一种生物降解农用地膜及其制备方法_4

文档序号:9721952阅读:来源:国知局
本发明提供的生物降解农用地膜的拉伸强度2 18MPa,水蒸气透过量小于130g/m2.d。
[0063] 本发明提供了一种生物降解农用地膜的制备方法,包括以下步骤:
[0064] 原料依次经过熔融共混、造粒和吹塑,得到生物降解农用地膜;
[0065]所述原料包括20~80重量份超高分子量聚碳酸亚丙酯、15~75重量份高分子量聚 酯、0.2~1.5重量份扩链剂和2~25重量份片层结构纳米填料;
[0066]所述超高分子量聚碳酸亚丙酯的数均分子量2 300kDa;所述高分子量聚酯包括聚 (己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)和/或二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯;所述 高分子量聚酯的数均分子量为80~150kDa。
[0067] 在本发明提供的制备方法中,原料首先进行熔融共混和造粒,所述原料包括超高 分子量聚碳酸亚丙酯、高分子量聚酯、扩链剂和片层结构纳米填料。在本发明中,所述超高 分子量聚碳酸亚丙酯的数均分子量2 300kDa,优选为300kDa~500kDa,更优选为320kDa~ 430kDa;所述超高分子量聚碳酸亚丙酯的重均分子量优选2 800kDa,更优选为800kDa~ 1200kDa,最优选为950kDa~1160kDa;所述高分子量聚碳酸亚丙酯在所述原料中的含量为 20~80重量份,优选为20~78重量份,更优选为20~50重量份或30~60重量份。
[0068] 在本发明中,所述高分子量聚酯包括聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯) 和/或二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯;所述高分子量聚酯的数均分子量为为80kDa~ 200kDa,优选为80kDa~lOOkDa,更优选为80kDa~92kDa;所述高分子量聚酯的重均分子量 优选为150kDa~300kDa,更优选为150kDa~200kDa,最优选为152kDa~182kDa;所述高分子 量聚酯在所述原料中的含量为15~75重量份,优选为40~75重量份。
[0069]在本发明中,所述扩链剂优选包括环氧树脂类扩链剂、碳化二亚胺扩链剂和噁唑 啉化合物扩链剂中的一种或多种;所述环氧树脂类扩链剂的型号优选包括ADR-4300、ADR-4370、ADR-4370S和ADR-4368中的一种或多种;所述扩链剂在所述原料中的含量为0.2~1.5 重量份,优选为0.5~1重量份。在本发明中,所述片层结构纳米填料径厚比优选2 50;所述 片层结构纳米填料优选包括纳米蒙脱土、纳米硅酸铝和纳米滑石粉中的一种或多种;所述 片层结构纳米填料在所述原料中的含量为2~25重量份,优选为5~15重量份。
[0070] 在本发明中,所述原料还包括紫外吸收剂、自由基捕捉剂和开口剂中的一种或多 种。在本发明中,所述紫外吸收剂的型号优选包括群-0、群-?、群-571、1^-765、群-531和群-234中的一种或多种;所述紫外吸收剂在所述原料中的含量优选为0.3~3重量份,更优选为 0.3~2.5重量份。在本发明中,所述自由基捕捉剂的型号优选包括UV-944、UV-622、UV-770 和UV-2020中的一种或多种;所述自由基捕捉剂在所述原料中的含量优选为0.2~2重量份, 更优选为0.2~1.5重量份。在本发明中,所述开口剂优选包括油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸 和油酸中的一种或多种;所述开口剂在所述原料中的含量优选为0.2~2重量份,更优选为 0.4~1重量份。
[0071] 在本发明中,所述原料熔融共混的温度优选为100°C~200°C。在本发明中,所述原 料优选在本领域技术人员熟知的双螺杆造粒机中进行熔融共混和造粒。原料完成熔融共混 和造粒后,得到塑料颗粒。
[0072] 得到塑料颗粒后,将所述塑料颗粒吹塑。其中,所述吹塑的温度优选为100°C~210 °C。本发明对所述塑料颗粒吹塑所采用的装置没有特别限定,优选为本领域技术人员熟知 的吹膜机。塑料颗粒吹塑结束后,得到生物降解农用地膜。
[0073] 采用本发明提供的方法制备得到的农用地膜具有较高的力学强度和较好的保湿 性能。实验结果表明,本发明提供的生物降解农用地膜的拉伸强度2 18MPa,水蒸气透过量 小于 130g/m2. d。
[0074] 为更清楚起见,下面通过以下实施例进行详细说明。
[0075] 实施例1
[0076]制备二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯
