全降解聚羟基脂肪酸酯改性材料制造技术

本发明专利技术公开了一种全降解聚羟基脂肪酸酯改性材料，各组分的重量百分比为：聚羟基脂肪酸酯PHA86%，聚异丁烯PIB3-4%，乙烯丙烯酸乙酯EEA3-5%，马来酸酐接枝相容剂1%，铝镁水滑石LDHS4-6%，分散润滑剂1%。其在地膜应用中满足0.008mm和0.01mm厚度断裂伸长率大于300%，拉伸强度大于25MPa的技术要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种全降解聚羟基脂肪酸酯改性材料，各组分的重量百分比为：聚羟基脂肪酸酯PHA86%，聚异丁烯PIB3-4%，乙烯丙烯酸乙酯EEA3-5%，马来酸酐接枝相容剂1%，铝镁水滑石LDHS4-6%，分散润滑剂1%。其在地膜应用中满足0.008mm和0.01mm厚度断裂伸长率大于300%，拉伸强度大于25MPa的技术要求。【专利说明】全降解聚羟基脂肪酸酯改性材料
本专利技术涉及塑料制品的制备领域，尤其是一种全降解聚羟基脂肪酸酯改性材料。
技术介绍
近年来农用地膜得到了广泛的应用，有效的控制了土壤的温度和湿度，减少了水 分和营养物的流失，促进了农作物的高产和稳产，从而增加了农业生产效益。但与此同时， 由于地膜的一次性使用，每年都会有大量的残膜留在土壤里。塑料地膜多为分子量数万至 数十万的聚乙烯，它们在自然界中很难降解。这些地膜碎片可在土壤中形成阻隔层，使土壤 中的水、气、肥等流动受阻，造成土壤结构板结，严重危害生态环境，造成白色污染。因此， 解决残膜污染土壤问题已成为地膜覆盖栽培技术的当务之急。二十多年来国内外的有志之 士致力于对降解材料的研究。以期待解决因塑料废弃造成的环境污染，研究人员在降解塑 料领域的理论研究、材料研究、产品开发与应用、宣传推广以及标准制定方面做了大量努力 并已初见成效，全社会已经普遍接受和认可了降解塑料这一概念，一大批可降解塑料制品 得到应用。大部分降解材料在尺寸厚度大于1mm且不需要延展及普通强度的情况下可以 满足使用要求，但是在制品厚度小于1mm的片材或薄膜的生产中，由于其热塑性太差而使 应用范围受到了明显的限制。根据农用地膜国家标准GB13735-92的要求，地膜厚度最大 为0. 02mm，最小为0. 008mm。目前有可能用于降解地膜生产的材料即结构型生产降解材料 按其来源可分为天然高分子材料、微生物合成高分子材料和化学合成降解材料。天然高分 子材料具有完全生物降解性，但是它的热学、力学性能差，不能满足地膜材料的要求。化学 合成型降解材料如PLA、PCL、PBS等，目前而言仍需研究如何通过其化学结构使其具备不同 特性及用途，而且这类材料因其成本太高，在地膜上应用没有实际意义。微生物合成的高分 子材料如PHA这类材料具有较高的生物分解性，热塑性较好，易成型加工，但其力学性能不 佳，使其在地膜应用上的推广受到制约。
技术实现思路
本专利技术的目的就是克服现有技术存在的不足而提供全降解聚羟基脂肪酸酯改性 材料的制备方法。 为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下： 该全降解聚羟基脂肪酸酯改性材料，各组分的重量百分比为：聚羟基脂肪酸酯 PHA86%，聚异丁烯PIB3-4%，乙烯丙烯酸乙酯EEA3-5%，马来酸酐接枝相容剂1%，铝镁水滑石 LDHS4-6%，分散润滑剂1%。 聚羟基脂肪酸酯（PHA)是很多微生物合成的一种细胞内聚酯天然高分子材料，是 一类3-羟基脂肪酸组成的线性聚酯，分子量为50000-2000000道尔顿，单体的羟基与相邻 单体的羟基形成酯键。单体皆为R-构型，不同的PHA主要区别在于C-3位上不同的侧链基 团，本专利技术使用的单体为C6-C14的中长链PHA。与聚乳酸（PLA)、PGA等生物材料相比，PHA 结构多元化，组成了结构多样性带来的性能多样化使其在应用中具有明显的优势。因此PHA 是一种具有高分子基本性质的可热塑加工成型的聚酯。它具有合成塑料所不具备的生物降 解性、生物相容性、光学活性、压电性、以及在生物合成过程中可利用再生原材料等优异性 能。