CN109651786B - 一种全生物可降解石油防渗膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全生物可降解石油防渗膜及其制备方法，包括按重量份计的淀粉5‑30份，全生物降解聚酯聚乳酸60‑90份和辅料5～10份，通过混合，塑化、剪切和挤出得到全降解材料母粒，然后母粒经过熔融、挤出和冷却得到该全生物可降解石油防渗膜。本发明本发明石油防渗膜采用淀粉和全生物降解聚酯聚乳酸合成，相比于单独使用聚酯聚乳酸共混物，通过将淀粉参与到聚酯聚乳酸的配方中，利用淀粉表面亲水性强的特点解决了普通聚酯聚乳酸薄膜耐油性差的缺点，同时成本低廉的淀粉属于自然来源，降解性能更为优良。
Description
技术领域
本发明涉及一种全生物可降解石油防渗膜及其制备方法，属于功能膜制备领域。
背景技术
随着油田区域井况老化增多，修井作业频率越来越高。在修井作业过程中需要将井内管柱提出，才能进行井下作业维修。原油井管柱本体上带有原油及油泥砂等污染物质，以往管柱提出后为便于修井作业施工完毕下井方便，都是在井场内就地铺设防渗布，将管柱摆放在防渗布上。以往的防渗布分塑料防渗布和编织型防渗布两种，优点是材料成本较低，缺点是使用完后集中回收运输至热电厂进行高温焚烧处理，产生二次成本费用。而且随着国家环保控制力度的加大，坚决杜绝有毒物质的焚烧与排放，而以上两种防渗布在高温焚烧时产生大量硫等有毒物质，已被明令禁止。防渗布使用后无法进行后续处理给油田修井作业带来极大的困扰和难度，给环境留下严重隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可用于替代普通石油防渗膜的全生物降解石油防渗膜。
为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种全生物可降解石油防渗膜，包括如下重量份的组分：
淀粉5-30份，
全生物降解聚酯聚乳酸60-90份，
以及辅料5～10份。
其中，所述全生物降解聚酯聚乳酸选自聚乳酸、聚己内酯、对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯、琥珀酸丁二酯和聚羟基丁酸酯中的一种或两种以上的组合物，优选聚乳酸与至少一种共聚酯的复合物。
所述辅料包括抗氧剂、润滑剂和色母粒等。
其中抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)中的一种或两种以上的组合物，优选抗氧剂1010与抗氧剂168按照质量比为1:1混合的复配物。
润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸甘油酯、液体石蜡和氧化聚乙烯蜡中的一种或两种以上的组合物，优选硬脂酸锌和液体石蜡的复配物。
本发明还提供上述全生物可降解石油防渗膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将淀粉、全生物降解聚酯聚乳酸和辅料混合均匀；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入到双螺杆挤出机中，在110-200℃下经塑化、剪切和挤出得到全降解材料母粒；
步骤三：将步骤二得到的母粒投入单螺杆吹膜机组，经过熔融、挤出和冷却即得全生物可降解石油防渗膜。
步骤二中，所述塑化的温度优选为170-185℃，塑化时间优选为1-2分钟；所用双螺杆挤出机为通用型，无需特殊模式。
步骤三中，单螺杆吹膜机组熔融挤出所设温度为180-200℃，吹胀2-4倍，采用空气冷却，环境温度可定为20-30℃。
所述全生物可降解石油防渗膜的挤出厚度为0.02-0.08mm。
有益效果：
本发明石油防渗膜采用淀粉和全生物降解聚酯聚乳酸合成，相比于单独使用聚酯聚乳酸共混物，通过将淀粉参与到聚酯聚乳酸的配方中，利用淀粉表面亲水性强的特点解决了普通聚酯聚乳酸薄膜耐油性差的缺点，同时成本低廉的淀粉属于自然来源，降解性能更为优良。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
实施例1
