一种无水石膏制备全生物降解农用地膜的方法
阅读说明：本技术 一种无水石膏制备全生物降解农用地膜的方法 (Method for preparing full-biodegradable agricultural mulching film by using anhydrous gypsum ) 是由 徐韦洪 赵建波 刘晓惠 韦明志 肖玉方 朱东辉 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明属于农用地膜生产技术领域,具体涉及一种无水石膏制备全生物降解农用地膜的方法,包括以下步骤：S1.配料：按重量份数选取聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)40-60份、聚己内酯(PCL)30-40份、无水石膏35-55份、丙烯酸丁酯2-7份、乙醇3-8份、偶联改性剂0.5-1.5份、流变剂0.2-1.1份、增韧改性剂0.5-1份、抗氧剂0.2-1.2份、减水剂0.5-1.2份、水25-35份作为原料；S2.高温混炼；S3.低温混炼；S4.制粒；S5.干燥脱水；S6.挤出造粒；S7.吹膜成型。本发明采用将无水石膏混入多种生物降解材料中以及通过多级混匀与制粒的方式,使得制得的全生物降解农用地膜,能自动降解,质量均匀稳定,对环境污染小,强度分布均匀,韧性好,并具有良好的保温、保水、保墒等效果。(The invention belongs to the technical field of agricultural mulching film production, and particularly relates to a method for preparing a full-biodegradable agricultural mulching film by using anhydrous gypsum, which comprises the following steps: s1, material preparation: selecting 40-60 parts of polypropylene carbonate resin (PPC), 30-40 parts of Polycaprolactone (PCL), 35-55 parts of anhydrous gypsum, 2-7 parts of butyl acrylate, 3-8 parts of ethanol, 0.5-1.5 parts of coupling modifier, 0.2-1.1 parts of rheological agent, 0.5-1 part of toughening modifier, 0.2-1.2 parts of antioxidant, 0.5-1.2 parts of water reducer and 25-35 parts of water as raw materials in parts by weight; s2, high-temperature mixing; s3, low-temperature mixing; s4, granulating; s5, drying and dehydrating; s6, extruding and granulating; and S7, blowing the film for forming. The invention adopts the mode of mixing the anhydrous gypsum into various biodegradable materials and carrying out multi-stage mixing and granulation, so that the prepared full-biodegradable agricultural mulching film can be automatically degraded, has uniform and stable quality, small environmental pollution, uniform strength distribution and good toughness, and has good effects of heat preservation, water retention, soil moisture preservation and the like.)
技术领域
本发明属于农用地膜生产
技术领域
，具体涉及一种无水石膏制备全生物降解农用地膜的方法。背景技术
