三層共擠生物降解地膜的制備方法及三層共擠生物降解地膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三層共擠生物降解地膜的制備方法及三層共擠生物降解地膜。本發(fā)明的三層共擠生物降解地膜的制備方法，由內(nèi)層料、中層料和外層料通過三層共擠吹膜工藝加工成薄膜，通過材料復(fù)配改性技術(shù)和三層共擠技術(shù)，使生物降解地膜具有優(yōu)異的阻隔性能和良好的縱/橫向力學(xué)性能。
【專利說明】
三層共擠生物降解地膜的制備方法及三層共擠生物降解地膜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)用薄膜領(lǐng)域，尤其涉及一種三層共擠生物降解地膜的制備方法及三層共擠生物降解地膜。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料農(nóng)用地膜對土壤具有保墑和增溫作用，隨之為農(nóng)業(yè)帶來增產(chǎn)豐收，已在我國被譽為農(nóng)業(yè)上集化肥和種子之后的第三次革命。我國是每年使用聚乙烯地膜最多的國家，主要用在煙草、棉花、玉米、蔬菜等農(nóng)作物，聚乙烯地膜在給農(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”，據(jù)不完全統(tǒng)計，新疆部分地區(qū)聚乙烯地膜殘留量達到10-25kg，并且在持續(xù)增加，聚乙烯地膜降解時間長達200多年，每年大量殘膜留在地表和土壤中，既不能被微生物降解，也不被農(nóng)作物吸收，更不利于清理和回收，造成農(nóng)作物減產(chǎn)和土壤結(jié)構(gòu)板結(jié)，危害生態(tài)環(huán)境。
[0003]目前公開的專利中，主要在聚乙烯中引入光敏劑，其在紫外線的作用下，經(jīng)過一段時間成為碎片，主要是聚乙烯分子鏈斷裂，但不能完全降解，日積月累在土壤中殘留，造成農(nóng)作物減產(chǎn)和“白色污染”。
[0004]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，主要有:生物降解均聚脂，如羥基脂肪酸酯(鹽)聚合物(PHAs)、聚乳酸(PLA)，聚己內(nèi)酯(PCL);生物降解共聚酯，如聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚(丁二酸丁二醇酯共己二酸丁二醇酯)(PBSA);或是具有多糖結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物，如熱塑性淀粉(TPS)、醋酸纖維素等。但生物降解材料存在各種力學(xué)性能差、保水、保墑性不好及降解時間不可控等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種三層共擠生物降解地膜的制備方法，通過材料復(fù)配改性和三層共擠技術(shù)，使生物降解地膜具有優(yōu)異的阻隔性能和良好的縱/橫向力學(xué)性能。
[0006]本發(fā)明的目的還在于，提供一種三層共擠生物降解地膜，具有優(yōu)異的阻隔性能和良好的縱/橫向力學(xué)性能。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種三層共擠生物降解地膜的制備方法，由內(nèi)層料、中層料和外層料通過三層共擠吹膜工藝加工成薄膜，所述內(nèi)層料、中層料和外層料分別對應(yīng)形成三層共擠生物降解地膜的內(nèi)層、中間層、及外層；
[0008]所述內(nèi)層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PBAT樹脂40-60份、非糧淀粉20-30份、非糧淀粉改性劑6-10份、除草劑1-3份、抗老化劑1-3份；
[0009]所述中層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PPC樹脂60-80份、改性劑10_20份、保水劑1-4份、交聯(lián)劑0.3-1份、粘合劑0.5-2份；
[0010]所述外層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PBAT樹脂35-60份、PLA樹脂10-25份、擴鏈劑0.5-1份、增塑劑為3-8份、抗老化劑1-3份、熔體強度改性劑0.5-2份。
[0011]所述內(nèi)層料中，所述非糧淀粉為:過100目篩的木薯淀粉、番薯淀粉中的一種；
[0012]所述非糧淀粉改性劑為:聚丙烯腈、磷酸酯、甲酰胺中的一種或兩種的混合物。
