CN117720827A - 一种改性滑石粉及其制备方法和一种高阻水耐老化的生物可降解pbat地膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改性滑石粉及其制备方法,首先合成一种带羟基的偶联剂,然后将其与长碳链羧酸进行反应生成一种带酯基的偶联剂,再将所述带酯基的偶联剂接枝到滑石粉表面,使滑石粉表面形成长碳链疏水层。本发明同时提供一种高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜及其制备方法,包括PBAT、PLA、碳酸钙、改性滑石粉、抗氧剂、紫外吸收剂、扩链剂和爽滑剂,可以加强PBAT地膜的抗老化能力,延长地膜的诱导期。制得的PBAT复合地膜,易加工、分散均匀、高阻水、诱导期长,可以用于棉花等生长周期长的作物中。
Description
技术领域
本发明属于可降解材料领域,尤其涉及一种改性滑石粉及其制备方法和一种高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜及其制备方法。
背景技术
地膜即地面覆盖薄膜,通常是透明或黑色PE薄膜,也有绿、银色薄膜,用于地面覆盖,以提高土壤温度,保持土壤水分,维持土壤结构,防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等,促进植物生长的功能。地膜看上去薄薄一层,但作用相当大。不仅能够提高地温、保水、保土、保肥提高肥效,而且还有灭草、防病虫、防旱抗涝、抑盐保苗、改进近地面光热条件,使产品卫生清洁等多项功能。由于地膜很薄,在植物生长收获后,极难回收,从而形成微塑料保留在土壤中,经过时间的积累会破坏土壤的肥力,对农作物产量造成极大的影响。
聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)是一种完全生物降解的聚酯材料,可被微生物代谢分解,最终成为二氧化碳和水,不会给土地造成负担。PBAT具有较好的延展性和断裂伸长率,其成膜后也具有一定的强度,但PBAT本身的阻水性较差,且在土壤中崩解较快,无法满足农作物生长周期。
目前道恩、和塑美等改性公司更多是在抗菌、填充类型上的研究,并不会很大幅度改善材料在地膜上的诱导期。另外也有对PBAT结构或者填充PE等不可降解材料方向的研究,这就违背了全国生物降解的初衷。所以大幅度改善PBAT薄膜达到农作物生长周期并能够满足全生物降解的要求具有重大研究意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种改性滑石粉及其制备方法,首先合成一种带羟基的偶联剂,然后将其与长碳链羧酸进行反应生成一种带酯基的偶联剂,再将所述带酯基的偶联剂接枝到滑石粉表面,使滑石粉表面形成长碳链疏水层。
本发明的目的还在于提供一种高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜及其制备方法。本发明在PBAT地膜中引入上述改性滑石粉,经过修饰的偶联剂接枝到滑石粉表面后,一方面能够使滑石粉表面形成疏水层提高地膜阻水性能,另一方面还能够提高滑石粉在PBAT地膜中的分散性和相容性,使地膜具备优异的拉伸强度、断裂伸长率、穿刺强度等性能,并能够进一步提高地膜的阻水性。
另外由于改性滑石粉接枝的偶联剂中酯键的存在,地膜材料吸水后能够优先将这部分小分子酯键水解,水解产生的长碳链析出至薄膜表面,进一步加强了薄膜的阻水能力,延长了薄膜阻水的时效性。由于水分和树脂的接触减少,还减慢了薄膜的崩解,延长了诱导期。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
本发明提供一种改性滑石粉的制备方法,步骤包括:
1)在氮气保护下,将丙烯酸酯、乙烯基硅烷、溶剂A、引发剂混合,加热进行反应,然后通过减压蒸馏脱除溶剂,得到无色透明液体;
2)将步骤1)的无色透明液体、长链羧酸、溶剂B混合,加热进行反应,然后通过旋蒸、洗涤、干燥,得到改性偶联剂;
3)将步骤2)的改性偶联剂与滑石粉混合,加热反应,得到改性滑石粉。