[0077]向氮气保护下的干燥聚合反应爸中加入32kg环氧丙烷,50g Co-Zn双金属氰化物 作为催化剂,0.9L干燥的摩尔质量350g/mol的聚丙二醇,搅拌lh,二氧化碳加压至5MPa,升 温至75°C,反应6h,将反应产物沉淀,分离后得二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)二元醇。
[0078]采用凝胶渗透色谱(GPC)分析,聚合物分子量2200Da,采用核磁共振氢谱分析(H1-NMR)共聚物醚段含量25 %。
[0079] 将70mol对苯二甲酸,30mol己二酸,lOOmol丁二醇和9g钛酸四丁酯加入50L聚合反 应釜中,氮气保护,235°C反应,当出水量达到理论出水量时,升温至255°C、减压至50Pa,继 续反应4h,得到分子量1800Da的PBAT小分子二元醇。
[0080] 将8.8kg二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)二元醇和10. SkgPBAT小分子二元醇9g钛酸四 丁酯在130°C,氮气保护下混合均匀,加入3093g二甲苯基二异氰酸酯(MDI),升温至190°C反 应,随后加入180g 1,4-丁二醇扩链,并继续反应3min~5min得到二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯。
[0081 ] 实施例2
[0082]制备农用地膜
[0083] 将20重量份PPC(数均分子量320kDa,重均分子量950kDa)、70重量份roAT(数均分 子量85kDa,重均分子量162kDa)、0.2重量份自由基捕捉剂UV-622、0.3重量份紫外吸收剂 UV-571、0.5重量份巴斯夫环氧扩链剂ADR-4370、0.3重量份芥酸酰胺和8.7重量份的纳米蒙 脱土 (径厚比为:130,厚度为:30nm)在混合机里混合均匀,采用双螺杆挤出机在120°C~180 °C下进行造粒,粒子冷却、干燥后采用常规单螺杆吹膜设备在100°C~150°C下吹制厚度 0.006mm的薄膜。
[0084] 实施例3
[0085]制备农用地膜
[0086] 将40重量份PPC(数均分子量390kDa,重均分子量1100kDa)、55重量份PBAT(数均分 子量80kDa,重均分子量1521^ &)、0.4重量份自由基捕捉剂1^-944、0.6重量份紫外吸收剂 UV-0、0.2重量份巴斯夫环氧扩链剂ADR-4368、0.2重量份芥酸酰胺和3.6重量份纳米滑石粉 (径厚比为:50,厚度为:170nm)在混合机里混合均匀,采用双螺杆挤出机在120°C~190°C下 进行造粒,粒子冷却、干燥后采用常规单螺杆吹膜设备在l〇〇°C~150°C下吹制厚度0.006mm 的薄膜。
[0087] 实施例4 [0088]制备农用地膜
[0089] 将30重量份PPC(数均分子量430kDa,重均分子量1160kDa)、50重量份实施例1制得 的二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯(数均分子量87kDa,重均分子量157kDa)、l重量份自 由基捕捉剂UV-2020、0.5重量份自由基捕捉剂UV-622、0.5重量份紫外吸收剂UV-0、2重量份 紫外吸收剂UV-765、0.2重量份巴斯夫环氧扩链剂ADR-4370S、0.3重量份芥酸酰胺,0.2重量 份硬脂酸和15重量份纳米硅酸铝(径厚比为:100,厚度为:50nm)在混合机里混合均匀,采用 双螺杆挤出机在l〇〇°C~170°C下进行造粒,粒子冷却、干燥后采用常规单螺杆吹膜设备在 100°C~160°C下吹制厚度0.006mm的薄膜。
[0090] 实施例5
[0091]制备农用地膜
[0092] 将50重量份PPC(数均分子量320kDa,重均分子量950kDa)、46重量份实施例1制得 的二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯(数均分子量91kDa,重均分子量182kDa)、0.5重量份 自由基捕捉剂UV-770、0.5重量份紫外吸收剂UV-P、0.5重量份紫外吸收剂UV-234、0.2重量 份巴斯夫环氧扩链剂ADR-4300、0.3重量份油酸酰胺和2重量份纳米硅酸铝(径厚比为:90, 厚度为:80nm)在混合机里混合均匀,采用双螺杆挤出机在120°C~200°C下进行造粒,粒子 冷却、干燥后采用常规单螺杆吹膜设备在120°C~170°C下吹制厚度0.006_的薄膜。
[0093] 实施例6 [0094]制备农用地膜
[0095] 将20重量份PPC(数均分子量430kDa,重均分子量1160kDa)、75重量份PBAT(数均分 子量92kDa,重均分子量174kDa)、0.5重量份自由基捕捉剂UV-770、0.5重量份自由基捕捉剂 UV-622、0.5重量份紫外吸收剂UV-53
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