[0013]所述內(nèi)層料中，所述除草劑為:氟草醚酯、氟磺胺草醚、吲哚酮草酯中的一種或兩種的混合物；
[0014]所述抗老化劑為:四[β-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸雙月桂酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種或多種的混合物。
[0015]所述中層料中，所述改性劑為:乙二酸、環(huán)氧脂肪酸丁酯、硬脂酸鈣中的兩種的混合物；
[0016]所述保水劑為:聚丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯酸鈉中的一種；
[0017]所述交聯(lián)劑為:過氧化二異丙苯、2，5-二甲基-2，5二叔丁基過氧化己烷、異氰酸酯中的一種；
[0018]所述粘合劑為:乙烯丙烯酸共聚物、乙烯一丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種。
[0019]所述外層料中，所述擴鏈劑為:聚氧化丙烯二胺、二甲氧基二氨基聯(lián)苯中的一種；
[0020]所述增塑劑為:聚乙二醇400、檸檬酸三丁酯、環(huán)氧大豆油中的一種或兩種的混合物；
[0021]所述抗老化劑為:四[β-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸雙月桂酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種或多種的混合物；
[0022]所述熔體強度改性劑為:聚對苯二酰對苯二胺、甲基丙烯酸甲酯中的一種。
[0023]所述三層共擠吹膜工藝中，所使用三層共擠吹膜機的長徑比為28-32:1、吹脹比為1.5-3:1。
[0024]本發(fā)明還提供一種三層共擠生物降解地膜，包括中間層、及分別位于中間層兩側(cè)的內(nèi)層與外層，所述內(nèi)層、中間層、及外層分別由內(nèi)層料、中層料、及外層料分別對應(yīng)形成；
[0025]所述內(nèi)層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PBAT樹脂40-60份、非糧淀粉20-30份、非糧淀粉改性劑6-10份、除草劑1-3份、抗老化劑1-3份；
[0026]所述中層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PPC樹脂60-80份、改性劑10_20份、保水劑1-4份、交聯(lián)劑0.3-1份、粘合劑0.5-2份；
[0027]所述外層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:ΡΒΑΤ樹脂35-60份、PLA樹脂10-25份、擴鏈劑0.5-1份、增塑劑為3-8份、抗老化劑1-3份、熔體強度改性劑0.5-2份。
[0028]所述內(nèi)層料中，所述非糧淀粉為:木薯淀粉、番薯淀粉中的一種，過100目篩；
[0029]所述非糧淀粉改性劑為:聚丙烯腈、磷酸酯、甲酰胺中的一種或兩種的混合物；
[0030]所述除草劑為:氟草醚酯、氟磺胺草醚、吲哚酮草酯中的一種或兩種的混合物；
[0031]所述抗老化劑為:四[β-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸雙月桂酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種或多種的混合物。
[0032]所述中層料中，所述改性劑為:乙二酸、環(huán)氧脂肪酸丁酯、硬脂酸鈣中的兩種的混合物；
[0033]所述保水劑為:聚丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯酸鈉中的一種；
[0034]所述交聯(lián)劑為:過氧化二異丙苯、2，5-二甲基-2，5二叔丁基過氧化己烷、異氰酸酯中的一種；
[0035]所述粘合劑為:乙烯丙烯酸共聚物、乙烯一丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種。
[0036]所述外層料中，所述擴鏈劑為:聚氧化丙烯二胺、二甲氧基二氨基聯(lián)苯中的一種；
[0037]所述增塑劑為:聚乙二醇400、檸檬酸三丁酯、環(huán)氧大豆油中的一種或兩種的混合物；
[0038]所述抗老化劑為:四[β-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸雙月桂酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種或多種的混合物；
