CN111303597A - 一种吹膜用降解填充母料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吹膜用降解填充母料，按重量份计，其制备原料包括降解树脂15～30份、填料45～60份、聚乙烯3～8份、光降解剂8～12份、生物降解剂8～12份。该降解填充母料用于农用薄膜的制备，解决现有材料无法实现降解而造成的环境污染的技术问题，同时能与农作物的生长周期相配合，在1～2个月内保持良好的力学性能，废弃后能够被自然界的微生物、光、热、水等综合作用下进行完全的环境中降解，其降解产物能达到回归于自然生态平衡中的要求。

Description

一种吹膜用降解填充母料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种吹膜用降解填充母料及其制备方法。
背景技术
农用薄膜是应用于农业生产的塑料薄膜的总称，对于播种时期的保湿、保温起非常重要的作用。随着科学技术的进步，对农用薄膜的要求越来越高，尤其是出于对环保的需求，急需一种能够降解的薄膜材料。
目前市面上的降解薄膜主要原料为降解母粒与塑料粒子混合生产而成，但是降解性能与使用期间的力学性能难以平衡，使得薄膜寿命不能与农作物的生长周期相配合，或是薄膜废弃后长期无法降解。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种吹膜用降解填充母料，按重量份计，其制备原料包括降解树脂15～30份、填料45～60份、聚乙烯3～8份、光降解剂8～12份、生物降解剂8～12份。
作为一种优选的技术方案，所述制备原料还包括光稳定剂。
作为一种优选的技术方案，所述光稳定剂选自2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、苯甲酸(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯、癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述降解树脂选自聚ε-己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚羟基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述填料选自碳酸钙、白炭黑、氧化铝、高岭土、蒙脱石土、凹凸棒土中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，密度为0.91～0.93g/cm3。
作为一种优选的技术方案，所述光降解剂选自硬脂酸铁、硬脂酸铈、硬脂酸锰、二苯酮、4，4’-二甲氨基二苯酮中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述生物降解剂选自玉米淀粉、聚乙烯醇、海藻酸醛、海藻酸钠、羟丙基淀粉中的一种或多种的混合。
本发明的第二方面提供了一种如上所述的吹膜用降解填充母料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料按比例送入螺杆机混合，经塑化、混炼后挤出造粒，即得。
本发明的第三方面提供了一种如上所述的吹膜用降解填充母料的应用，其用于农用薄膜的制备。
有益效果：本发明提供了一种吹膜用降解填充母料，其用于农用薄膜的制备，解决现有材料无法实现降解而造成的环境污染的技术问题，同时能与农作物的生长周期相配合，在1～2个月内保持良好的力学性能，废弃后能够被自然界的微生物、光、热、水等综合作用下进行完全的环境中降解，其降解产物能达到回归于自然生态平衡中的要求。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。
在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种吹膜用降解填充母料，按重量份计，其制备原料包括降解树脂15～30份、填料45～60份、聚乙烯3～8份、光降解剂8～12份、生物降解剂8～12份。
本申请中的降解树脂是指可在自然环境条件下降解成对环境无害的物质的树脂，在一些优选的实施方式中，所述降解树脂选自聚ε-己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚羟基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中的一种或多种的混合。
在一些优选的实施方式中，所述填料选自碳酸钙、白炭黑、氧化铝、高岭土、蒙脱石土、凹凸棒土中的一种或多种的混合。
在一些优选的实施方式中，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，密度为0.91～0.93g/cm3。本申请中的低密度聚乙烯可为市售，例如茂名石化、燕山石化、卡塔尔石化、埃克森美孚的聚乙烯产品等，优选为埃克森美孚的LD 160AT产品。