我国作为农业大国，每年都会使用大量的地膜，在农作物种植时，使地膜盖土，能起到保温增温、保湿保墒、防焊抗涝、减少病虫害、促进早熟、保肥增肥、增产等作用，另外黑色地膜还起到灭草的作用。目前，地膜对多为PE膜，PE膜化学稳定性好，自分解周期很长，很长时间无法自然降解，PE地膜在使用过程中，经过整个农作物生长期的风吹日晒，薄膜的强度下降并都裂为小碎片残留在土壤中，小碎片会引起土壤板结，阻碍作物根部发育和对水分的吸收，还会随风飘散，造成环境污染。为了解决该污染问题，研究一种对环境污染小的地膜很有必要。
当前全生物降解农用地膜采用的材料主要有聚己内酯（PCL）、聚碳酸亚丙酯树脂（PPC）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、脂肪族聚碳酸酯（APC）、 聚乙烯醇(PVA)、脂肪族-芳香族共聚酯等，但由于加工工艺的以及配方的不成熟，使得制得的地膜在保温，保水以及强度分布等方面依然存在不足。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于，提供一种无水石膏制备全生物降解农用地膜的方法，采用该方法制得的地膜能自动降解，对环境污染小，强度分布均匀，具有良好的保温、保水、保墒等效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种无水石膏制备全生物降解农用地膜的方法,包括以下步骤：
S1.配料：按重量份数选取聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)40-60份、聚己内酯（PCL）30-40份、无水石膏35-55份、丙烯酸丁酯2-7份、乙醇3-8份、偶联改性剂0.5-1.5份、流变剂0.2-1.1份、增韧改性剂0.5-1份、抗氧剂0.2-1.2份、减水剂0.5-1.2份、水25-35份作为原料。
S2.高温混炼：将以下粉末状的原料，即聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)、聚己内酯（PCL）、无水石膏、偶联改性剂、流变剂、增韧改性剂、抗氧剂、减水剂放入高速搅拌机内并在185-300℃的高温下充分搅拌20-35分钟后，将高速搅拌机温度降低到75-95℃，同时在高速搅拌机放入耐磨陶瓷球，启动高速搅拌机继续搅拌25-35分钟，取出过滤，滤除筛上的耐磨陶瓷球，即得到混合粉料；接着将丙烯酸丁酯与乙醇混合得混合液。
S3.低温混炼：将混合粉料、混合液、水放入中速搅拌机内并在低温下充分搅拌20-35分钟。
S4.制粒：将低温混炼完成的物料取出制成粒径为1-1.5mm的颗粒物。
S5.干燥脱水：将颗粒物入烘干机进行干燥脱水。
S6.挤出造粒：将干燥脱水后的颗粒物置于挤出机中，在90-120℃的挤出温度下挤出造粒。
S7.吹膜成型：将步骤S6得到的颗粒放入吹膜机中，在160-170℃下进行吹膜，即得到全生物降解农用地膜。
更优地，步骤S1中，所述原料按重量份数为：聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)50份、聚己内酯（PCL）35份、无水石膏50份、丙烯酸丁酯5份、乙醇6份、偶联改性剂1.1份、流变剂0.8份、增韧改性剂0.8份、抗氧剂0.8份、减水剂0.7份、水30份作为原料。
进一步的，为达到更优的混匀效果，所述聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)、聚己内酯（PCL）、偶联改性剂、流变剂、增韧改性剂、抗氧剂、减水剂的粒度为150-300目，无水石膏粒度为粒度为800-1200目。
进一步的，所述耐磨陶瓷球直径为1-3cm。
进一步的，步骤S2中，高速搅拌机内的温度为115-185℃。
进一步的，步骤S3中，中速搅拌机内的温度为10-15℃。
进一步的，步骤S3所用水的温度为5-10℃。
进一步的，步骤S3所用水是将步骤S2所滤出耐磨陶瓷球进行冲洗后的水。
本发明采用将无水石膏混入多种生物降解材料中以及通过多级混匀与制粒的方式，使得制得的全生物降解农用地膜，能自动降解，质量均匀稳定，对环境污染小，强度分布均匀，且具有极佳的韧性，以及良好的保温、保水、保墒等效果。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