本发明步骤1)中,所述丙烯酸酯选自丙烯酸羟丙酯、乙二醇丙烯酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯、丙二醇甲基丙烯酸酯中的至少一种,优选丙烯酸羟丙酯和/或乙二醇甲基丙烯酸酯;
所述乙烯基硅烷选自乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧三甲基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷中的至少一种,优选乙烯基三乙氧基硅烷和/或乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷;
优选地,所述丙烯酸酯与乙烯基硅烷的质量比为1-4:1,优选1-2:1。
本发明步骤1)中,所述溶剂A选自二甲苯、甲苯、氯仿中的至少一种,优选二甲苯和/或甲苯;
所述溶剂A用量为丙烯酸酯与乙烯基硅烷总质量的1-5倍,优选2-3倍。
本发明步骤1)中,所述引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的至少一种,优选偶氮二异丁腈;
所述引发剂用量为丙烯酸酯与乙烯基硅烷总质量的1-5wt%,优选1.5-3.5wt%;
优选地,所述引发剂采用连续加料方式,优选滴加加料,加料时间为0.5-3h,优选1-2h。
本发明步骤1)中,所述反应,温度为100-150℃,优选110-140℃,时间为1-5h,优选2-3h。
本发明步骤1)中,所述减压蒸馏,压力为0.01-0.1MPaG,优选0.02-0.05MPaG;温度为100-200℃,优选120-160℃,时间为0.5-2h,优选1-1.5h。
本发明步骤2)中,所述长链羧酸选自C10-C20碳链的羧酸,优选为十二酸、十三碳二元酸中的至少一种;
所述长链羧酸与无色透明液体的质量比为1-4:1,优选1.5-3:1。
本发明步骤2)中,所述溶剂B选自二氯甲烷、三氯甲烷、苯中的至少一种,优选二氯甲烷和/或三氯甲烷;
所述溶剂B用量为无色透明液体、长碳链羧酸总质量的1-3倍,优选1.5-2倍。
本发明步骤2)中,所述反应,在回流状态下进行,优选地,反应温度为100-150℃,更优选110-140℃,时间为1-24h,优选5-12h。
本发明步骤2)中,所述旋蒸、洗涤、干燥为本领域常规操作,本发明没有特别要求,优选地,所述旋蒸温度为100-160℃,优选120-140℃,时间为0.5-2h,优选1-1.5h;所述洗涤为水洗;所述干燥温度为80-130℃,优选100-120℃。
本发明步骤3)中,所述滑石粉粒度为1000-10000目,优选3000-6000目;
所述改性偶联剂与滑石粉的质量比为1:1-10,优选1:2-5。
本发明步骤3)中,所述反应,温度为70-120℃,优选80-100℃,时间为0.5-3h,优选0.5-1h。
本发明同时提供了由上述方法制备得到的改性滑石粉,所述改性滑石粉的粒径为1250-5000目,优选2500-4000目。
本发明提供的上述改性滑石粉可用于制备PBAT地膜材料,其本身具有良好的阻水性能,同时还具备二次提升地膜阻水能力的效果。本发明在PBAT复合薄膜研究过程中发现,目前通过单独添加小分子助剂增加薄膜阻水能力的方法,由于小分子是通过析出至薄膜表面形成疏水层达到阻水的效果,但在地膜的富水环境中,该疏水层容易被冲刷掉,从而使薄膜的阻水能力减弱甚至消失,其时效性较差。针对该缺陷,发明人发现若在滑石粉的物理阻隔的基础上,通过带酯基的偶联剂改性包覆上长碳链后,再将其引入到PBAT地膜中,其析出形成的疏水层不会轻易被水冲刷掉,并且如果有水分进入到薄膜中,该包覆结构中的酯键会优先断裂,释放出长碳链小分子,从而增强和延长薄膜的阻水能力和时效性,强化抗老化能力,延长地膜的诱导期。
本发明还提供了一种高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜,其原料质量百分含量组成包括:
以上述所有组分的总质量为100%计。
本发明中,所述PBAT的种类没有特别限定,优选地,所述PBAT的分子量为10-15w,优选11-13w;熔点为110-125℃,优选115-120℃;酸值为10-25,优选11-18;
