一种生物基全降解塑料母料、其制备方法和应用技术

本申请提供了一种生物基全降解塑料母料、其制备方法和应用，该生物基全降解塑料母料由混合料通过挤出造粒制得，所述混合料包括：憎水改性淀粉、基体树脂、氧化降解添加剂和生物降解助剂；所述憎水改性淀粉与基体树脂的质量比为(60～80)：(20～40)；所述氧化降解添加剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～20％；所述生物降解助剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～10％。本发明专利技术改性淀粉具有明显憎水性，可提高淀粉与要降解的塑料聚合物的相容性，从而提高降解塑料中的生物质碳含量，有效降低生产加工成本。本发明专利技术生物基母料中添加氧化降解添加剂和生物降解助剂，具有多重降解作用，优于现有淀粉母料，应用广泛。

A biobased full biodegradable plastic masterbatch and its preparation and Application

The invention provides a bio based biodegradable plastic masterbatch and its preparation method and the application of the bio based biodegradable plastic masterbatch by mixture by extrusion granulating, the mixture comprises hydrophobic modified starch, matrix resin, oxidation degradation and biodegradation of auxiliary additives; the quality of the hydrophobic water modified starch and matrix resin ratio (60 ~ 80): (20 ~ 40); the quality of the oxidative degradation of additives for hydrophobic modification of starch and total mass matrix resin 1 ~ 20%; the quality of the biodegradable additives for hydrophobic modification of starch and total mass matrix resin from 1 to 10%. The modified starch has obvious hydrophobicity, which can improve the compatibility between starch and degradable plastic polymers, thereby improving the biomass carbon content in degradable plastics, and effectively reducing the production and processing cost. The biodegradation additive and biodegradable agent are added to the biologic base material of the invention. It has multiple degradation effects and is more widely used than the existing starch masterbatch.