由于PHA是具有光学活性的单体组成的线性可降解聚酯，其物理性能主要是由其单体 组成决定的，由于3 (HB)组成的均聚物P(3HB)机械性能和加工性能相对于烯烃类高分子材 料还是比较差的，为了增加 P(3HB)的应用范围，必须要在其单体间插入非3(HB)的单体进 行改性共混。 聚异丁烯（PIB)是以异丁烯为主和少量正丁烯共聚而成的液体，其结构几乎都是 长链，并且具有一个双键的单烯烃。聚丁烯与低分子聚异丁烯在使用中没有严格的区别，由 于制备方法基本相同，因此不易严格区分。但聚异丁烯是以混合丁烯为原料，从结构上讲是 异丁烯和正丁烯的共聚物，分子量较低，是一种粘稠液体，主要用于润滑油、胶粘剂、化妆品 等多种行业。一般来说，分子量在350到3500之间的材料称低分子量聚异丁烯，分子量在 一万到十万之间为中分子量产品，分子量在十万至一千万之间的为高分子量产品。分子量 在三万以下的产品通常呈液态，分子量较高的材料则呈固态，本专利技术选择的是分子为3500 的液态聚异丁烯，可提高聚酯材料的可塑性和延展性。 乙烯丙烯酸乙酯（EEA)是在专门改装过的高压聚乙烯反应器中由自由基聚合法生 产的。当丙烯酸乙酯的含量增加时，共聚物将变得更坚韧、更柔软、更有弹性。提高丙烯酸 乙酯含量可增加树脂的极性，同时可增加树脂表面吸附油墨的能力并具有粘合性质。 马来酸酐接枝相容剂是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促成剂。它通过引入 强极性反应性基团，使材料具有很高的极性和反应性，使分子间的结合变成分子链的结合， 使混合的多元体系的材料力学性能大大提高。本专利技术选用的相容剂为马来酸酐接枝乙烯丙 烯酸酯共聚物。 铝镁水滑石（LDHS)的化学式为 · 4H20。是一类具有层状结构的 阴离子层状功能无机材料，其特殊的结构在应用于地膜生产时可以使其在不影响透光的前 提下具备一定的保温功能。本专利技术选用的水滑石平均粒径为15μπι、白度大于90度、吸油值 为0. 3lml/g、氧化镁含量32-40%、氧化铝含量14-18%。 分散润滑剂为纯聚乙烯蜡，相对分子量在1500-9500之间，相对密度0. 9-0. 93g/ cm3,软化点101-115°C，从使用量少、分散效果好的角度考虑以选择分子量小的品种为好。 本专利技术研究的全降解聚羟基脂肪酸酯改性材料是以聚羟基脂肪酸酯、聚异丁烯、 乙烯丙烯乙酯为共混改性主体，加入马来酸酐接枝相容剂、铝镁水滑石为功能改性材料，通 过在连续挤出双螺杆设备中进行剪切和共混以达到改善PHA的性能。共混挤出时必须满足 以下条件：挤出温度在120-140°C之间，且必须不能超过140°C，熔融状态连续生产压力恒 定，停留时间不超过2分钟。对温度压力、停留时间的要求是基于主体材料PHA的结构特性 考虑的，在大于140°C或较长停留时间情况下，P(3HB)单体之间链接易及早断开，加速了这 种天然高分子材料的降解和老化，并且物理性能极差。为获得具有更高性价比的产品，使其 在地膜应用中满足〇. 〇〇8mm和0. 01mm厚度断裂伸长率大于300%，拉伸强度大于25MPa的技 术要求，各种组分要进行优化和配合，通过反复试验和对比分析，确定的配方为：聚羟基脂 肪酸酯PHA86%，聚异丁烯PIB3%，乙烯丙烯酸乙酯EEA4%，马来酸酐接枝相容剂1%，铝镁水滑 石LDHS 5%，分散润滑剂1%。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术进行详细分析； 实施例1 : 全降解聚羟基脂肪酸酯改性材料，各组分的重量百分比为：聚羟基脂肪酸酯PHA86%， 聚异丁烯PIB3%，乙烯丙烯酸乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
全降解聚羟基脂肪酸酯改性材料，其特征在于各组分的重量百分比为：聚羟基脂肪酸酯PHA86%，聚异丁烯PIB3‑4%，乙烯丙烯酸乙酯EEA3‑5%，马来酸酐接枝相容剂1%，铝镁水滑石LDHS4‑6%，分散润滑剂1%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳秋英，王培利，段涛，王永，徐西涛，类衍萍，
申请(专利权)人：山东春潮集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37