传统的挤出制粒通常是将各原料简单混匀后，直接放入挤出机料斗中，自动下料进入挤出机，由于各原料之间质量大小不一，加之挤出机的挤出杆转动过程中会导致挤出机发生一定的振动，在这振动作用下，位于挤出机料斗中还未落入挤出机的原料就很容易发生层析或现象，使得进入挤出机挤压杆内的物料成分不均，导致挤出的塑料条成分不均，进而影响最后吹膜得到的地膜质量，容易使地膜保温、保水效果变差，特别是容易使地膜强度分布不均。
实施例一：
一种无水石膏制备全生物降解农用地膜的方法,包括以下步骤：
S1.配料：按重量份数选取聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)50份、聚己内酯（PCL）35份、无水石膏50份、丙烯酸丁酯5份、乙醇6份、偶联改性剂1.1份、流变剂0.8份、增韧改性剂0.8份、抗氧剂0.8份、减水剂0.7份、水30份作为原料。为达到更优的混匀效果，所述聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)、聚己内酯（PCL）、热塑性淀粉、珍珠岩、成核剂、减水剂粒度为200目，无水石膏粒度为800-1200目。所述成核剂为丁二酸。所述减水剂为淀粉磺酸酯。所述偶联改性剂为JL-G06FL复合有机硅烷偶联改性剂。所述流变剂为JL-G02B流变改性剂。所述增韧改性剂为JL-M02增韧改性剂。
S2.高温混炼：将以下粉末状的原料，即聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)、聚己内酯（PCL）、无水石膏、偶联改性剂、流变剂、增韧改性剂、抗氧剂、减水剂放入高速搅拌机内并在185-300℃的高温下充分搅拌20-35分钟后，将高速搅拌机温度降低到75-95℃，同时在高速搅拌机放入耐磨陶瓷球，启动高速搅拌机继续搅拌25-35分钟，取出过滤，滤除筛上的耐磨陶瓷球，即得到混合粉料，混合粉料经过耐磨陶瓷球的进一步表面处理后，使得制得的混合粉料比表面积进一步提升，有利于物料的混匀，防止物料的离析；接着将丙烯酸丁酯与乙醇混合得混合液。所述耐磨陶瓷球直径为2.5cm。
S3 低温混炼：将混合粉料、混合液、水放入中速搅拌机内并在10-15℃的低温下充分搅拌30分钟。水的温度为5-10℃。
S4.制粒：将低温混炼完成的物料取出制成粒径为1-1.5mm的颗粒物。水在与混合粉料及混合液混合前，先将步骤S2所滤出耐磨陶瓷球进行冲洗，将其上附着的粉料洗掉后，过滤，将耐磨陶瓷球滤掉，然后将剩下含有粉料的水再去与混合粉料及混合液混合。混合液中丙烯酸丁酯具有粘性，可以很好地沾合粉料，避免粉料的离析，使得粉料形成了一颗颗粒径为1-1.5mm且成分均匀的小颗粒，为后续的进一步加工提供了质量保障。
S5.干燥脱水：将颗粒物入烘干机进行干燥脱水。经过干燥脱水，使得颗粒物成为多孔物质，有利于颗粒物之间的相互吸引聚合。
S6.挤出造粒：将干燥脱水后的颗粒物置于挤出机中，在100-110℃的挤出温度下挤出后进行造粒。在入挤出机前物料经过了进一步的预均化，使得颗粒物进入挤出机的料斗后，各个原料成分之间是充分混匀的，使得制得的塑料条成分也是均匀的。
S7.吹膜成型：将步骤S6得到的颗粒放入吹膜机中，在165-170℃下进行吹膜，即得到具有保温、保水等效果，且质量稳定，强度分布均匀并能自动降解的全生物降解农用地膜。
实施例二：
一种无水石膏制备全生物降解农用地膜的方法,包括以下步骤：
S1.配料：按重量份数选取聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)45份、聚己内酯（PCL）35份、无水石膏40份、丙烯酸丁酯7份、乙醇7份、偶联改性剂0.8份、流变剂0.5份、增韧改性剂0.8份、抗氧剂0.8份、减水剂11份、水26份作为原料。为达到更优的混匀效果，所述聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)、聚己内酯（PCL）、热塑性淀粉、珍珠岩、成核剂、减水剂粒度为200目，无水石膏粒度为800-1200目。所述减水剂为淀粉磺酸酯或木质素磺酸钠盐。所述偶联改性剂为JL-G06FL复合有机硅烷偶联改性剂。所述流变剂为JL-G02B流变改性剂。所述增韧改性剂为JL-M02增韧改性剂。
S2.高温混炼：将以下粉末状的原料，即聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)、聚己内酯（PCL）、无水石膏、偶联改性剂、流变剂、增韧改性剂、抗氧剂、减水剂放入高速搅拌机内并在185-300℃的高温下充分搅拌20-35分钟后，将高速搅拌机温度降低到75-95℃，同时在高速搅拌机放入耐磨陶瓷球，启动高速搅拌机继续搅拌25-35分钟，取出过滤，滤除筛上的耐磨陶瓷球，即得到混合粉料，混合粉料经过耐磨陶瓷球的进一步表面处理后，使得制得的混合粉料比表面积进一步提升，有利于物料的混匀，防止物料的离析；接着将丙烯酸丁酯与乙醇混合得混合液。所述耐磨陶瓷球直径为1.5cm。
