CN105670239B - 一种以pla/pbat为基料的全降解育苗盘及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以PLA/PBAT为基料的全降解育苗盘及其制备方法。本育苗盘材料是由聚乳酸、聚对苯二甲酸己二酸丁二酯、生物基填料、无机填料及少量助剂组成，本材料已取得美国ASTMD6400，欧洲EN13432和澳大利亚AS4736认证，是完全可降解材料。本育苗盘的材料按重量份配比是:聚乳酸(PLA)10‑60份，聚对苯二甲酸己二酸丁二酯5‑60份，生物基填料5‑50份，无机填料5‑50份，助剂0.3‑10份。将上述各组分充分混合后经螺杆熔融塑化直接挤出0.2‑2mm厚的板材，将这种板材放到模压机上模压并用冲床将多余边角冲掉就得到我们要的全降解育苗盘。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是涉及一种以PLA/PBAT为基料的全降解育苗盘及其制备方法。
背景技术
目前生物降解材料的应用越来越广泛，对降解材料的要求也越来越高，不仅对材料的性能有一定的要求，对其降解安全性方面要求也很高。尤其在农业生产方面，就要求降解过程不影响农作物的生长，不会在土壤中残留有害物质。
PLA材料是完全可降解生物材料，其包括PLLA与PDLA，其具有优越的物理特性，根据其用途可分为注塑级，薄膜级和纤维级。这种材料硬，拉伸强度较大，但冲击强度有限，不能直接用来作模压板材等。PBAT属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性。但PBAT材料的拉伸强度不够，也不能直接用来作板材等；我们将他们各自的优点结合起来，可以使他们的应用领域扩大。
发明内容
本发明结合现有技术，开发出一种以PLA/PBAT为基料的全降解育苗盘。按照质量份数计，该材料由下列组分组成：
按照质量份数计，由下列组分优选组成：
其中，所述的聚乳酸包括PDLA、PLLA中的至少一种，其重均分子量为100000-180000，熔融指数为3-12g/10min。
所述的聚对苯二甲酸己二酸丁二酯的重均分子量为50000-160000。
所述的生物基填料为玉米淀粉、热塑性淀粉、400目木粉、500目竹纤维、500目稻壳粉、400目纤维素中的至少一种。
所述的无基填料为650-1000目滑石粉、500-1000目碳酸钙、800目云母粉、600目陶土、600-1000目蒙脱土中的至少一种。
所述的助剂主要包括：相容剂、抗氧剂、增塑剂、热稳定剂、增强剂、增韧剂；相容剂选用马来酸酐接枝相容剂；抗氧剂选用抗氧剂BHT(2，6-二叔丁基对甲酚)；增塑剂选用环氧大豆油系列，环氧值大于6.0％，添加要求符合GB9685-2008要求。
一种以PLA/PBAT为基料的全降解育苗盘的制备方法，包括以下步骤：
1)将聚乳酸树脂与聚对苯二甲酸己二酸丁二酯树脂干燥处理，使其含水量≤200PPM；
2)准确称取聚乳酸、聚对苯二甲酸己二酸丁二酯、生物基填料、无机填料、助剂等原料，将其加入高混机中充分混合；
3)将混合好的物料经双螺杆挤出机挤出得到的板材在模压机中加热模压再经冲床加工出所需要规格的育苗盘。
其中，步骤3)中挤出机螺杆转速控制在100-300r/min。
挤出机螺杆各温区温度设置如下：
本发明材料可100％完全生物降解，其降解速度控制在3-6个月，使用本秧盘可以大大提高秧苗的成活率，使用本秧盘可以省去起苗的工序，大大提高劳动效率。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步的具体说明，但本发明并不限于这些实施例。
一种以PLA/PBAT为基料的全降解育苗盘，所述的双螺杆挤出机，是指高分子材料改性行业常用的双螺杆挤出机，其螺杆组合和长径比可根据材料改性要求即可。模压机，是指塑料加工行业能够用于PP，PVC等材料的模压加工即可。
实施例一
聚乳酸(PLA)10份，聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)64份，玉米淀粉20份，滑石粉5份，相溶剂0.3份，增塑剂0.2份，聚乳酸树脂与聚对苯二甲酸己二酸丁二酯树脂真空干燥处理，使其含水量≤200PPM，将上述原料加入高混机中800r/min混合10分钟使其均匀，再经双螺杆150r/min挤出0.35mm厚板材，最后经模压机模压，模压温度控制在70-120度，最后经冲床加工即得到我们所需要的育苗盘。按国标GBT19811-2005(堆肥条件下塑料的崩解程度)测试其崩解度20周后为100％。
实施例二
聚乳酸(PLA)13份，聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)61份，玉米淀粉20份，滑石粉5份，相容剂0.3份，增塑剂0.2份，聚乳酸树脂与聚对苯二甲酸己二酸丁二酯树脂干燥处理，使其含水量≤200PPM，将上述原料加入高混机中800r/min混合10分钟使其均匀，再经双螺杆150r/min挤出0.35mm厚板材，最后经模压机模压，模压温度控制在70-120度，最后经冲床加工即得到我们所需要的育苗盘。按国标GBT19811-2005(堆肥条件下塑料的崩解程度)测试其崩解度20周后为100％。
实施例三