所述PBAT的来源没有具体要求,可以为购买或自制得到,其制备方法为现有技术,可以由原料己二酸、对苯二甲酸和丁二醇制备得到,优选地,所述PBAT选自由直接缩聚法或两步扩链法制备得到的PBAT或其混合物,更优选两步扩链法制备的PBAT,其中扩链剂优选HDI。
本发明中,所述PLA(聚乳酸)的熔融指数为3-20g/10min(190℃,2.16kg),优选3-10g/10min(190℃,2.16kg);
进一步地,所述PLA的熔点为150-200℃,优选160-175℃。
所述PLA的来源没有具体要求,可以为购买或自制得到,其制备方法为现有技术,优选地,所述PLA选自由开环聚合法或直接缩聚法制备的PLA或其混合物,更优选由开环聚合法制备的PLA。
本发明中,所述碳酸钙选自粒度为1000-8000目,优选3000-6000目的粉末。
本发明中,所述抗氧剂选自受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的中的至少一种,所述受阻酚类选自2.4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、2,6-二叔丁基苯酚,亚磷酸酯类选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戍四醇二亚磷酸酯,硫代酯类选自硫代二丙酸月桂醇酯、硫代二丙酸十八碳醇酯,优选为受阻酚类和亚磷酸酯类的组合。
本发明中,所述紫外吸收剂选自炭黑、苯并三唑类、三嗪类、受阻胺类中的中的至少一种,所述苯并三唑类选自2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑,三嗪类选自2,4,6-三(2′-羟基4′-正丁氧基苯基)、4-4,6-二(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三嗪-2-基-1,3-苯二醇,受阻胺类选自氨基甲酸酯、乙内酰胺硫脲色氨酸,优选为受阻胺类。
本发明中,所述扩链剂选自缩水甘油酯多元共聚物、异氰酸酯中的至少一种,所述甘油酯多元共聚物选自ADR4468、XY4370,异氰酸酯选自ADI、HDI,优选为甘油酯多元共聚物。
本发明中,所述爽滑剂选自硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺中的中的至少一种,优选为芥酸酰胺。
本发明还同时提供了一种上述高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜的制备方法,步骤包括:
将碳酸钙与爽滑剂、扩链剂、紫外吸收剂、抗氧剂混合后,与PBAT和PLA加入双螺杆挤出机主喂料口,改性滑石粉从侧喂料口喂料,然后熔融挤出,冷却、切粒、烘干,得到PBAT改性合金;
将PBAT改性合金加入到吹膜机中制得高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜。
本发明中,所述混合采用高混机,转速为20-100rpm,优选30-80rpm;混合时间为3-15min,优选5-10min;
所述双螺杆挤出机的塑化段螺杆温度为150-210℃,优选160-200℃;转速为100-800rpm,优选200-500rpm;
所述吹膜机的螺杆温度为130-180℃,优选140-160℃;转速为5-30Hz,优选10-20Hz。
与现有技术相比,本发明技术方案有益效果在于:
本发明合成一种带酯基的偶联剂并接枝到滑石粉表面,与传统小分子改性剂相比,通过滑石粉的包覆作用,小分子的内应力更强,不易被富水环境冲刷,并且其二次释放的机制,能进一步延长其阻水的时效性。
将其添加到PBAT地膜中,能够巩固和延长薄膜的阻水能力和时效性,强化抗老化能力,延长地膜的诱导期,从而适用于更苛刻的农作物生长周期要求。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明,本发明所述实施例只是作为对本发明的说明,不限制本发明的范围。
本发明各实施例和对比例中,主要原材料来源如下:
其它原料及试剂若无特殊说明,均通过普通市售途径购买获得。
所用加工设备为:双螺杆挤出机,科倍隆,型号ZSK 26Mc 18,长径比为52,螺杆直径为26cm;吹膜机,张家港市联江机械有限公司,型号SCM 25,长径比为30,螺杆直径为25cm。