发明人在仔细的研究中发现，聚乙烯可作为降解树脂的载体以保证薄膜在使用过程中的性能，即薄膜在降解前能够满足使用需求而不会产生破裂，发明人意料不到地发现使用埃克森美孚的LD 160AT作为载体还可以加速降解速率，其原因在于，LD 160AT与降解树脂共混后，在薄膜的降解过程中更易分裂成小碎片，在光、氧、生物共同作用下快速分解。
本申请中的光降解剂能够在紫外光作用下产生自由基，进而攻击薄膜中的碳链，引起链断裂，实现光降解，在一些优选的实施方式中，所述光降解剂选自硬脂酸铁、硬脂酸铈、硬脂酸锰、二苯酮、4，4’-二甲氨基二苯酮中的一种或多种的混合。
本申请中的生物降解剂可以促进薄膜被微生物分解成水和二氧化碳，在一些优选的实施方式中个，所述生物降解剂选自玉米淀粉、聚乙烯醇、海藻酸醛、海藻酸钠、羟丙基淀粉中的一种或多种的混合。
在一些优选的实施方式中，所述制备原料还包括光稳定剂0.01～0.1重量份。
在一些优选的实施方式中，所述光稳定剂选自2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、苯甲酸(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯、癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯中的一种或多种的混合。
在一些优选的实施方式中，所述光降解剂、生物降解剂、光稳定剂的重量比为2：3：0.01。
发明人在大量的实践中发现，当光降解剂、生物降解剂和光稳定剂以一定比例加入填充母料时，能够控制薄膜在4～6个月内降解，满足农业生产的使用，若光降解剂、生物降解剂过多或光稳定剂过少，薄膜在使用过程中力学强度降低，提前破损；若光稳定剂过多，降解后的薄膜碎片较大，则会造成环境污染。
本发明的第二方面提供了一种如上所述的吹膜用降解填充母料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料按比例送入螺杆机混合，经塑化、混炼后挤出造粒，即得。
本发明的第三方面提供了一种如上所述的吹膜用降解填充母料的应用，其用于农用薄膜的制备。
实施例
以下通过实施例对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例，如无特殊说明，所有原料均为市售。
实施例1
实施例1提供了一种吹膜用降解填充母料，按重量份计，其制备原料包括聚乳酸22份、碳酸钙55份、低密度聚乙烯(埃克森美孚LD 160AT，熔融指数(190℃/2.16kg)为4.0g/10min)5份、硬脂酸铁8份、海藻酸醛12份、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑0.04份。
本例还提供了一种如上所述的吹膜用降解填充母料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料按比例送入螺杆机混合，经塑化、混炼后挤出造粒，即得。
实施例2
实施例2提供了一种吹膜用降解填充母料，按重量份计，其制备原料包括聚乳酸22份、碳酸钙55份、低密度聚乙烯(埃克森美孚LD 160AT，熔融指数(190℃/2.16kg)为4.0g/10min)5份、硬脂酸铁8份、海藻酸醛12份。
本例还提供了一种如上所述的吹膜用降解填充母料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料按比例送入螺杆机混合，经塑化、混炼后挤出造粒，即得。
实施例3
实施例3提供了一种吹膜用降解填充母料，按重量份计，其制备原料包括聚乳酸22份、碳酸钙55份、低密度聚乙烯(埃克森美孚LD 650，熔融指数(190℃/2.16kg)为22g/10min)5份、硬脂酸铁8份、海藻酸醛12份、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑0.04份。
本例还提供了一种如上所述的吹膜用降解填充母料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料按比例送入螺杆机混合，经塑化、混炼后挤出造粒，即得。
实施例4
实施例4提供了一种吹膜用降解填充母料，按重量份计，其制备原料包括聚乳酸22份、碳酸钙55份、低密度聚乙烯(埃克森美孚LD 165BW1，熔融指数(190℃/2.16kg)为0.33g/10min)5份、硬脂酸铁8份、海藻酸醛12份、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑0.04份。
本例还提供了一种如上所述的吹膜用降解填充母料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料按比例送入螺杆机混合，经塑化、混炼后挤出造粒，即得。
实施例5
实施例5提供了一种吹膜用降解填充母料，按重量份计，其制备原料包括聚乳酸22份、碳酸钙55份、低密度聚乙烯(埃克森美孚LD 160AT，熔融指数(190℃/2.16kg)为4.0g/10min)5份、硬脂酸铁12份、海藻酸醛8份、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑0.04份。
