一种木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)合成全生物基PBAT；(2)将全生物基PBAT、木质素分别进行真空干燥；(3)在高混机内加入全生物基PBAT、木质素以及扩链剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、热稳定剂，进行充分混合；(4)然后经双螺杆挤出机器挤出造粒；(5)将木质素‑PBAT复合塑料粒进行吹膜，即得木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料。本发明专利技术通过引入生物质材料木质素和经复合改性制得的木质素‑PBAT复合塑料符合完全降解的要求，同时增强了全生物基PBAT树脂的力学性能，且有效的降低了该种塑料得成本，使之更有利于向市场推广。

Lignin modified full biological base PBAT biodegradable plastics and preparation method thereof

The invention discloses a method for preparing a lignin modified PBAT bio based biodegradable plastics, which comprises the following steps: (1) the synthesis of bio based PBAT; (2) the bio based PBAT and lignin were vacuum drying; (3) in high mixing into bio based PBAT, wood and a chain extender, antioxidant, plasticizer, heat stabilizer, lubricant inside the machine, fully mixed; (4) and then by twin screw extrusion machine extrusion granulation; (5) the lignin PBAT composite plastic particles blowing, namely lignin modified whole bio based biodegradable plastics PBAT. The invention uses biomass materials by lignin and modified lignin prepared PBAT composite plastic with completely degraded, while enhancing the mechanical properties of the bio based PBAT resin, and effectively reduces the cost of this kind of plastic, to make it more conducive to market promotion.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物塑料
，尤其涉及一种木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料及其制备方法。
技术介绍
目前，随着国民经济的不断发展，塑料制品的消费量在不断增高，合成塑料在生产和生活中扮演着越来越重要的角色。但是由于绝大部分塑料制品废弃后无法降解，长期存在，不断累积造成了严重的白色污染，随着污染的不断加重以及人们环保意识的不断增强，寻求一种既能满足人们使用需求又能满足环保需求的塑料制品显得越来越迫切并引起了研究人员的广泛兴趣，其中可降解树脂由于其降解特性和经济特性，已经成为了研究的热点，聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)是一种完全生物降解的聚酯材料，在自然条件下可以被多种微生物以及动植物体内酶分散代谢，最后降解为水和二氧化碳。聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯同时具有聚己二酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性，既有良好的延展性和断裂伸长率，也有较好地耐热性和抗冲击性能，大大改善了原有的二元聚酯材料的性能。PBAT的原料分别是对苯二甲酸、己二酸和丁二醇，PBAT塑料虽然是生物降解塑料，但是从目前已经产业化的生产装置来看，它的三种原料来源依然是从通过石油化工来提取的，所以PBAT塑料在生产过程中是消耗了石油资源并且产生了较多二氧化碳。生物基塑料的意思是其塑料的原料最初来源为天然存在的生物质资源(动植物资源：植物秸秆、动物躯体等)。可实现资源的循坏利用以及过程的低碳排放。欧洲已经开始要求塑料制品中有一定的生物基含量，这个趋势正在越来越明显，所以对生物基塑料应用的研究正变得越来越重要，所以对生物基PBAT性能的研究和改性有着重要的意义。木质素是一种广泛存在于植物体中的无定型的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物。由于木质素的分子结构存在着芳香基。酚羟基、醇羟基、碳基共轭双键等活性基团，因此可以通过氧化、还原、水解、醇解、酸解甲氧基、羧基、酞化、磺化、烷基化、卤化、缩聚或者接枝共聚等多种反应方式进行改性。木质素具有较好的力学性能以及木质的外观属性，同时来源于生物质资源、同时在堆肥条件下具有较快地降解性能，是未来比较绿色环保的一种材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料及其制备方法。本专利技术的制备方法通过在全生物基生物降解材料PBAT的基础上引入生物质材料木质素，复合改性后符合完全降解的要求的同时，增强了生物基PBAT树脂的力学性能，且有效的降低了该种塑料得成本，使之更有利于向市场推广。同时通过各种功能性助剂的联合作用，在微观上可以有效的将木质素表面的反应性基团和PBAT聚合物链段的功能性基团可以结合在一起，在宏观上可将这两种材料较好的融合在一起从而制备性能优异生物基生物降解膜材料。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是提供一种木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)采用生物基路线合成全生物基PBAT生物降解树脂；(2)将一定量的全生物基PBAT、木质素分别进行真空干燥；(3)在高混机内加入干燥好的全生物基PBAT和木质素以及扩链剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、热稳定剂，进行充分混合后，得混合物料；(4)将所得混合物料经双螺杆挤出机挤出造粒，得木质素-PBAT复合塑料粒；(5)将所得木质素-PBAT复合塑料粒在一定温度下进行吹膜，制得木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料。