一种完全生物降解吹塑薄膜、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种完全生物降解吹塑薄膜、其制备方法及其应用，薄膜包括依次接触的内层、中层和外层；以重量份数计，内层包括聚乳酸、聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯、滑石粉、开口剂和炭黑；中层和外层均包括聚乳酸、聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯和钛白粉；三层中还分别均包括单十八酸丙三醇酯、乙酰柠檬酸三丁酯、乙撑双硬脂酸酰胺和扩链剂；开口剂为芥酸酰胺或油酸酰胺；扩链剂为苯乙烯‑丙烯酸‑甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物和/或苯乙烯‑马来酸酐‑甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物。薄膜具有较高拉伸断裂伸长率、抗摆锤冲击强度、拉伸强度、杨氏模量和热合强度，并且保持完全生物降解特性。

A completely biodegradable blown film, its preparation method and Application

The invention provides a fully biodegradable blow-moulded film, a preparation method and application thereof, which comprises an inner layer, a middle layer and an outer layer in succession; by weight, the inner layer comprises polylactic acid, polyterephthalic acid, butylene adipate, talcum powder, opener and carbon black; the middle and outer layers include polylactic acid, polyterephthalic acid, hexanediol butylene ester. The three layers also include glycerol monooctadecanoate, tributyl acetate, ethylene bisstearate amide and chain extender, erucic acid amide or oleic acid amide as opening agent, copolymer of styrene, acrylic acid, epoxy propyl methacrylate and/or copolymer of styrene, maleic anhydride and epoxy propyl methacrylate as chain extender. The film has high tensile elongation at break, impact strength against pendulum, tensile strength, Young's modulus and thermal bonding strength, and maintains complete biodegradability.