本发明实施例中PBAT地膜的主要性能通过以下方法测试:
穿次强度:GB/T 21302-2007;
拉伸强度:ISO 527.3;
初始断裂伸长率:ISO 527.3;
氙灯老化100h断裂伸长率保持率:PV3930标准下老化100h后再根据ISO527.3测试断裂伸长率,和初始断裂伸长率的比值即为保持率;
湿热老化30天断裂伸长率保持率:取25×25cm的薄膜5张,放入60℃,60%湿度环境的湿热老化箱中,在30天后取出按照ISO 527.3测试断裂伸长率,和初始断裂伸长率的比值即为保持率;
阻水系数:GB/T 1037;
泡水5天后阻水系数:取25×25cm的薄膜5张,平铺在足够大的盛水容器中,放置在恒温恒湿间5天后,再按照GB/T 1037测试。
实施例1
制备改性滑石粉,步骤为:
1)称取130g丙烯酸羟丙酯和100g乙烯基三乙氧基硅烷加入三颈烧瓶中,加入460g二甲苯,通入氮气保护,加热至120℃后滴加3.5g引发剂偶氮二异丁腈,滴加时间1h,保温反应2h,对产物进行减压蒸馏,压力为0.02MPaG、温度为120℃、时间为1h,获得无色透明液体。
2)将50g上述无色透明液体和70g十二酸加入到含有180g二氯甲烷的三颈烧瓶中,130℃下回流反应5h,120℃旋蒸1h,水洗,110℃干燥,得到黄色粉末改性偶联剂(M-VTMOS)。
3)称取30g改性偶联剂(M-VTMOS)与60g滑石粉加入打粉机中,在80℃下混合反应30min,即可得改性滑石粉(M-Talc),粒径为3000目。
制备高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜:
以上述改性滑石粉及表1中的配方组分为原料,并参照表1中的原料用量,按照以下方法制备PBAT地膜:
先将PBAT、PLA纯料分别在除湿干燥箱中80℃下烘干4h;
将碳酸钙与爽滑剂、扩链剂、紫外吸收剂、抗氧剂在高混机中混合,转速90rpm,混合时间为7min。再与PBAT和PLA加入双螺杆挤出机主喂料口,改性滑石粉从侧喂料口喂料,然后熔融挤出,挤出条件为:螺杆转速300rpm,螺杆温度从下料口到机头分段设置为:160℃、160℃、170℃、170℃、170℃、180℃、180℃、180℃、190℃、190℃、190℃;然后冷却、切粒、90℃烘干4h,得到PBAT改性合金。
将PBAT改性合金加入到吹膜机中,吹膜机的螺杆温度为160℃;转速为10Hz,制得高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜,性能测试结果如表2所示。
实施例2
制备改性滑石粉,步骤为:
1)称取180g乙二醇甲基丙烯酸酯和100g乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷加入三颈烧瓶中,加入800g甲苯,通入氮气保护,加热至140℃后滴加9.8g引发剂偶氮二异丁腈,滴加时间2h,保温反应3h,对产物进行减压蒸馏,压力为0.05MPaG、温度为160℃、时间为1.5h,获得无色透明液体。
2)将50g上述无色透明液体和150g十三碳二元酸加入到含有400g溶剂三氯甲烷的三颈烧瓶中,140℃下回流反应12h,140℃旋蒸1.5h,水洗,110℃干燥,得到黄色粉末改性偶联剂。
3)称取30g改性偶联剂与150g滑石粉加入打粉机中,在100℃下混合反应1h,即可得改性滑石粉,粒径为3000目。
制备高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜:
以上述改性滑石粉及表1中的配方组分为原料,并参照表1中的原料用量,按照以下方法制备PBAT地膜:
先将PBAT、PLA纯料分别在除湿干燥箱中80℃下烘干4h;
将碳酸钙与爽滑剂、扩链剂、紫外吸收剂、抗氧剂在高混机中混合,转速50rpm,混合时间为10min。再与PBAT和PLA加入双螺杆挤出机主喂料口,改性滑石粉从侧喂料口喂料,然后熔融挤出,挤出条件为:螺杆转速300rpm,螺杆温度从下料口到机头分段设置为:160℃、160℃、170℃、170℃、170℃、180℃、180℃、180℃、190℃、190℃、190℃;然后冷却、切粒、90℃烘干4h,得到PBAT改性合金。