取淀粉10份，聚乳酸(PLA)20份、聚己内酯(PCL)10份、对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯(PBAT)10份、琥珀酸丁二酯(PBS)10份、聚羟基丁酸酯(PHB)10份；其他成分为辅料，包括：抗氧剂1010 1.5份，硬脂酸锌1.5份，滑石粉1份，液蜡1.5份，色母粒4.5份等共计10份。将主要原料干燥后投入到高速混合机中，并将辅料加入其中，混合5分钟，转速为400转/分钟；混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度为160℃，经塑化、剪切、挤出、出料，制得全降解材料母粒。将母粒投入单螺杆吹膜机组，经过180℃熔融、挤出、吹胀2-4倍、风冷、牵引、收卷等进一步制备成石油防渗膜，厚度为0.05mm。将制得的薄膜作为原油开采过程中的防渗膜使用，效果良好，膜无破损
实施例2
取淀粉30份，对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯(PBAT)40份、聚羟基丁酸酯(PHB)20份；其他成分为辅料，包括：抗氧剂1010 1.5份，硬脂酸锌1.5份，滑石粉1份，液蜡1.5份，色母粒4.5份等共计10份。将主要原料干燥后投入到高速混合机中，并将辅料加入其中，混合10分钟，转速为200转/分钟；混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度为180℃，经塑化、剪切、挤出、出料，制得全降解材料母粒。将母粒投入单螺杆吹膜机组，经过180℃熔融、挤出、吹胀2-4倍、风冷、牵引、收卷等进一步制备成石油防渗膜，厚度为0.08mm。将制得的薄膜作为原油开采过程中的防渗膜使用，效果良好，膜无破损
实施例3
取淀粉5份，聚乳酸(PLA)15份、聚己内酯(PCL)10份、琥珀酸丁二酯(PBS)35份、聚羟基丁酸酯(PHB)25份；其他成分为辅料，包括：抗氧剂1010 1份，抗氧剂1681份，硬脂酸锌1份，滑石粉1份，液蜡1.5份，色母粒4.5份等共计10份。将主要原料干燥后投入到高速混合机中，并将辅料加入其中，混合8分钟，转速为300转/分钟；混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度为175℃，经200℃塑化、剪切、挤出、出料，制得全降解材料母粒。将母粒投入单螺杆吹膜机组，经过熔融、挤出、吹胀2-4倍、风冷、牵引、收卷等进一步制备成石油防渗膜，厚度为0.02mm。将制得的薄膜作为原油开采过程中的防渗膜使用，效果良好，膜无破损。
实施例4
取淀粉10份，聚乳酸(PLA)20份、聚己内酯(PCL)10份、对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯(PBAT)40份、琥珀酸丁二酯(PBS)10份；其他成分为辅料，包括：抗氧剂10101份，抗氧剂168 1份，硬脂酸锌1份，滑石粉1份，液蜡1.5份，色母粒4.5份等共计10份。将主要原料干燥后投入到高速混合机中，并将辅料加入其中，混合5分钟，转速为400转/分钟；混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度为165℃，经塑化、剪切、挤出、出料，制得全降解材料母粒。将母粒投入单螺杆吹膜机组，经过200℃熔融、挤出、吹胀2-4倍、风冷、牵引、收卷等进一步制备成石油防渗膜，厚度为0.04mm。将制得的薄膜作为原油开采过程中的防渗膜使用，效果良好，膜无破损
实施例5
取淀粉5份，聚乳酸(PLA)25份、对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯(PBAT)40份、琥珀酸丁二酯(PBS)20份；其他成分为辅料，包括：抗氧剂1010 1份，抗氧剂1681份，硬脂酸锌1份，滑石粉1份，液蜡1.5份，色母粒4.5份等共计10份。将主要原料干燥后投入到高速混合机中，并将辅料加入其中，混合6分钟，转速为280转/分钟；混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度为185℃，经塑化、剪切、挤出、出料，制得全降解材料母粒。将母粒投入单螺杆吹膜机组，经过190℃熔融、挤出、吹胀2-4倍、风冷、牵引、收卷等进一步制备成石油防渗膜，厚度为0.07mm，将制得的膜作为原油开采过程中的防渗膜使用，效果良好，膜无破损。
实施例6
取淀粉30份，聚乳酸(PLA)20份、聚己内酯(PCL)40份；其他成分为辅料，包括抗氧剂1010 1份，抗氧剂168 1份，硬脂酸锌1份，滑石粉1份，液蜡1.5份，色母粒4.5份等共计10份。将主要原料干燥后投入到高速混合机中，并将辅料加入其中，混合10分钟，转速为200转/分钟；混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度为200℃，经塑化、剪切、挤出、出料，制得全降解材料母粒。将母粒投入单螺杆吹膜机组，经过190℃熔融、挤出、吹胀2-4倍、风冷、牵引、收卷等进一步制备成石油防渗膜，厚度为0.03mm。将制得的薄膜作为原油开采过程中的防渗膜使用，效果良好，膜无破损