本例还提供了一种如上所述的吹膜用降解填充母料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料按比例送入螺杆机混合，经塑化、混炼后挤出造粒，即得。
实施例6
实施例6提供了一种吹膜用降解填充母料，按重量份计，其制备原料包括聚乳酸22份、碳酸钙55份、低密度聚乙烯(埃克森美孚LD 160AT，熔融指数(190℃/2.16kg)为4.0g/10min)5份、硬脂酸铁8份、海藻酸醛12份、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑0.1份。
本例还提供了一种如上所述的吹膜用降解填充母料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料按比例送入螺杆机混合，经塑化、混炼后挤出造粒，即得。
性能评价
1.降解性：将实施例1制备得到的降解填充母料与市售聚乙烯颗粒(燕山石化LD100AC)以1：10的重量比共混吹膜，铺设于田间，记录薄膜的降解情况，见表1。
表1
Figure BDA0002399629130000051
Figure BDA0002399629130000061
2.使用性能：将实施例1～6制备得到的降解填充母料与市售聚乙烯颗粒(燕山石化LD100AC)以1：10的重量比共混吹膜，铺设于田间，1个月后测试薄膜的强度保持率和伸长率保持率，见表2。
表2
实施例 强度保持率/％ 伸长率保持率/％
未添加降解填充母料的薄膜 95.2 80.5
添加实施例1的薄膜 88.3 78.8
添加实施例2的薄膜 43.2 38.6
添加实施例3的薄膜 37.9 33.7
添加实施例4的薄膜 94.1 80.0
添加实施例5的薄膜 39.0 35.5
添加实施例6的薄膜 96.1 82.3
通过实施例1～6的对比可以得知，本发明提供的一种吹膜用降解填充母料加入薄膜后，在3～6个月的使用过程中能够保持良好的力学性能，废弃后能在自然条件作用下降解，避免了残留在土壤中的废弃薄膜造成的土壤板结及农作物减产，保持了生态环境的平衡。
最后指出，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吹膜用降解填充母料，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括降解树脂15～30份、填料45～60份、聚乙烯3～8份、光降解剂8～12份、生物降解剂8～12份。
2.如权利要求1所述的吹膜用降解填充母料，其特征在于，所述制备原料还包括光稳定剂。
3.如权利要求2所述的吹膜用降解填充母料，其特征在于，所述光稳定剂选自2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、苯甲酸(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯、癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯中的一种或多种的混合。
4.如权利要求1或2所述的吹膜用降解填充母料，其特征在于，所述降解树脂选自聚ε-己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚羟基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中的一种或多种的混合。
5.如权利要求1～3任一项所述的吹膜用降解填充母料，其特征在于，所述填料选自碳酸钙、白炭黑、氧化铝、高岭土、蒙脱石土、凹凸棒土中的一种或多种的混合。
6.如权利要求1～4任一项所述的吹膜用降解填充母料，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，密度为0.91～0.93g/cm3。
7.如权利要求1～5任一项所述的吹膜用降解填充母料，其特征在于，所述光降解剂选自硬脂酸铁、硬脂酸铈、硬脂酸锰、二苯酮、4，4’-二甲氨基二苯酮中的一种或多种的混合。
8.如权利要求1～6任一项所述的吹膜用降解填充母料，其特征在于，所述生物降解剂选自玉米淀粉、聚乙烯醇、海藻酸醛、海藻酸钠、羟丙基淀粉中的一种或多种的混合。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的吹膜用降解填充母料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将制备原料按比例送入螺杆机混合，经塑化、混炼后挤出造粒，即得。
10.一种如权利要求1～8任一项所述的吹膜用降解填充母料的应用，其特征在于，其用于农用薄膜的制备。
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