S3 低温混炼：将混合粉料、混合液、水放入中速搅拌机内并在10-15℃的低温下充分搅拌25分钟。水的温度为5-10℃。
S4.制粒：将低温混炼完成的物料取出制成粒径为1-1.5mm的颗粒物。水在与混合粉料及混合液混合前，先将步骤S2所滤出耐磨陶瓷球进行冲洗，将其上附着的粉料洗掉后，过滤，将耐磨陶瓷球滤掉，然后将剩下含有粉料的水再去与混合粉料及混合液混合。混合液中丙烯酸丁酯具有粘性，可以很好地沾合粉料，避免粉料的离析，使得粉料形成了一颗颗粒径为1-1.5mm且成分均匀的小颗粒，为后续的进一步加工提供了质量保障。
S5.干燥脱水：将颗粒物入烘干机进行干燥脱水。经过干燥脱水，使得颗粒物成为多孔物质，有利于颗粒物之间的相互吸引聚合。
S6.挤出造粒：将干燥脱水后的颗粒物置于挤出机中，在95-110℃的挤出温度下挤出后进行造粒。在入挤出机前物料经过了进一步的预均化，使得颗粒物进入挤出机的料斗后，各个原料成分之间是充分混匀的，使得制得的塑料条成分也是均匀的。
S7.吹膜成型：将步骤S6得到的颗粒放入吹膜机中，在150-165℃下进行吹膜，即得到具有保温、保水等效果，且质量稳定，强度分布均匀并能自动降解的全生物降解农用地膜。
实施例三：
一种无水石膏制备全生物降解农用地膜的方法,包括以下步骤：
S1.配料：按重量份数选取聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)45份、聚己内酯（PCL）30份、无水石膏55份、丙烯酸丁酯6份、乙醇6份、偶联改性剂1.2份、流变剂0.6份、增韧改性剂0.7份、抗氧剂0.5份、减水剂1.1份、水28份。为达到更优的混匀效果，所述聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)、聚己内酯（PCL）、热塑性淀粉、珍珠岩、成核剂、减水剂粒度为200目，无水石膏粒度为800-1200目。所述减水剂为淀粉磺酸酯或木质素磺酸钠盐。所述偶联改性剂为JL-G06FL复合有机硅烷偶联改性剂。所述流变剂为JL-G02B流变改性剂。所述增韧改性剂为JL-M02增韧改性剂。
S2.高温混炼：将以下粉末状的原料，即聚碳酸亚丙酯树脂(PPC)、聚己内酯（PCL）、无水石膏、偶联改性剂、流变剂、增韧改性剂、抗氧剂、减水剂放入高速搅拌机内并在185-300℃的高温下充分搅拌20-35分钟后，将高速搅拌机温度降低到75-95℃，同时在高速搅拌机放入耐磨陶瓷球，启动高速搅拌机继续搅拌25-35分钟，取出过滤，滤除筛上的耐磨陶瓷球，即得到混合粉料，混合粉料经过耐磨陶瓷球的进一步表面处理后，使得制得的混合粉料比表面积进一步提升，有利于物料的混匀，防止物料的离析；接着将丙烯酸丁酯与乙醇混合得混合液。所述耐磨陶瓷球直径为3cm。
S3 低温混炼：将混合粉料、混合液、水放入中速搅拌机内并在10-15℃的低温下充分搅拌25分钟。水的温度为5-10℃。
S4.制粒：将低温混炼完成的物料取出制成粒径为1-1.5mm的颗粒物。水在与混合粉料及混合液混合前，先将步骤S2所滤出耐磨陶瓷球进行冲洗，将其上附着的粉料洗掉后，过滤，将耐磨陶瓷球滤掉，然后将剩下含有粉料的水再去与混合粉料及混合液混合。混合液中丙烯酸丁酯具有粘性，可以很好地沾合粉料，避免粉料的离析，使得粉料形成了一颗颗粒径为1-1.5mm且成分均匀的小颗粒，为后续的进一步加工提供了质量保障。
S5.干燥脱水：将颗粒物入烘干机进行干燥脱水。经过干燥脱水，使得颗粒物成为多孔物质，有利于颗粒物之间的相互吸引聚合。
S6.挤出造粒：将干燥脱水后的颗粒物置于挤出机中，在110-130℃的挤出温度下挤出后进行造粒。在入挤出机前物料经过了进一步的预均化，使得颗粒物进入挤出机的料斗后，各个原料成分之间是充分混匀的，使得制得的塑料条成分也是均匀的。
S7.吹膜成型：将步骤S6得到的颗粒放入吹膜机中，在175-185℃下进行吹膜，即得到具有保温、保水等效果，且质量稳定，强度分布均匀并能自动降解的全生物降解农用地膜。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本发明的保护范围不限于具体实施方式所公开的技术方案，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均落入本发明的保护范围。
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