实施例7
取淀粉10份，聚己内酯(PCL)40份、对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯(PBAT)20份、琥珀酸丁二酯(PBS)20份；其他成分为辅料，包括：抗氧剂1010 1.5份，硬脂酸锌1.5份，滑石粉1份，液蜡1.5份，色母粒4.5份等共计10份。将主要原料干燥后投入到高速混合机中，并将辅料加入其中，混合10分钟，转速为300转/分钟；混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度为140℃，经塑化、剪切、挤出、出料，制得全降解材料母粒。将母粒投入单螺杆吹膜机组，经过200℃熔融、挤出、吹胀2-4倍、风冷、牵引、收卷等进一步制备成石油防渗膜，厚度为0.08mm。将制得的薄膜作为原油开采过程中的防渗膜使用，效果良好，膜无破损。
实施例8
取淀粉10份，聚乳酸(PLA)10份、琥珀酸丁二酯(PBS)30份、聚羟基丁酸酯(PHB)40份；其他成分为辅料，包括：抗氧剂1010 1.5份，硬脂酸锌1.5份，滑石粉1份，液蜡1.5份，色母粒4.5份等共计10份。将主要原料干燥后投入到高速混合机中，并将辅料加入其中，混合5分钟，转速为400转/分钟；混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度为155℃，经塑化、剪切、挤出、出料，制得全降解材料母粒。将母粒投入单螺杆吹膜机组，经过200℃熔融、挤出、吹胀2-4倍、风冷、牵引、收卷等进一步制备成石油防渗膜，厚度为0.07mm。将制得的薄膜作为原油开采过程中的防渗膜使用，效果良好，膜无破损。
对比例1
取琥珀酸丁二酯(PBS)90份；其他成分为辅料，包括：抗氧剂1010 1份，抗氧剂1681份，硬脂酸锌1份，滑石粉1份，液蜡1.5份，色母粒4.5份等共计10份。将主要原料干燥后投入到高速混合机中，并将辅料加入其中，混合7分钟，转速为350转/分钟；混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度为110℃，经塑化、剪切、挤出、出料，制得全降解材料母粒。将母粒投入单螺杆吹膜机组，经过200℃熔融、挤出、吹胀2-4倍、风冷、牵引、收卷等进一步制备成石油防渗膜，厚度为0.05mm，将制得的薄膜作为原油开采过程中的防渗膜使用，膜出现少量油液渗透。
本发明提供了一种全生物可降解石油防渗膜及其制备方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (4)
1.一种全生物可降解膜作为石油防渗膜的应用，其特征在于，由如下重量份的组分组成：
淀粉5-30份，
全生物降解聚酯60-90份，
以及辅料5~10份；
所述全生物降解聚酯选自聚乳酸、聚己内酯、对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯、琥珀酸丁二酯和聚羟基丁酸酯中的一种或两种以上的组合物；
所述辅料包括抗氧剂、润滑剂和色母粒；
所述抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或两种以上的组合物；
所述润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸甘油酯、液体石蜡和氧化聚乙烯蜡中的一种或两种以上的组合物；
所述的全生物可降解膜通过如下步骤制备：
步骤一：将淀粉、全生物降解聚酯和辅料混合均匀；
步骤二：将步骤一混合好的物料加入到双螺杆挤出机中，在110-200℃下经塑化、剪切和挤出得到全降解材料母粒；
步骤三：将步骤二得到的母粒投入单螺杆吹膜机组，经过熔融、挤出和冷却即得全生物可降解膜。
2.根据权利要求1所述的全生物可降解膜作为石油防渗膜的应用，其特征在于，步骤二中，所述塑化的温度为170-185℃，塑化时间为1-2分钟。
3.根据权利要求1所述的全生物可降解膜作为石油防渗膜的应用，其特征在于，步骤三中，单螺杆吹膜机组熔融挤出所设温度为180-200℃，吹胀2-4倍，采用空气冷却，环境温度为20-30℃。
4.根据权利要求1所述的全生物可降解膜作为石油防渗膜的应用，其特征在于，步骤三中，全生物可降解膜的挤出厚度为0.02-0.08 mm。
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