水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物及薄膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水汽阻隔PBAT全生物降解薄膜，包含60～99份PBAT，0.5‑10份可降解阻水剂，0.5～20份有机改性蒙脱土，0～10份有机物添加剂，0～10份无机物添加剂，其中阻水剂为可降解的动物类或者是植物类中的几种组合。本发明专利技术所得薄膜在6微米厚度条件下，水蒸气透过率小于700g/m

Preparation of PBAT all biodegradable resin composition and film by water vapor barrier

The present invention provides a vapor barrier PBAT full biodegradable films, containing 60 to 99 PBAT, 0.5 10 biodegradable blocking agent, 0.5 to 20 portions of organic modified montmorillonite, 0 to 10 portions of the organic additives, 0 to 10 portions of inorganic additive, which is a biodegradable animal blocking agent class or combination of plants in. The vapor permeation rate of the film is less than 700g/m under the thickness of 6 microns.

【技术实现步骤摘要】
水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物及薄膜的制备方法
本专利技术涉及一种水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物及薄膜的制备方法，属于全降解材料

技术介绍
近年来，生物降解塑料的发展与日俱增，应用范围不断扩大，在餐具、一次性包装、农用膜和日用品领域开始逐步取代传统塑料。全生物降解薄膜由于在自然环境或者是堆肥条件下可以完全分解成水、二氧化碳和有机质成分，对环境没有任何负面影响，因此近年来在日用品包装、快递袋、热收缩膜、胶带、农用地膜等方面有着很大的开发与应用。全生物降解塑料由于自身化学物理结构的影响，对水汽的阻隔性较差，制备出的薄型薄膜物理性能较差，限制了全生物降解薄膜的推广使用。中国专利技术专利CN104830035提及一种具有阻隔性的生物降解组合物及其制备方法和应用，通过添加不可降解矿物蜡以及高分子材料作为阻水剂，使得材料的水汽透过率小于800g/m2·day，但由于不可降解阻水剂的存在，产品并不能完全降解，会对环境产生污染。同时，虽然专利中提及了多种阻水剂的组合，但并不能明显发现这些组合对于阻水性的突出改善效果。另外，该专利技术所涉及的薄膜有25μm的厚度，在实际的使用中缺乏使用性。中国专利技术专利CN103804879提及一种高阻隔聚碳酸亚丙酯基复合薄膜材料及其制备方法，但其利用的是聚碳酸亚丙酯本身所具备的阻隔性进行延伸，未涉及对阻水性较差材料的改性，同时材料中添加了不可降解的聚乙烯醇材料，并且所具有的机械性能差。市面上已有水汽阻隔性较好的薄膜为非降解材料制备，或者是添加了部分非降解材料，或者是对材料进行表面涂覆或者改性，或者是具备了较好的水汽阻隔性，但机械性能较差。因此，需要在维持全生物降解薄膜较好的机械性能的同时提升其水汽阻隔性及保持可降解性显得非常必要。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物及薄膜的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物，其包括按重量份数计的如下组分：作为优选方案，所述可降解阻水剂为动物类阻水剂和植物类阻水剂的混合物。作为优选方案，所述动物类阻水剂为蜂蜡、牛油、虫蜡、鲸油、羊毛蜡、鲸蜡中的一种或几种；所述植物类阻水剂为油酸、亚麻酸、木蜡、米糠蜡、棕榈蜡、花生油、蓖麻蜡、棕榈酸、大豆油、环氧大豆油、杨梅蜡、荷荷芭油、氢化植物油中的一种或几种。添加两种或者两种以上的阻水剂对于水汽的阻隔性相较于添加单一阻水剂的水汽阻隔性有突出的提升，主要利用的是多种阻水剂混合并在冷却的过程中形成的相分离结构，使得其疏水性进一步提高。对于多种阻水剂的混合，可以是植物类中的几种复合添加，也可以是动物类中的几种复合添加，同样，也可以是植物类中的一种或几种和动物类中的一种或几种复合添加。优选动物类和植物类复合添加，进一步优选动物类的含量大于植物类的含量。专利技术人还发现，添加一定比例的阻水剂对于薄膜的均匀性有较好的帮助，可以作为增塑剂提高薄膜的物理化学结构均匀性以及添加剂的分散。需要指出的是，本专利技术选取的都为可降解的阻水剂，在使用的过程中或者是降解的过程中可以在自然界中完全分解，同时阻水剂来自于动物或者是植物，在起到阻水效果的同时对环境不产生影响。添加了适量的蒙脱土可以提升PBAT全生物降解薄膜的水汽阻隔性，主要是利用了蒙脱土的片层结构以及复杂的错层效果对水汽从薄膜中透过路径的改变。