本发明涉及一种塑料膜类制品原料及其制备方法，特别涉及一种功能性填充型光降解塑料膜类制品原料及其制备方法和应用。本发明属于塑料膜类制品加工技术领域。
背景技术：
塑料膜类制品已广泛应用于农业、工业与生活各个领域，已成为不可替代的产品。但塑料制品的广泛使用，对环境造成了严重的白色污染，影响到了人类的生活与健康。因此解决塑料产品所带来的污染问题变得十分迫切。
目前，用于解决白色污染主要有两种途径：一种是生物降解，另一种是光降解。前者因为成本高，使用性能差，故难以应用于塑料膜的降解中。光降解是目前用于塑料膜，特别是一次性使用的PE膜降解的一种使用较为广泛的方法。
本发明提出了一种功能性填充型光降解母粒及其制备方法，本发明与现有的其他技术相比，其最大优势在于采用微纳米级的无机料填充型技术，成本低，由于采用超细功能性无机粉，可提高膜的降解率以及可控性，在较大填充比例的情况下，不影响或者很少影响膜的力学性能，并且能够提高膜的光亮度以及柔软性。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种可光降解的功能性填充型母粒及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术手段：
本发明的一种功能性填充型光降解母粒，其由无机粉、光降解剂、表面活性剂、加工助剂与树脂组成，各组分的重量比为无机粉：光降解剂：表面活性剂：加工助剂：树脂＝60-80：2-10：1-4：2-6：10-20。
在本发明中，优选的，所述的无机粉选自沉淀硫酸钡、煅烧滑石粉、煅烧高岭土、碳酸钙中的一种或两种以上按照任意比例复配的混合物，所述无机粉的粒径为3000-10000目。
在本发明中，优选的，所述的光降解剂选自十二烷基二茂铁、硬脂酸铁、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌中的一种或两种以上按照任意比例复配的混合物。
在本发明中，优选的，所述的表面活性剂选自硬脂酸、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂及高分子偶联剂中的一种或两种以上按照任意比例复配的混合物。
在本发明中，优选的，所述的加工助剂选自白矿油、石蜡、PE蜡(聚乙烯蜡)、EBS(乙烯基双硬脂酰胺)、PP蜡(聚丙烯蜡)、氧化聚乙烯中的一种或两种以上按照任意比例复配的混合物。
在本发明中，优选的，所述的树脂选自HDPE(高密度聚乙烯)、LDPE(低密度高压聚乙烯)、LLDPE(线性低密度聚乙烯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、POE(聚烯烃塑性体)、POP(聚烯烃弹性体)中的一种或两种以上按照任意比例复配的混合物。
进一步的，本发明还提出了制备所述的功能性填充型光降解母粒的方法，按照以下两种方法中的任意一种进行：
第一种方法：按照权利要求1所述的重量比称取各原料，将无机粉，表面活性剂加入高速搅拌机内高速搅拌，待物料温度升至90-100℃时，再将其余原料一起加入高速搅拌机内，继续高速搅拌，当物料温度升至120-125℃时即可放料，待处理好的物料冷却到40℃以下，用平行双螺杆挤出机于140-170℃挤出造粒，得到所述的功能性填充型光降解母粒；
第二种方法：按照权利要求1所述的重量比称取各原料，将所有原料一起加入密炼机内进行塑炼，塑炼15-20min，当物料温度升至150-180℃时，物料呈熔融面团状，便可出料，趁热将物料转移到双腕强制喂料机内，用锥型单螺杆挤出机于140-170℃下挤出造粒，得到所述的功能性填充型光降解母粒。
更进一步，本发明还提出了所述的功能性填充型光降解母粒在制备塑料膜类制品中的应用，优选的，所述的塑料膜类制品包括农用地膜、生活垃圾袋、生活用包装袋、快递用包装袋以及工业用包装膜。
一种农用地膜，其由本发明所述的功能性填充型光降解母粒、LLDPE以及LDPE组成的原料吹塑而成，其中，优选的，所述的功能性填充型光降解母粒、LLDPE以及LDPE的重量比为5:3:2。
一种快递用包装膜，其由内层和外层通过双层共挤吹塑而成，其中：
内层由本发明所述的功能性填充型光降解母粒、LLDPE、LDPE以及黑色母组成的原料吹塑而成，优选的，所述的功能性填充型光降解母粒、LLDPE、LDPE以及黑色母的重量比为25:47:25:3；
外层由本发明所述的功能性填充型光降解母粒、LLDPE、LDPE以及白色母组成的原料吹塑而成，优选的，所述的功能性填充型光降解母粒、LLDPE、LDPE以及黑色母的重量比为25:25:47:3。
相较于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明采用微纳米级的具有催化光降解功能的天然无机粉作为主体材料，在高填充的情况下使膜制品仍具有较强的力学性能，由本发明的母粒所制备的农用地膜的力学性能按《GB 4455-2006农业用聚乙烯吹塑棚膜》进行测试，其纵、横向拉伸强度≥14MPa，纵、横向断裂伸长率≥310％，纵、横向直角撕裂强度≥58KN/m；