聚乳酸(PLA)15份，聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)59份，玉米淀粉20份，滑石粉5份，相容剂0.3份，增塑剂0.2份，聚乳酸树脂与聚对苯二甲酸己二酸丁二酯树脂干燥处理，使其含水量≤200PPM，将上述原料加入高混机中800r/min混合10分钟使其均匀，再经双螺杆150r/min挤出0.35mm厚板材，最后经模压机模压，模压温度控制在70-120度，最后经冲床加工即得到我们所需要的育苗盘。按国标GBT19811-2005(堆肥条件下塑料的崩解程度)测试其崩解度20周后为100％。
实施例四
聚乳酸(PLA)20份，聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)54份，玉米淀粉20份，滑石粉5份，相容剂0.3份，增塑剂0.2份，聚乳酸树脂与聚对苯二甲酸己二酸丁二酯树脂干燥处理，使其含水量≤200PPM，将上述原料加入高混机中800r/min混合10分钟使其均匀，再经双螺杆150r/min挤出0.35mm厚板材，最后经模压机模压，模压温度控制在70-120度，最后经冲床加工即得到我们所需要的育苗盘。按国标GBT19811-2005(堆肥条件下塑料的崩解程度)测试其崩解度20周后为100％。
实施例五
聚乳酸(PLA)25份，聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)49份，玉米淀粉20份，滑石粉5份，相容剂0.3份，增塑剂0.2份，聚乳酸树脂与聚对苯二甲酸己二酸丁二酯树脂干燥处理，使其含水量≤200PPM，将上述原料加入高混机中800r/min混合10分钟使其均匀，再经双螺杆150r/min挤出0.35mm厚板材，最后经模压机模压，模压温度控制在70-120度，最后经冲床加工即得到我们所需要的育苗盘。按国标GBT19811-2005(堆肥条件下塑料的崩解程度)测试其崩解度20周后为100％。
实施例六
聚乳酸(PLA)35份，聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)39份，玉米淀粉20份，滑石粉5份，相容剂0.3份，增塑剂0.2份。聚乳酸树脂与聚对苯二甲酸己二酸丁二酯树脂干燥处理，使其含水量≤200PPM，将上述原料加入高混机中800r/min混合10分钟使其均匀，再经双螺杆150r/min挤出0.35mm厚板材，最后经模压机模压，模压温度控制在70-120度，最后经冲床加工即得到我们所需要的育苗盘。按国标GBT19811-2005(堆肥条件下塑料的崩解程度)测试其崩解度20周后为100％。
从表1可以看出，随着聚对苯二甲酸己二酸丁二酯在材料中的百分比增加，材料的拉伸强度呈下降趋势，断裂伸长率呈增加趋势，在实际使用过程中可以调节材料中各组分的配比来满足各类制品的使用要求。
表1
| 组分 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 实施例五 | 实施例六 |
| PLA(％) | 10 | 13 | 15 | 20 | 25 | 35 |
| PBAT(％) | 64 | 61 | 59 | 54 | 49 | 39 |
| 生物基填料(％) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 无机填料(％) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 助剂(％) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 拉伸强度(MPa) | 2.1 | 2.8 | 3.2 | 4.9 | 7.3 | 12.7 |
| 断裂伸长率 | 1596％ | 1273％ | 896％ | 542％ | 315％ | 213％ |
Claims (5)
1.一种以PLA/PBAT为基料的全降解育苗盘，其特征在于，按照质量份数计，由下列组分组成：
其中，所述的聚乳酸包括PDLA、PLLA中的至少一种，其重均分子量为100000-180000，熔融指数为3-12g/l0min；
所述的聚对苯二甲酸己二酸丁二酯的重均分子量为50000-160000；
所述相容剂选用马来酸酐接枝相容剂；增塑剂选用环氧大豆油系列，环氧值大于6.0％，添加要求符合GB9685-2008要求。
2.根据权利要求1所述的一种以PLA/PBAT为基料的全降解育苗盘，其特征在于，按照质量份数计，由下列组分优选组成：
3.一种权利要求1或2所述的以PLA/PBAT为基料的全降解育苗盘的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将聚乳酸树脂与聚对苯二甲酸己二酸丁二酯树脂干燥处理，使其含水量≤200PPM；
2)准确称取聚乳酸、聚对苯二甲酸己二酸丁二酯、滑石粉、玉米淀粉、相容剂和增塑剂，将其加入高混机中充分混合；
3)将混合好的物料经双螺杆挤出机挤出得到的板材在模压机中加热模压再经冲床加工出所需要规格的育苗盘。
4.根据权利要求3所述的一种以PLA/PBAT为基料的全降解育苗盘的制备方法，其特征在于，步骤3)中挤出机螺杆转速控制在100-300r/min。
5.根据权利要求3所述的一种以PLA/PBAT为基料的全降解育苗盘的制备方法，其特征在于，挤出机螺杆各温区温度设置如下：
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