[0039]所述熔體強度改性劑為:聚對苯二酰對苯二胺、甲基丙烯酸甲酯中的一種。
[0040]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的三層共擠生物降解地膜的制備方法，由內(nèi)層料、中層料和外層料通過三層共擠吹膜工藝加工成薄膜，通過材料復(fù)配改性和三層共擠技術(shù)，使得生物降解地膜具有優(yōu)異的阻隔氧氣、水蒸氣透過性能及良好的縱/橫向力學(xué)性能。本發(fā)明的三層共擠生物降解地膜，具有優(yōu)異的阻隔性能和良好的縱/橫向力學(xué)性能。
【附圖說明】
[0041]為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0042]附圖中，
[0043]圖1為本發(fā)明的三層共擠生物降解地膜的制備方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0044]為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。
[0045]請參閱圖1，本發(fā)明提供的三層共擠生物降解地膜的制備方法，由內(nèi)層料、中層料和外層料通過三層共擠吹膜工藝加工成薄膜，所述內(nèi)層料、中層料和外層料分別對應(yīng)形成三層共擠生物降解地膜的內(nèi)層、中間層、及外層；
[0046]所述內(nèi)層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PBAT樹脂40-60份、非糧淀粉20-30份、非糧淀粉改性劑6-10份、除草劑1-3份、抗老化劑1-3份；
[0047]所述中層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PPC樹脂60-80份、改性劑10-20份、保水劑1-4份、交聯(lián)劑0.3-1份、粘合劑0.5-2份；
[0048]所述外層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PBAT樹脂35-60份、PLA樹脂10-25份、擴鏈劑0.5-1份、增塑劑為3-8份、抗老化劑1-3份、熔體強度改性劑0.5-2份。
[0049]具體地，所述三層共擠吹膜工藝的具體技術(shù)方案如下:
[0050]將內(nèi)層料、中層料和外層料按照配方要求計量后，分別加入三層共擠吹膜機的料斗中，開啟已經(jīng)按預(yù)定溫度加熱的三層共擠吹膜機，內(nèi)層料、中層料和外層料通過在一定加熱溫度下熔融、剪切，在三層共擠模頭口處制成薄膜，然后通過吹脹、冷卻、定型，制得三層共擠生物降解地膜，最后通過收卷裝置收卷，優(yōu)選的，所述三層共擠吹膜機長徑比為28-32:
1、吹脹比為1.5-3:1。
[0051]具體地，所述非糧淀粉為:木薯淀粉、番薯淀粉中的一種，淀粉目數(shù)為100目，即所述非糧淀粉為過100目篩的淀粉。
[0052]具體地，所述非糧淀粉改性劑為:聚丙烯腈、磷酸酯、甲酰胺中的一種或兩種的混合物。
[0053]具體地，所述除草劑為:氟草醚酯、氟磺胺草醚、吲哚酮草酯中的一種或兩種的混合物。
[0054]具體地，所述抗老化劑為:四[β-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸雙月桂酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種或多種的混合物。
[0055]具體地，所述改性劑為:乙二酸、環(huán)氧脂肪酸丁酯、硬脂酸鈣中的兩種的混合物。
[0056]具體地，所述保水劑為:聚丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯酸鈉中的一種。
[0057]具體地，所述交聯(lián)劑為:過氧化二異丙苯、2，5-二甲基-2，5二叔丁基過氧化己烷、異氰酸酯中的一種。
[0058]具體地，所述粘合劑為:乙烯丙烯酸共聚物、乙烯一丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種。
[0059]具體地，所述擴鏈劑為:聚氧化丙烯二胺、二甲氧基二氨基聯(lián)苯中的一種。
[0060]具體地，所述增塑劑為:聚乙二醇400、檸檬酸三丁酯、環(huán)氧大豆油中的一種或兩種的混合物。
[0061]具體地，所述熔體強度改性劑為:聚對苯二酰對苯二胺、甲基丙烯酸甲酯中的一種。