将PBAT改性合金加入到吹膜机中,吹膜机的螺杆温度为170℃;转速为14Hz,制得高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜,性能测试结果如表2所示。
实施例3
制备改性滑石粉,步骤为:
1)称取130g丙烯酸羟丙酯和100g乙烯基三乙氧基硅烷加入三颈烧瓶中,加入580g二甲苯,通入氮气保护,加热至130℃后滴加4.6g引发剂偶氮二异丁腈,滴加时间1.5h,保温反应2.5h,对产物进行减压蒸馏,压力为0.03MPaG、温度为140℃、时间为1.2h,获得无色透明液体。
2)将50g上述无色透明液体和70g十二酸加入到含有200g二氯甲烷的三颈烧瓶中,130℃下回流反应8h,130℃旋蒸1h,水洗,110℃干燥,得到黄色粉末改性偶联剂(M-VTMOS)。
3)称取30g改性偶联剂(M-VTMOS)与60g滑石粉加入打粉机中,在90℃下混合反应50min,即可得改性滑石粉(M-Talc),粒径为3000目。
制备高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜:
以上述改性滑石粉及表1中的配方组分为原料,并参照表1中的原料用量,按照以下方法制备PBAT地膜:
先将PBAT、PLA纯料分别在除湿干燥箱中80℃下烘干4h;
将碳酸钙与爽滑剂、扩链剂、紫外吸收剂、抗氧剂在高混机中混合,转速90rpm,混合时间为7min。再与PBAT和PLA加入双螺杆挤出机主喂料口,改性滑石粉从侧喂料口喂料,然后熔融挤出,挤出条件为:螺杆转速300rpm,螺杆温度从下料口到机头分段设置为:160℃、160℃、170℃、170℃、170℃、180℃、180℃、180℃、190℃、190℃、190℃;然后冷却、切粒、90℃烘干4h,得到PBAT改性合金。
将PBAT改性合金加入到吹膜机中,吹膜机的螺杆温度为150℃;转速为9Hz,制得高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜,性能测试结果如表2所示。
表1实施例1-3中PBAT地膜原料及用量(%)
原料 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
PBAT(801T) | 85.8 | 82.8 | 77.8 |
PLA(LX575) | 3 | 3 | 3 |
碳酸钙 | 3 | 3 | 3 |
改性滑石粉M-Talc | 7 | 10 | 15 |
抗氧剂1010 | 0.4 | 0.3 | 0.4 |
抗氧剂168 | 0.2 | 0.15 | 0.2 |
紫外吸收剂UV-944 | 0.3 | 0.4 | 0.2 |
扩链剂ADR4468 | 0.1 | 0.15 | 0.2 |
芥酸酰胺 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
对比例1
按照实施例1中方法制备PBAT地膜,不同之处仅在于:滑石粉不经改性,直接用于制备PBAT地膜,其它参数和操作不变,地膜性能测试结果如表2所示。
对比例2
按照实施例1中方法制备PBAT地膜,不同之处仅在于:制备改性滑石粉时,取消步骤1),直接将乙烯基三乙氧基硅烷加入到步骤2)中与十二酸反应,其它参数和操作不变,地膜性能测试结果如表2所示。
对比例3
按照实施例1中方法制备PBAT地膜,不同之处仅在于:制备改性滑石粉时,将丙烯酸羟丙酯替换为单硬脂酸甘油酯,其它参数和操作不变,地膜性能测试结果如表2所示。
对比例4
按照实施例1中方法制备PBAT地膜,不同之处仅在于:制备改性滑石粉时,取消步骤1),直接将丙烯酸羟丙酯加入到步骤2)中与十二酸反应,其它参数和操作不变,地膜性能测试结果如表2所示。
对比例5
按照实施例1中方法制备PBAT地膜,不同之处仅在于:制备改性滑石粉时,将乙烯基三乙氧基硅烷替换为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,其它参数和操作不变,地膜性能测试结果如表2所示。
对比例6
