[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

权利要求书

1.一种可生物降解的高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜，其特征在于，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、第一抗氧剂0.1~1份、抗水解剂0.1~1份、光稳定剂0.1~1份、第一润滑剂0.1~1份；

其中，石墨烯原位聚合生物降解共聚酯的制备依次包括原料配置、酯化、缩聚、扩链、出料的步骤，其中反应原料包括石墨烯、两种二元酸和一种二元醇，所述石墨烯占共聚酯的0.1~1wt%；所述二元酸为精对苯二甲酸、己二酸、丁二酸中的任意2种，所述二元醇为丁二醇，所述醇酸摩尔比为（1.05~1.15）：1；

所述石墨烯为羟基型氧化石墨烯；所述羟基型氧化石墨烯的粒径为2~6微米；

石墨烯原位聚合生物降解共聚酯的制备过程中，反应原料还包括反应助剂，所述反应助剂包括催化剂0.01~0.05wt%、第二抗氧剂0.05~0.2wt%、稳定剂0.05~0.2wt%、第二润滑剂0.05~0.2wt%；

所述催化剂为钛酸四丁酯、锌酸亚锡中的一种或多种；

所述第二抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻胺类抗氧剂的复配物，复配质量比为（0.9~1.2）：1；

所述稳定剂为受阻酚类稳定剂；

所述第二润滑剂为酰胺类润滑剂。

2.根据权利要求1所述的一种可生物降解的高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜，其特征在于：所述石墨烯原位聚合生物降解共聚酯的化学结构式如下：

。

3.根据权利要求1所述的一种可生物降解的高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜，其特征在于：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。

4.根据权利要求1所述的一种可生物降解的高耐候性石墨烯原位聚合共聚酯地膜，其特征在于：所述第一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；所述第一润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钙中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4任一所述的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，其特征在于，包括：

S1：将石墨烯原位聚合生物降解共聚酯、纳米级滑石粉、第一抗氧剂、抗水解剂、光稳定剂以及第一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。

6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于：原料配置包括石墨烯分散、助剂配置和打浆的步骤，其中，

所述石墨烯分散包括将石墨烯加入二元醇中，同时应用高速搅拌器和超声波分散器进行预分散处理，得到石墨烯分散液，所述石墨烯分散液中石墨烯含量为4~8wt%，所述的超声波分散器，其功率为10~15KW，分散时间为10~40min；

所述助剂配置包括将反应助剂加入二元醇中，用高速搅拌器进行预分散处理，得到助剂分散液，所述助剂分散液中助剂含量为5~10wt%；

所述打浆包括将一定配比的两种二元酸、一种二元醇加入打浆釜，维持打浆釜温度在65~75℃，搅拌器转速100~120r/min，打浆1小时，再加入石墨烯分散液和助剂分散液，继续打浆0.5~1小时。

7.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于：所述酯化步骤前还包括预酯化的步骤，所述预酯化包括将打浆釜中的混合物浆料通过螺杆泵输送至预酯化釜，维持预酯化釜温度在165~175℃，预酯化反应1小时；

所述酯化包括将预酯化釜中物料，经过计量泵稳定输送入塔板式连续酯化反应器，维持反应器温度在215~225℃，物料在自身重力作用下，沿塔板依次向下流淌，同时在反应器内置的超声波分散下，石墨烯保持高分散效果。

8.根据权利要求7所述的制备工艺，其特征在于：所述塔板式连续酯化反应器包括：

反应器本体，

物料入口，所述物料入口设置于所述反应器本体的侧壁上端；

物料出口，所述物料出口设置于所述反应器本体的下端；

气相出口，所述气相出口设置于所述反应器本体的上端，

塔板，所述塔板设置于所述反应器本体的内腔中，所述塔板的横截面呈倒v型设置；

超声波分散部，所述超声波分散部包括超声波分散探头，若干超声波分散探头设置于所述反应器本体的内侧壁，所述超声波分散探头与所述塔板配合设置使得从所述物料入口进入的物料落于塔板的正上方中心处，物料沿所述塔板向下流淌并在超声波分散探头的作用下进行物料的分散。