[0062]本發(fā)明的三層共擠生物降解地膜的制備方法，由內(nèi)層料、中層料和外層料通過三層共擠吹膜工藝加工成薄膜，通過材料復(fù)配改性和三層共擠技術(shù)，使得生物降解地膜具有優(yōu)異的阻隔氧氣、水蒸氣透過性能及良好的縱/橫向力學(xué)性能。
[0063]本發(fā)明還提供一種三層共擠生物降解地膜，包括中間層、及分別位于中間層膜兩側(cè)的內(nèi)層與外層，所述內(nèi)層、中間層、及外層分別由內(nèi)層料、中層料、及外層料分別對應(yīng)形成；
[0064]具體地，所述非糧淀粉為:木薯淀粉、番薯淀粉中的一種，淀粉目數(shù)為100目，即所述非糧淀粉為過100目篩的淀粉。
[0065]具體地，所述非糧淀粉改性劑為:聚丙烯腈、磷酸酯、甲酰胺中的一種或兩種的混合物。
[0066]具體地，所述除草劑為:氟草醚酯、氟磺胺草醚、吲哚酮草酯中的一種或兩種的混合物。
[0067]具體地，所述抗老化劑為:四[β-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸雙月桂酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種或多種的混合物。
[0068]具體地，所述改性劑為:乙二酸、環(huán)氧脂肪酸丁酯、硬脂酸鈣中的兩種的混合物。
[0069]具體地，所述保水劑為:聚丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯酸鈉中的一種。
[0070]具體地，所述交聯(lián)劑為:過氧化二異丙苯、2，5-二甲基-2，5二叔丁基過氧化己烷、異氰酸酯中的一種。
[0071]具體地，所述粘合劑為:乙烯丙烯酸共聚物、乙烯一丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種。
[0072]具體地，所述擴鏈劑為:聚氧化丙烯二胺、二甲氧基二氨基聯(lián)苯中的一種。
[0073]具體地，所述增塑劑為:聚乙二醇400、檸檬酸三丁酯、環(huán)氧大豆油中的一種或兩種的混合物。
[0074]具體地，所述熔體強度改性劑為:聚對苯二酰對苯二胺、甲基丙烯酸甲酯。
[0075]綜上所述，本發(fā)明的三層共擠生物降解地膜的制備方法，由內(nèi)層料、中層料和外層料通過三層共擠吹膜工藝加工成薄膜，通過材料復(fù)配改性和三層共擠技術(shù)，使得生物降解地膜具有優(yōu)異的阻隔氧氣、水蒸氣透過性能及良好的縱/橫向力學(xué)性能。本發(fā)明的三層共擠生物降解地膜，具有優(yōu)異的阻隔性能和良好的縱/橫向力學(xué)性能。
[0076]以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明后附的權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種三層共擠生物降解地膜的制備方法，其特征在于，由內(nèi)層料、中層料和外層料通過三層共擠吹膜工藝加工成薄膜，所述內(nèi)層料、中層料和外層料分別對應(yīng)形成三層共擠生物降解地膜的內(nèi)層、中間層、及外層； 所述內(nèi)層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比=PBAT樹脂40-60份、非糧淀粉20-30份、非糧淀粉改性劑6-10份、除草劑1-3份、抗老化劑1-3份； 所述中層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PPC樹脂60-80份、改性劑10-20份、保水劑1-4份、交聯(lián)劑0.3-1份、粘合劑0.5-2份； 所述外層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PBAT樹脂35-60份、PLA樹脂10-25份、擴鏈劑0.5-1份、增塑劑為3-8份、抗老化劑1-3份、熔體強度改性劑0.5-2份。2.如權(quán)利要求1所述的三層共擠生物降解地膜的制備方法，其特征在于，所述內(nèi)層料中，所述非糧淀粉為:過100目篩的木薯淀粉、番薯淀粉中的一種； 所述非糧淀粉改性劑為:聚丙烯腈、磷酸酯、甲酰胺中的一種或兩種的混合物。3.如權(quán)利要求1所述的三層共擠生物降解地膜的制備方法，其特征在于，所述內(nèi)層料中，所述除草劑為:氟草醚酯、氟磺胺草醚、吲哚酮草酯中的一種或兩種的混合物； 所述抗老化劑為:四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸雙月桂酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種或多種的混合物。4.