按照实施例1中方法制备PBAT地膜,不同之处仅在于:制备改性滑石粉时,改性取消步骤2),将步骤1)反应产物直接用于步骤3),其它参数和操作不变,地膜性能测试结果如表2所示。
对比例7
按照实施例1中方法制备PBAT地膜,不同之处仅在于:制备改性滑石粉时,将十二酸替换为短链羧酸(乙酸),其它参数和操作不变,地膜性能测试结果如表2所示。
采用实施例1-3与对比例1-7得到的改性PBAT合金于挤出吹膜机中进行吹膜,设置螺杆温度为150℃、170℃、170℃、170℃、175℃,螺杆转速为12Hz,挤出吹膜成厚度为10微米的薄膜。
表2实施例1-3和对比例1-7薄膜性能结果
从对比例1-7和实施例1-3可以看出,与现有技术相比,本发明的耐老化水平和疏水时效性均有明显提升,从而可以满足作物的苛刻要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域技术的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种改性滑石粉的制备方法,其特征在于,步骤包括:
1)在氮气保护下,将丙烯酸酯、乙烯基硅烷、溶剂A、引发剂混合,加热进行反应,然后通过减压蒸馏脱除溶剂,得到无色透明液体;
2)将步骤1)的无色透明液体、长链羧酸、溶剂B混合,加热进行反应,然后通过旋蒸、洗涤、干燥,得到改性偶联剂;
3)将步骤2)的改性偶联剂与滑石粉混合,加热反应,得到改性滑石粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述丙烯酸酯选自丙烯酸羟丙酯、乙二醇丙烯酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯、丙二醇甲基丙烯酸酯中的至少一种,优选丙烯酸羟丙酯和/或乙二醇甲基丙烯酸酯;
所述乙烯基硅烷选自乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧三甲基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷中的至少一种,优选乙烯基三乙氧基硅烷和/或乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷;
优选地,所述丙烯酸酯与乙烯基硅烷的质量比为1-4:1,优选1-2:1;
所述溶剂A选自二甲苯、甲苯、氯仿中的至少一种,优选二甲苯和/或甲苯;
所述溶剂A用量为丙烯酸酯与乙烯基硅烷总质量的1-5倍,优选2-3倍;
所述引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的至少一种,优选偶氮二异丁腈;
所述引发剂用量为丙烯酸酯与乙烯基硅烷总质量的1-5wt%,优选1.5-3.5wt%;
优选地,所述引发剂采用连续加料方式,优选滴加加料,加料时间为0.5-3h,优选1-2h;
步骤1)中,所述反应,温度为100-150℃,优选110-140℃,时间为1-5h,优选2-3h;
所述减压蒸馏,压力为0.01-0.1MPaG,优选0.02-0.05MPaG;温度为100-200℃,优选120-160℃,时间为0.5-2h,优选1-1.5h。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述长链羧酸选自C10-C20碳链的羧酸,优选为十二酸、十三碳二元酸中的至少一种;
所述长链羧酸与无色透明液体的质量比为1-4:1,优选1.5-3:1;
所述溶剂B选自二氯甲烷、三氯甲烷、苯中的至少一种,优选二氯甲烷和/或三氯甲烷;
所述溶剂B用量为无色透明液体、长碳链羧酸总质量的1-3倍,优选1.5-2倍;
步骤2)中,所述反应,在回流状态下进行,优选地,反应温度为100-150℃,更优选110-140℃,时间为1-24h,优选5-12h;
所述旋蒸温度为100-160℃,优选120-140℃,时间为0.5-2h,优选1-1.5h;所述洗涤为水洗;所述干燥温度为80-130℃,优选100-120℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述滑石粉粒度为1000-10000目,优选3000-6000目;