【技术实现步骤摘要】
一种完全生物降解吹塑薄膜、其制备方法及其应用
本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及一种完全生物降解吹塑薄膜、其制备方法及其应用。
技术介绍
与传统的石油基塑料不同，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)是由石油基资源制成的脂肪族芳香族共聚酯，由两种共聚单体组成，一种是刚性BT链段(对苯二甲酸丁二醇酯)由对苯二甲酸和1,4-丁二醇单体组成，一种是柔性BA段(己二酸丁二醇酯)由己二酸和1,4-丁二醇单体组成。PBAT兼有脂肪族聚酯的降解性和芳香族聚酯较好的力学性能。聚乳酸(PLA)是由植物淀粉发酵而得的乳酸聚合而成，这是一种可再生资源，并且具有生物降解特性，对保护环境具有非常重要的意义。在石油能源日趋紧张的情势下，开发研究PLA树脂显得尤为重要。PLA本身的性能类似于通用塑料聚丙烯，如模量高、抗张强度大和可加工性能好。但是，PLA的脆性严重，抗冲击强度小于5KJ/m2，严重的限制了它的广泛应用。因此，针对PLA的脆性严重的缺点国内外在积极地开展改性研究，采用多组分共混改性的方法提高PLA的韧性是目前的主要技术手段，如何获得既有高韧性，又具有可生物降解性能的PLA树脂是制备可降解包装薄膜等制品的要求。PBAT具有可生物降解性，高达700％左右的拉伸断裂伸长率和低弹性模量，因此它被认为是增韧PLA的一个很好的选择。它们的共混物仍然是可生物降解的，并且理论上可分别具有PLA的高强度和PBAT的高延展性和韧性。然而，PLA与其它组分的简单混合通常不能产生令人满意的性能，因为通常两组分之间是热力学不相容的，这是由于组分的分子链段之间不利的相互作用造成其不混溶或界面粘附差。为了改善聚合物共混物的相容性并增加基体和分散相之间的界面粘附性，常常使用反应性增容或加入增容剂提高相容性，来获得理想的性能。熊凯等人公开的世界专利技术专利WO2018/028513A1公开了一种可生物降解薄膜及其制备方法，该方法将PBAT、PLA、滑石粉或碳酸钙、环氧类共聚物，经双螺杆挤出，再经吹塑加工，制得纵横向撕裂强度均衡的可生物降解吹塑薄膜。秦文生等人的申请号为201710167009.5的中国专利技术专利公开了一种增强型全生物降解材料及其制备方法，该方法将PBAT、PLA、碳纳米管、硅烷或钛酸酯偶联剂，经双螺杆挤出，再经吹塑加工，可显著提高薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。米庆华等人的申请号为201710572627.8和201710572630.X的中国专利技术专利公开了一种超薄透明全生物降解薄膜吹膜级材料及其制备方法，该方法将PBAT、PLA、增强增韧增透剂，增强增韧增透剂可以选择无机的疏水性纳米二氧化硅，或者有机的阿克玛AX-8900或ADX-1200s树脂相容剂或杭州爱克CE-AZ01增容剂中的一种或几种，再与环氧大豆油或有机硅油，经双螺杆挤出，再经吹塑加工，获得5微米厚度的超薄超透明全生物降解薄膜，可用于包装膜、购物袋、地膜。WerapornPivsa-Art等人在期刊EnergyProcedia(2011,9:581-588.)研究了将PLA/PBSA重量比固定为80/20，之后分别加入重量比为10％，20％，30％，40％，和50％的PBAT，共混挤出并吹塑成膜，研究显示，当PBAT加入量为20％时，PLA/PBSA/PBAT共混物具有最大的拉伸强度和冲击强度，扫描电镜显示PLA/PBSA/PBAT共混物之间具有优良的相容性。JeffSchneider等人在期刊JournalofAppliedPolymerScience(2016，DOI:10.1002/APP.43310.)报道了环氧丙交酯改性的PLA/PBAT薄膜，结果表明改性过的薄膜具有良好的物理和机械性能。WorasakPhetwarotai等人在期刊JournalofThermalAnalysisandCalorimetry(2016,126:1797-1808.)报道了PLA、PBAT、成核剂滑石粉(Talc)和增容剂二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)共混并吹塑成膜，份数比PLA/PBAT/Talc/MDI(phr/phr/phr/phr)分别为100/0/0/0，90/10/0/0，90/10/1/0，90/10/1/1，90/10/1/3，90/10/1/5，90/10/1/7，结果表明，滑石粉是PLA良好的成核剂，Talc和PBAT的加入大大增大了PLA的成核速度，但是增容剂MDI的加入，和形成更多长链化合物将阻碍PLA的结晶行为。SutineeGirdthep等人在期刊EuropeanPolymerJournal(2016,82:244-259.)报道了PLA/PBAT薄膜中加入载银纳米高岭石时，会延缓薄膜的降解时间。司鹏等人在期刊《塑料科技》(2015,43(10)：68-72.)报道了以过氧化二苯甲酰(BOP)为界面相容剂，PLA与PBAT共混挤出并吹塑成膜，份数比PLA/PBAT/抗氧剂1010/BOP(phr/phr/phr/phr)分别为55/45/0.5/1，45/55/0.5/1，35/65/0.5/1，结果表明，薄膜具有较强的拉伸强度和撕裂强度，到PBAT增大到一定程度时，薄膜就有较好的断裂伸长率。在当前世界崇尚绿色环保、改善生态环境的大前提下，生物降解薄膜有着广阔的发展空间。对聚乳酸进行改性，研究生产性能更好、价格更低的生物降解薄膜是今后的聚乳酸薄膜领域的发展趋势。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种完全生物降解吹塑薄膜、其制备方法及其应用，该薄膜具有较高的拉伸断裂伸长率和抗摆锤冲击强度。本专利技术提供了一种完全生物降解吹塑薄膜，包括依次接触的内层、中层和外层；以重量份数计，所述内层包括聚乳酸10～25份、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯61.8～88.95份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份、成核剂0.1～3份、扩链剂0.05～0.2份、开口剂0.1～1份、润滑剂0.1～2份和炭黑0.2～2份；中层包括聚乳酸10～25份、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯52.8～83.25份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份、润滑剂0.1～2份、扩链剂0.05～0.2份和钛白粉6～12份；外层包括聚乳酸15～30份、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯53.8～82.65份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份、润滑剂0.1～2份、扩链剂0.05～0.2份和钛白粉2～6份；所述增容剂为单十八酸丙三醇酯；增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯；润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；开口剂为芥酸酰胺或油酸酰胺；成核剂为滑石粉；扩链剂为苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物和/或苯乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物。优选地，所述完全生物降解吹塑薄膜的厚度为0.05～0.06mm。优选地，所述聚乳酸为型号REVODE110的聚乳酸；所述聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯为型号TH801T的聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯。优选地，所述扩链剂的型号为ADR4368和/或ADR4370。本专利技术提供了一种上述技术方案所述完全生物降解吹塑薄膜的制备方法，包括以下步骤：将聚乳酸10～25份、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯61.8～88.95份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种完全生物降解吹塑薄膜，包括依次接触的内层、中层和外层；以重量份数计，所述内层包括聚乳酸10～25份、聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯61.8～88.95份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份、成核剂0.1～3份、扩链剂0.05～0.2份、开口剂0.1～1份、润滑剂0.1～2份和炭黑0.2～2份；中层包括聚乳酸10～25份、聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯52.8～83.25份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份、润滑剂0.1～2份、扩链剂0.05～0.2份和钛白粉6～12份；外层包括聚乳酸15～30份、聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯53.8～82.65份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份、润滑剂0.1～2份、扩链剂0.05～0.2份和钛白粉2～6份；所述增容剂为单十八酸丙三醇酯；增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯；润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；开口剂为芥酸酰胺或油酸酰胺；成核剂为滑石粉；扩链剂为苯乙烯‑丙烯酸‑甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物和/或苯乙烯‑马来酸酐‑甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种完全生物降解吹塑薄膜，包括依次接触的内层、中层和外层；以重量份数计，所述内层包括聚乳酸10～25份、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯61.8～88.95份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份、成核剂0.1～3份、扩链剂0.05～0.2份、开口剂0.1～1份、润滑剂0.1～2份和炭黑0.2～2份；中层包括聚乳酸10～25份、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯52.8～83.25份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份、润滑剂0.1～2份、扩链剂0.05～0.2份和钛白粉6～12份；外层包括聚乳酸15～30份、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯53.8～82.65份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份、润滑剂0.1～2份、扩链剂0.05～0.2份和钛白粉2～6份；所述增容剂为单十八酸丙三醇酯；增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯；润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；开口剂为芥酸酰胺或油酸酰胺；成核剂为滑石粉；扩链剂为苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物和/或苯乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸环氧丙酯的共聚物。2.根据权利要求1所述的完全生物降解吹塑薄膜，其特征在于，所述完全生物降解吹塑薄膜的厚度为0.05～0.06mm。3.根据权利要求1所述的完全生物降解吹塑薄膜，其特征在于，所述聚乳酸为型号REVODE110的聚乳酸；所述聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯为型号TH801T的聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯。4.根据权利要求1所述的完全生物降解吹塑薄膜，其特征在于，所述扩链剂的型号为ADR4368和/或ADR4370。5.一种权利要求1～4任一项所述完全生物降解吹塑薄膜的制备方法，包括以下步骤：将聚乳酸10～25份、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯61.8～88.95份、增容剂0.1～2份、增塑剂0.1～5份、成核剂0.1～3份...

【专利技术属性】
技术研发人员：张会良，边俊甲，杨佳，金宝昌，贾世玲，杨慧丽，韩立晶，董丽松，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22