[发明专利]一种可生物降解的高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜及其制备工艺

说明书

本申请公开了一种可生物降解的高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜及其制备工艺，其中，高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜包括如下重量份数的原料：石墨烯原位聚合生物降解共聚酯90～95份、纳米级滑石粉3～5份、抗氧剂0.1～1份、抗水解剂0.1～1份、光稳定剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份。本发明中使用的石墨烯原位聚合生物降解共聚酯，在生物降解聚酯材料聚合过程中引入石墨烯组分，通过石墨烯的多层次网格化结构，使得生物降解聚酯材料的大分子均匀分布，分子量分布更窄，且由于分子结构的规整性，表现出许多原本不具备的新特性，如阻隔性、抑菌性、导电性等。

技术领域

本申请属于生物降解材料领域，具体涉及一种可生物降解的高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜及其制备工艺。

背景技术

中国超过12％的耕地使用地膜，由于它能保墒、保温、控制杂草和害虫，十分受欢迎。地膜技术可提高30％的产量，因此可以想象增产幅度有多大。普通地膜的成分聚乙烯无法进行生物降解，多数情况下也不能循环利用。地膜残留中的潜在致癌毒物质会进入土壤，造成众所周知的“白色污染”。

解决农业“白色污染”，使用生物降解地膜是一个好的方向，但是目前的生物降解地膜大多使用生物降解聚酯PBAT生产而来，PBAT因为其本身的理化特性，存在降解周期不可控、力学性能低、耐候性差、保水保墒性能地下的缺点。因此急需开发一种降解性能可调控、性能优异、耐候性强的新型生物降解材料。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种可生物降解的高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜及其制备工艺，其中，可生物降解的高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜，包括如下重量份数的原料：石墨烯原位聚合生物降解共聚酯90～95份、纳米级滑石粉3～5份、抗氧剂0.1～1份、抗水解剂0.1～1份、光稳定剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份。

优选地，本申请制备得到的生物降解地膜制品厚度在0.008-0.030mm之间，宽度在40-300cm之间。

优选地，所述石墨烯原位聚合生物降解共聚酯的化学结构式如下：

优选地，所述的石墨烯原位聚合生物降解共聚酯的数均分子量为100000～120000，特性粘度为0.6～1.2dL/g，酸值为15～25。

优选地，所述的石墨烯原位聚合生物降解共聚酯为石墨烯原位聚合PBAT

优选地，所述抗氧剂为受阻酚类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或多种；所述抗水解剂为碳化二亚胺；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂、紫外线吸收剂中的一种或多种；所述润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钙中的一种或多种。

优选地，所述的纳米滑石粉，其粒度规格为5000～8000目。

优选地，所述抗氧剂为BASF Irganox 1010、BASF Irganox 168；所述的光稳定剂为BASF Chimassorb 944；所述的润滑剂为芥酸酰胺。

本申请还公开了一种可生物降解的高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜的制备工艺，包括：

S1：将石墨烯原位聚合生物降解共聚酯、纳米级滑石粉、抗氧剂、抗水解剂、光稳定剂以及润滑剂混合均匀后投入双螺杆挤出机，在140～180℃熔融共混；

S2：挤出造粒，风冷切粒后制得生物降解改性地膜专用料；

S3：将制得的生物降解改性地膜专用料投入单螺杆吹膜机，150～180℃吹膜制得高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜；