[发明专利]一种抗水解性能优异的全生物降解树脂的制备方法和应用

说明书

本发明涉及高分子合成技术领域，尤其涉及一种抗水解性能优异的全生物降解树脂的制备方法和应用。主要应用领域为农用覆盖薄膜，根据实施例的记载，本发明在制备过程中加入成核剂制备得到的全生物降解树脂在24h水解率最低达到30％(未加成核剂的全生物降解树脂为98％)，48h水解率最低达到56％(未加成核剂的全生物降解树脂为200％)，72h水解率最低达到102％(未加成核剂的全生物降解树脂为350％)，所述全生物降解树脂的抗水解性得到了提高。

技术领域

本发明涉及高分子合成技术领域，尤其涉及一种抗水解性能优异的全生物降解树脂的制备方法和应用。

背景技术

目前，地膜已经广泛应用于各国农业领域中，并且以其独有的保温、保湿、保熵、增肥、增产等作用，备受重视。在我国每年地膜的使用量超过100万吨，而这些地膜的材质基本都是PE等传统石油基材料，这些材料在使用废弃后会遗留在土壤中，造成严重的白色污染。采用全生物降解材料作为地膜是解决农田“白色污染”问题的有效途径，具有广阔的市场前景。

脂肪族聚酯具有良好的生物降解性能，在自然环境中通过微生物的代谢，最终可以被转化为二氧化碳和水，但此类材料的力学性能难以满足使用要求；芳香族聚酯具有很好的材料性能，但不易生物降解。研究人员综合两者的优缺点，在脂肪族聚酯链段中引入芳香族聚酯，来得到既具有较好的材料性能又具有较好可生物降解性的材料。事实证明，脂肪二元酸和芳香二元酸作为重复单元经缩聚后得到嵌段和线性无规的共聚酯，这种材料具备生物降解性能。

但上述材料作为地膜时，易发生水解，使用周期很难满足农作物的生长周期要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗水解性能优异的全生物降解树脂的制备方法和应用，主要应用领域为农用覆盖薄膜。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种全生物降解树脂的制备方法，包括以下步骤：

将对苯二甲酸、1,4-丁二醇和成核剂混合，进行酯化脱水反应，得到第一中间产物体系；

将所述第一中间产物体系与己二酸混合，进行第二次酯化脱水，得到第二中间产物体系；

将所述第二中间产物体系、催化剂和稳定剂混合，进行缩聚反应，得到全生物降解树脂。

优选的，所述对苯二甲酸、1,4-丁二醇和己二酸的质量比为(0.8～1.1)：(2.3～3.0)：1。

优选的，所述成核剂与与对苯二甲酸的质量比为(0.01～0.5)：10。

优选的，所述成核剂为β-环糊精、山梨醇、丙三醇、季戊四醇、聚富马酸丁二醇酯、二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、明矾、二氧化钛、氧化钙、氧化镁和炭黑中的一种或几种。

优选的，所述酯化脱水反应的温度为180～240℃，所述酯化脱水反应的时间为1～5h；

所述第二次酯化脱水的温度为180～240℃，所述第二次酯化脱水的时间为2～5h。

优选的，所述催化剂为钛酸四甲醇酯、钛酸四乙醇酯、钛酸四丙醇酯、钛酸四丁醇酯和钛酸四异丙酯中的一种或几种；

所述稳定剂为亚磷酸酯类稳定剂和/或磷酸酯类稳定剂。

优选的，所述催化剂与对苯二甲酸的质量比为(0.01～0.5)：10。

所述稳定剂与对苯二甲酸的质量比为(0.01～0.5)：10。

优选的，所述缩聚反应在真空条件下进行，所述真空的压力为0～400Pa；

所述缩聚反应的温度为220～250℃，所述缩聚反应的时间为2～10h。