[發明專利]改性超細稻殼粉增強PBAT全降解農用地膜材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110203802.2
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN113025003A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 龍雪彬;杜西蘭;熊一鳴;宋季嶺;秦舒浩
• 申請（專利權）人: 貴州省材料產業技術研究院
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L97/02;C08L67/04;C08L51/08;C08K13/02;C08K5/25;C08K5/29;C08K5/11;C08K3/015;C08K5/00;C08K3/04;C08J5/18;A01G13/02
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務所(普通合伙) 43222
• 代理人: 葉舟

本發明公開了一種改性超細稻殼粉增強PBAT全降解農用地膜材料及其制備方法。本發明中制備的超細改性稻殼粉，其制造工藝過程簡單、無污染、加工成本低，分散性好，稻殼粉與PBAT母體的具有更好的相容性，本發明制備的稻殼粉/PBAT全降解地膜材料，具有良好的外觀、成膜性能、機械性能等綜合性能，通過配方的調整，可在一定范圍內，調控該膜材料的降解周期，以適應不同氣候條件、不同農作物生長周期的要求，該材料經擠出吹塑制成薄膜，所制薄膜可以滿足全生物降解農用地面覆蓋薄膜國家標準要求。拓寬了稻殼粉/PBAT復合材料在薄膜制品領域的應用，為降解地膜材料的應用和發展提供了更多的選擇。

技術領域

本發明屬于材料領域，尤其涉及一種改性超細稻殼粉增強PBAT全降解農用地膜材料及其制備方法。

背景技術

目前市場上大規模應用的農用地膜材料主要由聚乙烯、聚丙烯材料制得，由于不可被微生物所降解，存在回收難和回收不完全的問題，在土壤里殘留，影響土壤理化性狀，對土壤和水有害，據中國農科院農業環境和可持續發展研究所研究表面，每畝土壤殘留地膜達到4公斤以上時，一般可造成作物減產6％～30％，為了解決環境問題，發展生物可降解材料被認為是代替這類不可降解聚合物材料得重要方法之一。

聚已二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)是生物降解聚酯材料中最具有代表性的一種，與普通塑料相比，具有較高的生產成本、較低的熱物理性能和機械性能，因而阻礙了PBAT生物可降解聚酯材料的發展和應用，通過加入低成本的填料(天然纖維和纖維素類衍生物)作為增強劑，是一種有效的方法，即能維持母體的生物降解性，又能降低成本，提高性能，但是存在填料分散、填料和母體的相互作用等問題，尤其是在薄膜領域，薄膜制品一般是通過熔融后吹塑成型，膜的厚度在0.1mm以內，這對材料的成膜性和相容性要求極高，體系分散和相容性不好吹塑成型時就會吹破膜，不能成膜。

稻殼粉是一種天植物纖維，表面含有大量的羥基和酚羥基等極性官能團，具有很強的親水性和化學極性，而PBAT表面具有的極性化學結構(疏水性)和高粘度，與稻殼粉的相容性不好，對填料的分散有非常大的負面影響，經常采用對稻殼粉表面修飾來降低其固有的親水性，從而增加其與PBAT的相互作用，例如公開專利號為CN110128800A的發明申請專利，公開的一種稻殼粉/PBAT生物基全降解材料及制備方法，選用的稻殼粉目數為600～800目，含量20～40份，稻殼粉經堿性水解——洗滌——干燥——硫酸溶脹——抽濾洗滌——超聲破壁的處理步驟得到預處理稻殼粉，采用硅烷偶聯劑KH560偶聯處理后，再與其他原料高速混合，經雙螺桿擠出造粒，得到綜合性能更好，低成本得降解塑料。公開專利號為CN 111073326 A的發明申請專利，公開了一種稻殼粉/PBAT復合材料制備，以對苯二甲酰胺、聚乙二醇和無水碳酸鉀粉末為原料，合成了一種偶聯劑，用其對稻殼粉進行包覆，其所述稻殼粉目數為600～800目，稻殼粉與PBAT的質量比為1：1，添加其他助劑后，經密煉得到一種機械性能、吸水性及熱性能比沒有添加偶聯劑的復合材料更好的稻殼粉/PBAT復合材料。但是圖7所示，其機械性能較差，制得的膜膜很容易吹破難以連續成型，且膜的表面也是非常的粗糙。

名詞解釋：

PBAT：熱塑性生物降解塑料。

BPO：過氧化苯甲酰。

PLA：聚乳酸。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種改性超細稻殼粉增強PBAT全降解農用地膜材料及其制備方法。本發明中制備的超細改性稻殼粉，直接采用稻殼原料，采用低溫破碎工藝，其制造工藝過程簡單、無污染、加工成本低、粒徑均勻、比表面積大，分散性好，稻殼粉與PBAT母體的具有更好的相容性；且具有良好的外觀、成膜性能、機械性能等綜合性能，通過配方的調整，可在一定范圍內，調控該膜材料的降解周期)，以適應不同氣候條件、不同農作物生長周期的要求，為降解地膜材料的應用和發展提供了更多的選擇。

為達到上述技術效果，本發明的技術方案是：