層包括以下的原料組分：PLA10-40wt％，PBAT50-80wt％，無機填料2-15wt％，增塑劑2-10wt％，交聯(lián)劑0.5-3wt％，抗氧劑0.5-2wt％，潤滑劑0.5-1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5-2wt％。將外層的原料組分混合均勻的步驟具體為，將外層的原料組分按配比稱量，將稱量好的PBAT放置于高速混合機中，加入稱量好的增塑劑后攪拌1-2min，再加入稱好的交聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪拌8-12min后出鍋，從而將外層的原料組分混合均勻，其中，混合溫度在60-80℃之間；將中間層的原料組分混合均勻的步驟具體為，將中間層的原料組分按配比稱量，將稱好的PPC、PBAT放置于高速混合機中，加入稱量好的增塑劑后攪拌1-2min，再加入稱好的交聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪拌8-12min后出鍋，從而將中間層的原料組分混合均勻，其中，混合溫度在60-80℃之間；將內(nèi)層的原料組分混合均勻的步驟具體為，將內(nèi)層的原料組分按配比稱量，將稱好的無機填料先在高速混合機中攪拌，并在攪拌過程中加入一部分稱好的增塑劑，攪拌時間為18-22min，以對無機填料的表面進行處理，攪拌均勻后打包待用，然后將稱量好的PLA、PBAT放置于高速混合機中，加入剩余的稱好的增塑劑攪拌1-2min，再加入稱好的交聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑及經(jīng)表面處理的無機填料，繼續(xù)攪拌8-12min后出鍋，從而將內(nèi)層的原料組分混合均勻，其中，混合溫度在60-80℃之間。采用雙螺桿擠出機制成母粒的步驟中，所述雙螺桿擠出機的溫度設(shè)定為130-190℃之間，螺桿轉(zhuǎn)速為40-200rpm，物料經(jīng)冷卻后切粒、打包；所述三層共擠吹塑成型工藝中，分別對應(yīng)外層、中間層、內(nèi)層的3臺擠出機的物料擠出速度為0.8-1.2：0.8-1.2：1，加工溫度均設(shè)定為150-220℃，螺桿轉(zhuǎn)速均為20-80rpm，薄膜牽引裝置的牽引速度為10-50m/min。所述三層共擠全生物降解地膜的厚度為10-15μm。所述PPC、PBAT、PLA均為經(jīng)過烘干處理的材料；所述PPC的粘均分子量為7萬-18萬；所述PBAT的數(shù)均分子量為5.5萬-20萬；所述PLA中L構(gòu)型的含量大于88％，所述PLA的光學純度95％，所述PLA的粘均分子量為5萬-70萬。所述無機填料的目數(shù)≥3000目，所述無機填料為滑石粉、二氧化硅、氮化硼中的至少一種；所述增塑劑為聚乙二醇、乙酰檸檬酸三正丁酯中的至少一種，其中聚乙二醇的分子量在200-2000g/mol；所述交聯(lián)劑為二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯、ADR-4380、ADR-4370、ADR-4300中的至少一種；所述光穩(wěn)定劑為UV234、UV326、UV-P、UV371、SORB2020中的一種或兩種，其分子量介于300-4000g/mol之間；所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1076、抗氧劑DLTP、抗氧劑126中的一種或兩種；所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。本專利技術(shù)還提供一種三層共擠全生物降解地膜，由三層共擠吹塑成型工藝制得，包括中間層、及分別位于中間層兩側(cè)的內(nèi)層與外層；所述外層包括以下的原料組分：PBAT80-95wt％，增塑劑2-10wt％，交聯(lián)劑0.5-3wt％，抗氧劑0.5-2wt％，潤滑劑0.5-1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5-2wt％；所述中間層包括以下的原料組分：PPC60-90wt％，PBAT10-40wt％，增塑劑2-10wt％，交聯(lián)劑0.5-3wt％，抗氧劑0.5-2wt％，潤滑劑0.5-1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5-2wt％；所述內(nèi)層包括以下的原料組分：PLA10-40wt％，PBAT50-80wt％，無機填料2-15wt％，增塑劑2-10wt％，交聯(lián)劑0.5-3wt％，抗氧劑0.5-2wt％，潤滑劑0.5-1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5-2wt％。在所述三層共擠吹塑成型工藝中，分別對應(yīng)外層、中間層、內(nèi)層的3臺擠出機的物料擠出速度為0.8-1.2：0本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種三層共擠全生物降解地膜的制備方法，其特征在于，將外層、中間層、內(nèi)層的原料組分分別混合均勻，采用雙螺桿擠出機制成母粒，然后通過三層共擠吹塑成型工藝制得包含外層、中間層、內(nèi)層的三層共擠全生物降解地膜；所述外層包括以下的原料組分：PBAT?80?95wt％，增塑劑2?10wt％，交聯(lián)劑0.5?3wt％，抗氧劑0.5?2wt％，潤滑劑0.5?1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5?2wt％；所述中間層包括以下的原料組分：PPC?60?90wt％，PBAT?10?40wt％，增塑劑2?10wt％，交聯(lián)劑0.5?3wt％，抗氧劑0.5?2wt％，潤滑劑0.5?1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5?2wt％；所述內(nèi)層包括以下的原料組分：PLA?10?40wt％，PBAT?50?80wt％，無機填料2?15wt％，增塑劑2?10wt％，交聯(lián)劑0.5?3wt％，抗氧劑0.5?2wt％，潤滑劑0.5?1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5?2wt％。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種三層共擠全生物降解地膜的制備方法，其特征在于，將外層、中間層、內(nèi)層的原料組分分別混合均勻，采用雙螺桿擠出機制成母粒，然后通過三層共擠吹塑成型工藝制得包含外層、中間層、內(nèi)層的三層共擠全生物降解地膜；所述外層包括以下的原料組分：PBAT80-95wt％，增塑劑2-10wt％，交聯(lián)劑0.5-3wt％，抗氧劑0.5-2wt％，潤滑劑0.5-1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5-2wt％；所述中間層包括以下的原料組分：PPC60-90wt％，PBAT10-40wt％，增塑劑2-10wt％，交聯(lián)劑0.5-3wt％，抗氧劑0.5-2wt％，潤滑劑0.5-1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5-2wt％；所述內(nèi)層包括以下的原料組分：PLA10-40wt％，PBAT50-80wt％，無機填料2-15wt％，增塑劑2-10wt％，交聯(lián)劑0.5-3wt％，抗氧劑0.5-2wt％，潤滑劑0.5-1.5wt％，光穩(wěn)定劑0.5-2wt％。2.如權(quán)利要求1所述的三層共擠全生物降解地膜的制備方法，其特征在于，將外層的原料組分混合均勻的步驟具體為，將外層的原料組分按配比稱量，將稱量好的PBAT放置于高速混合機中，加入稱量好的增塑劑后攪拌1-2min，再加入稱好的交聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪拌8-12min后出鍋，從而將外層的原料組分混合均勻，其中，混合溫度在60-80℃之間；將中間層的原料組分混合均勻的步驟具體為，將中間層的原料組分按配比稱量，將稱好的PPC、PBAT放置于高速混合機中，加入稱量好的增塑劑后攪拌1-2min，再加入稱好的交聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪拌8-12min后出鍋，從而將中間層的原料組分混合均勻，其中，混合溫度在60-80℃之間；將內(nèi)層的原料組分混合均勻的步驟具體為，將內(nèi)層的原料組分按配比稱量，將稱好的無機填料先在高速混合機中攪拌，并在攪拌過程中加入一部分稱好的增塑劑，攪拌時間為18-22min，以對無機填料的表面進行處理，攪拌均勻后打包待用，然后將稱量好的PLA、PBAT放置于高速混合機中，加入剩余的稱好的增塑劑攪拌1-2min，再加入稱好的交聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑及經(jīng)表面處理的無機填料，繼續(xù)攪拌8-12min后出鍋，從而將內(nèi)層的原料組分混合均勻，其中，混合溫度在60-80℃之間。3.如權(quán)利要求1所述的三層共擠全生物降解地膜的制備方法，其特征在于，采用雙螺桿擠出機制成母粒的步驟中，所述雙螺桿擠出機的溫度設(shè)定為130-190℃之間，螺桿轉(zhuǎn)速為40-200rpm，物料經(jīng)冷卻后切粒、打包；所述三層共擠吹塑成型工藝中，分別對應(yīng)外層、中間層、內(nèi)層的3臺擠出機的物料擠出速度為0.8-1.2：0.8-1.2：1，加工溫度均設(shè)定為150-220℃，螺桿轉(zhuǎn)速均為20-80rpm，薄膜牽引裝置的牽引速度為10-50m/min。4.如權(quán)利要求1所述的三層共擠全生物降解地膜的制備方法，其特征在于，所述三層共擠全生物降解地膜的厚度為10-15μm。5.如權(quán)利要求1所述的三層共擠全生物降解地膜的制備方法，其特征在于，所述PPC、PBAT、PLA均為經(jīng)過烘干處理的材料；所述PPC的粘均分子量為7萬-18萬；所述PBAT的數(shù)均分子量為...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳麗珍，楊宏，李積遷，陳濤，郭健，
申請(專利權(quán))人：深圳市虹彩新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44