如權(quán)利要求1所述的三層共擠生物降解地膜的制備方法，其特征在于，所述中層料中，所述改性劑為:乙二酸、環(huán)氧脂肪酸丁酯、硬脂酸鈣中的兩種的混合物； 所述保水劑為:聚丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯酸鈉中的一種； 所述交聯(lián)劑為:過氧化二異丙苯、2，5_ 二甲基_2，5 二叔丁基過氧化己烷、異氰酸酯中的一種； 所述粘合劑為:乙烯丙烯酸共聚物、乙烯一丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種。5.如權(quán)利要求1所述的三層共擠生物降解地膜的制備方法，其特征在于，所述外層料中，所述擴鏈劑為:聚氧化丙烯二胺、二甲氧基二氨基聯(lián)苯中的一種； 所述增塑劑為:聚乙二醇400、檸檬酸三丁酯、環(huán)氧大豆油中的一種或兩種的混合物； 所述抗老化劑為:四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸雙月桂酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種或多種的混合物； 所述熔體強度改性劑為:聚對苯二酰對苯二胺、甲基丙烯酸甲酯中的一種。6.如權(quán)利要求1所述的三層共擠生物降解地膜的制備方法，其特征在于，三層共擠吹膜工藝中，所使用三層共擠吹膜機的長徑比為28-32:1、吹脹比為1.5-3:1。7.—種三層共擠生物降解地膜，其特征在于，包括中間層、及分別位于中間層兩側(cè)的內(nèi)層與外層，所述內(nèi)層、中間層、及外層分別由內(nèi)層料、中層料、及外層料分別對應(yīng)形成； 所述內(nèi)層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:ΡΒΑΤ樹脂40-60份、非糧淀粉20-30份、非糧淀粉改性劑6-10份、除草劑1-3份、抗老化劑1-3份； 所述中層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PPC樹脂60-80份、改性劑10-20份、保水劑1-4份、交聯(lián)劑0.3-1份、粘合劑0.5-2份； 所述外層料包括以下原料組分及質(zhì)量配比:PBAT樹脂35-60份、PLA樹脂10-25份、擴鏈劑0.5-1份、增塑劑為3-8份、抗老化劑1-3份、熔體強度改性劑0.5-2份。8.如權(quán)利要求7所述的三層共擠生物降解地膜，其特征在于，所述內(nèi)層料中，所述非糧淀粉為:木薯淀粉、番薯淀粉中的一種，過100目篩； 所述非糧淀粉改性劑為:聚丙烯腈、磷酸酯、甲酰胺中的一種或兩種的混合物； 所述除草劑為:氟草醚酯、氟磺胺草醚、吲哚酮草酯中的一種或兩種的混合物； 所述抗老化劑為:四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸雙月桂酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種或多種的混合物。9.如權(quán)利要求7所述的三層共擠生物降解地膜，其特征在于，所述中層料中，所述改性劑為:乙二酸、環(huán)氧脂肪酸丁酯、硬脂酸鈣中的兩種的混合物； 所述保水劑為:聚丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯酸鈉中的一種； 所述交聯(lián)劑為:過氧化二異丙苯、2，5_ 二甲基_2，5 二叔丁基過氧化己烷、異氰酸酯中的一種； 所述粘合劑為:乙烯丙烯酸共聚物、乙烯一丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種。10.如權(quán)利要求7所述的三層共擠生物降解地膜，其特征在于，所述外層料中，所述擴鏈劑為:聚氧化丙烯二胺、二甲氧基二氨基聯(lián)苯中的一種； 所述增塑劑為:聚乙二醇400、檸檬酸三丁酯、環(huán)氧大豆油中的一種或兩種的混合物；所述抗老化劑為:四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸雙月桂酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的一種或多種的混合物； 所述熔體強度改性劑為:聚對苯二酰對苯二胺、甲基丙烯酸甲酯中的一種。
【文檔編號】C08L3/02GK106003943SQ201610333760
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】李積遷, 陳永弟, 楊宏, 陳曉江, 李建平
【申請人】深圳市虹彩新材料科技有限公司