进一步地，所述步骤(1)中全生物基PBAT按照授权专利CN104031246A实施例4所示的方法合成，且其合成原料对苯二甲酸、己二酸和丁二醇均为来自于采用生物基路线生产而得。进一步地，所述步骤(2)中木质素为原粉，其粒径为100～800目；其粒径优选为150～600目；优选为200～500目；更优选为300～400目。进一步地，所述步骤(2)中的干燥工艺为：干燥温度为25～40℃，干燥时间为1.5h～3h，真空度为0～5000Pa(绝对压强)；优选地，干燥温度为27～35℃，干燥时间为2h～2.5h，真空度为100～3000Pa(绝对压强)；更为优选地，干燥温度为30～32℃，干燥时间为2.3h，真空度为1000～2000Pa(绝对压强)。进一步地，所述步骤(3)中，所述热稳定剂选自顺丁烯二酸酐、环氧大豆油中的一种；所述润滑剂选自硬脂酸钙、硬酯酸锌、油酸酰胺类润滑剂中的一种或二种以上混合物；所述增塑剂选自柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三正丁酯、三醋酸甘油酯、癸二酸二丁酯中的一种或二种以上复配物；所述抗氧化剂选自丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、丁基对二苯酚、亚磷酸苯二异癸酯、季戊四醇双亚磷酸酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八碳酸酯中的一种或两种以上复配物；所述扩链剂选自对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚二羟乙基醚、双酚A、乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、一缩乙二醇中的一种或两种以上复配物。进一步地，所述步骤(3)中所述高混机的混合温度为100～110℃，转速为800～1000r/min，混合时间为10～20min。进一步地，所述步骤(4)中双螺杆挤出机的挤出温度为120～190℃；优选为130～160℃；更优选为140～150℃。进一步地，所述步骤(5)中吹膜温度为130～160℃；优选为135～150℃；更优选为140～145℃。进一步地，该木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料的制备方法中，按重量份数计，各原料用量配比如下：优选地，该木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料的制备方法中，按重量份数计，各原料用量配比如下：进一步地，其中各原料的重量份数均按照原料的有效含量为100％计算，实际用量需按照原料的实际有效含量折算。本专利技术的第二个方面是提供一种采用上述方法制备的木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料。本专利技术的第三个方面是提供一种所述木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料在制备生物降解购物袋、垃圾袋、地膜、蔬菜大棚膜、注塑板片、注塑片材中的应用。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术方法通过采用了来源于自然界广泛存在的生物质来制备的木质素原粉，对全生物基来源的PBAT生物降解树脂进行改性修饰从而制得木质素-PBAT复合的全生物基生物降解塑料，可广泛用于购物袋、垃圾袋、地膜、大棚膜等膜材料；该木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料相对于传统的石油基PBAT树脂制备的膜材料在同样解决白色污染的同时，减少石油资源的消耗和过程中的碳排放，有效的实现了资源的循环利用，完全符合最先进的环保理念；同时木质素的引入进一步提升生物基PBAT膜材料的力学性能，降低了材料的成本，有效的降低了市场推广难度；而且本专利技术所采用的原材料廉价易得，制备工艺简单，操作方便，生产成本低，更有利于市场推广。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本专利技术，但是下述实施例并不限制本专利技术范围。实施例1木质素改性PBAT生物降解塑料的制备(一)按重量份数计，采用的各原料用量配比如下：(二)具体制备方法，包括以下步骤：(1)按照授权专利CN104031246A实施例4所示的方法合成全生物基PBA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用生物基路线合成全生物基PBAT生物降解树脂；(2)将一定量的全生物基PBAT、木质素分别进行真空干燥；(3)在高混机内加入干燥好的全生物基PBAT和木质素以及扩链剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、热稳定剂，进行充分混合后，得混合物料；(4)将所得混合物料经双螺杆挤出机挤出造粒，得木质素‑PBAT复合塑料粒；(5)将所得木质素‑PBAT复合塑料粒在一定温度下进行吹膜，制得木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料。

【技术特征摘要】
1.一种木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用生物基路线合成全生物基PBAT生物降解树脂；(2)将一定量的全生物基PBAT、木质素分别进行真空干燥；(3)在高混机内加入干燥好的全生物基PBAT和木质素以及扩链剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、热稳定剂，进行充分混合后，得混合物料；(4)将所得混合物料经双螺杆挤出机挤出造粒，得木质素-PBAT复合塑料粒；(5)将所得木质素-PBAT复合塑料粒在一定温度下进行吹膜，制得木质素改性全生物基PBAT生物降解塑料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中全生物基PBAT按照授权专利CN104031246A实施例4所示的方法合成，且其合成原料对苯二甲酸、己二酸和丁二醇均为采用生物基路线生产而得。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中木质素的粒径为100～800目。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的干燥工艺为：干燥温度为25～40℃，干燥时间为1.5h～3h，真空度为0～5000Pa。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述热稳定剂选自顺丁烯二酸酐、环氧大豆油中的一种；所述润滑剂选自硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，邵威，金霞朝，
申请(专利权)人：济宁明升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37