2、制成的产品降解性能好，以填充25％本发明母粒的农用地膜为例，经过80天诱导期(维持膜不破裂)后，本发明制备得到农用地膜开始大片开裂，180天后地膜残片小于4×4cm2，一年后基本降解完全。此外，本发明的可控性强，根据不同的用途，选择不同的填充比例，可使产品降解期控制在期望的时间内；
3、由于选择微纳米级的无机粉，使膜制品具有较好的外观性能，其透光性优于普通膜产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1功能性填充型光降解母粒的制备
准确称取60kg 10000目的沉淀硫酸钡，10kg 5000目煅烧高岭土，5kg 3000目碳酸钙，1kg铝酸酯偶联剂，0.5kg硅烷偶联剂，将上述原料一起加入200升的高速搅拌机内，高速搅拌，对无机粉进行活化处理，当温度升至95℃时，再加入4kg硬脂酸铁，2kg十二烷基二茂铁，1kg PE蜡，0.5kg石蜡，0.5kg EBS，0.5kg白矿油，2.5kg LDPE，10kg LLDPE，2.5kg EVA，继续高速搅拌，当温度升至125℃时，即刻放料，当物料冷却至40℃时，可使用平行双螺杆挤出机于150℃下挤出造粒，即获得100kg的功能性填充型光降解母粒。
实施例2功能性填充型光降解母粒的制备
准确称取50kg 10000目的沉淀硫酸钡，15kg 5000目煅烧滑石粉，1kg钛酸酯偶联剂，0.5kg硅烷偶联剂，0.5kg高分子偶联剂，将上述原料一起加入200升的高速搅拌机内，高速搅拌，对无机粉进行活化处理，当温度升至90℃时，再加入2kg硬脂酸镁，6kg十二烷基二茂铁，1kg PP蜡，1.5kg氧化聚乙烯，1.5kg白矿油，2.5kg HDPE，11.5kg LLDPE，3kg POE，继续高速搅拌，当温度升至120℃时，即刻放料，当物料冷却至40℃时，可使用平行双螺杆挤出机于160℃下挤出造粒，即获得100kg的功能性填充型光降解母粒。
实施例3功能性填充型光降解母粒的制备
准确称取66kg 10000目沉淀硫酸钡，8kg 5000目煅烧滑石粉，4kg 3500目碳酸钙，1kg钛酸酯偶联剂，0.5kg铝酸酯偶联剂，0.5kg硬脂酸，3kg硬脂酸钙、1kg硬脂酸铁，1kg硬脂酸锌，1kg白矿油，2kg氧化聚乙烯，10kg LLDPE，2kg EVA，将上述原料一起加入75升密炼机内，启动密炼机，经15min后，物料温度升至175℃左右，物料呈熔融面团状，趁热将其转移到双腕强制喂料机内，用锥型单螺杆挤出机于150℃下挤出造粒，即获得100kg的功能性填充型光降解母粒。
实施例4功能性填充型光降解母粒的制备
准确称取50kg 10000目沉淀硫酸钡，10kg 5000目煅烧滑石粉，10kg 3500目碳酸钙，1kg钛酸酯偶联剂，0.5kg铝酸酯偶联剂，0.5kg硅烷偶联剂，0.5kg硬脂酸，3kg硬脂酸钙、1kg硬脂酸镁，1kg PP蜡，2kg EBS，10kg LDPE，2kg POP，将上述原料一起加入75升密炼机内，启动密炼机，经15min后，物料温度升至175℃左右，物料呈熔融面团状，趁热将其转移到双腕强制喂料机内，用锥型单螺杆挤出机于160℃下挤出造粒，即获得100kg的功能性填充型光降解母粒。
实施例5农用地膜的制备
1、方法：
将实施例1制备得到的功能性填充型光降解母粒按以下配方比例吹塑成农用地膜：
LLDPE：50kg
LDPE：30kg
功能性填充型光降解母粒：20kg
2、农用地膜的性能测试
农用地膜的力学性质按《GB 4455-2006农业用聚乙烯吹塑棚膜》国家标准进行测试，其纵、横向拉伸强度为15MPa，纵、横向断裂伸长率为350％，纵、横向直角撕裂强度为60KN/m，透光性优于普通地膜。
将本发明的制备得到的农用地膜以及市售普通农业地膜同时用于农田进行实验，结果发现：经过80天诱导期(维持膜不破裂)后，本发明制备得到农用地膜开始大片开裂，180天后地膜残片小于4×4cm2，一年后基本降解完全。而普通地膜基本无降解现象。
实施例6快递用包装膜的制备
1、方法
将实施例3制备得到的功能性填充型光降解母粒按以下配方比例吹塑成双层共挤快递用包装膜：
内层：47kg LLDPE，25kg LDPE，25kg功能性填充型光降解母粒，3kg黑色母
外层：47kg LDPE，25kg LLDPE，25kg功能性填充型光降解母粒，3kg白色母
2、快递用包装膜的性能测试
按照国家标准《GB/T 20197-2006降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求》对本发明制备得到快递用包装膜的力学性质以及光降解性能(实验室氙灯下人工加速老化)进行了测试，结果如表1所示：
表1快递用包装膜的性能测试