所述改性偶联剂与滑石粉的质量比为1:1-10,优选1:2-5;
步骤3)中,所述反应,温度为70-120℃,优选80-100℃,时间为0.5-3h,优选0.5-1h。
5.一种由权利要求1-4任一项所述的制备方法制备得到的改性滑石粉,其特征在于,所述改性滑石粉的粒径为1250-5000目,优选2500-4000目。
6.一种高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜,其特征在于,原料质量百分含量组成包括:
以上述所有组分的总质量为100%计;
所述改性滑石粉为由权利要求1-4任一项所述的制备方法制备得到的改性滑石粉。
7.根据权利要求6所述的生物可降解PBAT地膜,其特征在于,所述的分子量为10-15w,优选11-13w;熔点为110-125℃,优选115-120℃;酸值为10-25,优选15-20
优选地,所述PBAT选自由直接缩聚法或两步扩链法制备得到的PBAT或其混合物,更优选两步扩链法制备的PBAT,其中扩链剂优选HDI;
所述PLA在190℃,2.16kg条件下的熔融指数为3-20g/10min,优选3-10g/10min;
所述PLA的熔点为150-200℃,优选160-175℃;
优选地,所述PLA选自由开环聚合法或直接缩聚法制备的PLA或其混合物,更优选由开环聚合法制备的PLA。
8.根据权利要求6或7所述的生物可降解PBAT地膜,其特征在于,所述碳酸钙选自粒度为1000-8000目,优选3000-6000目的粉末;
所述抗氧剂选自受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的中的至少一种,所述受阻酚类选自2.4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、2,6-二叔丁基苯酚,亚磷酸酯类选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戍四醇二亚磷酸酯,硫代酯类选自硫代二丙酸月桂醇酯、硫代二丙酸十八碳醇酯,优选为受阻酚类和亚磷酸酯类的组合;
所述紫外吸收剂选自炭黑、苯并三唑类、三嗪类、受阻胺类中的中的至少一种,所述苯并三唑类选自2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑,三嗪类选自2,4,6-三(2′-羟基4′-正丁氧基苯基)、4-4,6-二(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三嗪-2-基-1,3-苯二醇,受阻胺类选自氨基甲酸酯、乙内酰胺硫脲色氨酸,优选为受阻胺类;
所述扩链剂选自缩水甘油酯多元共聚物、异氰酸酯中的至少一种,所述甘油酯多元共聚物选自ADR4468、XY4370,异氰酸酯选自ADI、HDI,优选为甘油酯多元共聚物;
所述爽滑剂选自硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺中的中的至少一种,优选为芥酸酰胺。
9.一种权利要求6-8任一项所述高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜的制备方法,其特征在于,步骤包括:
将碳酸钙与爽滑剂、扩链剂、紫外吸收剂、抗氧剂混合后,与PBAT和PLA加入双螺杆挤出机主喂料口,改性滑石粉从侧喂料口喂料,然后熔融挤出,冷却、切粒、烘干,得到PBAT改性合金;
将PBAT改性合金加入到吹膜机中制得高阻水耐老化的生物可降解PBAT地膜。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述混合采用高混机,转速为20-100rpm,优选30-80rpm;混合时间为3-15min,优选5-10min;
所述双螺杆挤出机的塑化段螺杆温度为150-210℃,优选160-200℃;转速为100-800rpm,优选200-500rpm;
所述吹膜机的螺杆温度为130-180℃,优选140-160℃;转速为5-30Hz,优选10-20Hz。
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