通过将蒙脱土与阻水剂的共同作用，薄膜的水汽阻隔性能也有所提升，一方面，蒙脱土和阻水剂均具备水汽阻隔性能，两种协同作用使得薄膜的水汽阻隔性得到加强，另一方面，具备热流动性的阻水剂在产品加工的过程中会流进错层开的蒙脱土层间或者是蒙脱土附近，进一步阻止了水汽从薄膜中透过的路径。同时由于阻水剂进入蒙脱土层间或者是蒙脱土附近，使得阻水剂在薄膜中的存在更加的稳定，减少了放置或者使用过程中阻水剂的析出。作为优选方案，所述有机改性蒙脱土为铵盐改性蒙脱土、有机硅改性蒙脱土中的一种或两种。蒙脱土具备片层结构，通过改性以及螺杆剪切可以使得其层间分离，制备出纳米级的片状蒙脱土改性PBAT材料。一方面，由于蒙脱土进行加工在薄膜中呈现均匀的纳米级别分散，对薄膜本身的机械性能得到了很好的增强；同时，由于其片状结构，对薄膜的机械性能起到了独特的改进作用，可以使得通过吹塑成型制备出的薄膜具备较大的断裂伸长率，同时对于薄膜的强度大小以及方向有较好的改善；第三方面，蒙脱土的层间分离对于薄膜水汽阻隔具有较好的改进效果。本专利技术所涉及的蒙脱土可以通过有机铵盐改性，也可以通过有机硅氧烷进行改性，通过不同改性得到的蒙脱土分散效果具备一定的差异性，本专利技术优选经过铵盐改性的蒙脱土作为薄膜的改性材料。蒙脱土实现层间分离之后具备良好的成核效果，可以很好的促进PBAT材料形成细小且均匀分布的晶粒，对于薄膜的水汽阻隔性提升有着很大的帮助，通过不同的加工方式可以实现蒙脱土不同的成核效果，进而使所得薄膜的水汽阻隔效果有所改变。作为优选方案，所述有机物添加剂选择PLA、PPC、PBSA、PHA、PEF、PCF、ADR、马来酸酐、山梨醇及其衍生物中的一种或几种。通过一定比例的有机物添加剂，对薄膜具备特殊的性能具有很好的帮助，例如，断裂强度、水汽阻隔性、透明性等。由于不同的有机物添加剂具有不同的效果，因此需要根据实际使用情况进行复配，比如，添加一定的PLA、PBSA、ADR等可以提高薄膜的强度；添加PPC、PHA中的一种或几种，可以提高加工稳定性以及水汽阻隔性，对于薄膜的水汽阻隔性进一步提升有所帮助；通过添加PEF、PCF、PPC等中的一种或几种可以提高薄膜的透明性。需要特别指出的是，添加的有机物不但可以提升薄膜的性能，对于薄膜本身的化学结构也有所改变。作为优选方案，所述无机物添加剂选自碳酸钙、滑石粉、氧化钙、二氧化钛、炭黑、云母、白垩粉、无机颜料、芳香基磷酸酯盐类、羧酸盐类、硬脂酸盐类中的一种或几种。无机添加剂的加入一方面使得薄膜具有较好的机械性能及其它添加的性能，同时又可以降低薄膜的原料成本，而且由于无机添加剂对阻水剂的吸附性，可以使得阻水剂更稳定的在薄膜中存在。第二方面，本专利技术还提供了一种如前述的水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物的制备方法，其包括如下步骤：将PBAT、可降解阻水剂、有机改性蒙脱土、有机物添加剂、无机物添加剂在150～170℃下进行第一次挤出造粒后，再在150～170℃下进行第二次挤出造粒，得到所述PBAT全生物降解树脂组合物。通过两次挤出造粒，可以使无机物更均匀的分散在PBAT树脂基体中，同时在螺杆剪切力的作用下，蒙脱土可以实现更好的分层效果，使得其阻水能力得到加强。另外，两次挤出造粒也可以使无机物更好的吸收阻水剂以及阻水剂在PBAT树脂中更好的相容。作为优选方案，是将前述的PBAT全生物降解树脂组合物进行吹塑成型或者是流延成型，得到所述水汽阻隔PBAT全生物降解薄膜。所述吹塑的温度为160～180℃，控制吹胀比在2.5:1～6:1之间，进一步优选3.5:1～5:1之间，吹膜机的口模间隙在0.5mm～2.5mm之间，通过调整合适的牵引比及牵引速率，制备所需厚度的薄膜。所述流延的温度为150～190℃，流延模头模唇宽度在0.8mm～2mm之间，通过调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：

【技术特征摘要】
1.一种水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：2.如权利要求1所述的水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物，其特征在于，所述可降解阻水剂为动物类阻水剂和植物类阻水剂的混合物。3.如权利要求2所述的水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物，其特征在于，所述动物类阻水剂为蜂蜡、牛油、虫蜡、鲸油、羊毛蜡、鲸蜡中的一种或几种；所述植物类阻水剂为油酸、亚麻酸、木蜡、米糠蜡、棕榈蜡、花生油、蓖麻蜡、棕榈酸、大豆油、环氧大豆油、杨梅蜡、荷荷芭油、氢化植物油中的一种或几种。4.如权利要求1所述的水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物，其特征在于，所述有机改性蒙脱土为有机铵盐改性蒙脱土、有机硅氧烷改性蒙脱土中的一种或两种。5.如权利要求1所述的水汽阻隔PBAT全生物降解树脂组合物，其特征在于，所述有机物添加剂选择PLA、PPC、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐友利，贾军，梁铿羽，
申请(专利权)人：上海弘睿生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31