【技术实现步骤摘要】
一种生物基全降解塑料母料、其制备方法和应用
本专利技术涉及淀粉母料
，尤其涉及一种生物基全降解塑料母料、其制备方法和应用。
技术介绍
随着塑料用量的不断增大，废弃塑料也日益增多，特别是地膜、一次性餐盒等塑料产品的使用对环境造成了严重的污染问题。为解决塑料废弃物对环境的污染问题，生物降解塑料得到了广泛的研究。从降解机理来说，当前研究的生物降解塑料主要分为可完全生物降解塑料和不完全生物降解塑料。可完全生物降解塑料为最终分解成水和二氧化碳等无机物的高分子材料，但是这类降解塑料存在加工困难、耐水性差和加工成本较高等问题，目前难以产业化推广和应用。而不完全生物降解塑料主要是指在通用塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等中，通过共混或接枝混入一定量的(10％～30％)具有生物降解性的物质。当前，淀粉基塑料已成为降解塑料中发展得较快、产量较大的一种。因为淀粉具有如下优势：相对于石油树脂，淀粉价格便宜，能从一定程度上降低塑料的成本；淀粉含量高的农作物，如玉米、马铃薯等产量非常丰富，且它们可再生。淀粉在各种环境中都具备完全的生物降解能力，塑料中的淀粉分子降解或灰化后，形成二氧化碳和水，不会对土壤或空气产生污染。总之，淀粉基降解塑料能有效地解决塑料废弃物对环境的污染，是今后塑料发展的方向之一。淀粉填充型塑料也被称为生物破坏型塑料,主要是指淀粉作为填充剂,与PE、PP等通用塑料共混；最早的淀粉填充型塑料使用原淀粉与通用塑料共混。随着研究的不断深入，研究者开始将淀粉改性后与增容剂及助容剂等共混制成淀粉母料，再与通用塑料共混。淀粉填充型塑料中的淀粉添加量一般在30％左右，制造成本较高。并且，其中淀粉母料混入了塑料，其降解性也有待进一步改进。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种生物基全降解塑料母料、其制备方法和应用，本专利技术提供的生物基母料具有更好的降解性能，应用于塑料制品中可实现塑料的完全降解，并且生产加工成本较低，易于推广和应用。本专利技术提供一种生物基全降解塑料母料，由混合料通过挤出造粒制得，所述混合料包括：憎水改性淀粉、基体树脂、氧化降解添加剂和生物降解助剂；所述憎水改性淀粉与基体树脂的质量比为(60～80)：(20～40)；所述氧化降解添加剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～20％；所述生物降解助剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～10％。优选地，所述基体树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的一种或多种。优选地，所述憎水改性淀粉由原淀粉与改性剂反应制得，所述改性剂选自金属脂肪酸盐、脂肪酸和金属酸酯中的一种或多种。优选地，所述原淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉和红薯淀粉中的一种或多种。优选地，所述氧化降解添加剂由包括纳米过渡金属无机物、过渡金属盐和塑料基体的物料制成。优选地，所述生物降解助剂选自多元有机酸。进一步优选地，所述生物降解助剂选自1,3-丙二胺四乙酸(PDTA)、柠檬酸、乳酸、琥珀酸、富马酸、苹果酸、奎宁酸和草酸中的一种或几种。本专利技术提供一种生物基全降解塑料母料的制备方法，包括以下步骤：A)将基体树脂、氧化降解添加剂和生物降解助剂混合，然后加入憎水改性淀粉，得到混合料；所述憎水改性淀粉与基体树脂的质量比为(60～80)：(20～40)；所述氧化降解添加剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～20％；所述生物降解助剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～10％；B)将所述混合料进行挤出造粒，得到生物基全降解塑料母料。本专利技术提供如上文所述的生物基全降解塑料母料在制备可降解塑料中的应用。优选地，所述生物基全降解塑料母料相对于可降解塑料的添加量为25～60wt％。与现有技术相比，本专利技术提供的生物基全降解塑料母料以憎水改性淀粉为生物活性降解物质，辅助添加适量的氧化降解添加剂和生物降解助剂。在本专利技术中，改性淀粉表现出明显的憎水性，可提高淀粉与要降解的塑料聚合物之间的相容性，从而提高降解塑料中的生物质碳含量，有效降低生产加工成本，具有很强的使用价值。本专利技术在生物基母料中添加一定量的氧化降解添加剂和生物降解助剂，使得该母料具有多重降解作用，能够完全降解，在降解性能方面优于现有其他淀粉母料。将本专利技术所述生物基母料添加到普通塑料中，可实现普通塑料的完全降解。同时，通过调控母料中淀粉、氧化降解添加剂和生物降解助剂的重量比例，可以控制降解塑料的降解速度，克服了普通淀粉基塑料不能完全降解的问题以及完全生物降解塑料加工复杂、成本高、不易推广的弊端。本专利技术该生物基母料添加到塑料中制备的降解塑料可应用于地膜、购物袋、垃圾袋、一次性餐盒等，具有广泛的市场应用前景。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种生物基全降解塑料母料，由混合料通过挤出造粒制得，所述混合料包括：憎水改性淀粉、基体树脂、氧化降解添加剂和生物降解助剂；所述憎水改性淀粉与基体树脂的质量比为(60～80)：(20～40)；所述氧化降解添加剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～20％；所述生物降解助剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～10％。本专利技术提供的生物基母料具有更好的降解性能，应用于塑料制品中可实现塑料的完全降解，对环境无污染；并且生产加工成本较低，易于产业化推广和应用。本专利技术提供的生物基全降解塑料母料采用包括淀粉类物质、基体树脂等的混合料，通过挤出造粒制得。所述基体树脂优选选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的一种或多种，起到载体树脂的作用。本专利技术对所述基体树脂的来源没有特殊限制，可以采用市售产品，如常用聚乙烯材料，重均分子量范围50000～250000，熔融指数0.5g/10min～5g/10min。本专利技术所述生物基母料以改性后的淀粉作为生物活性降解物质，所述改性后的淀粉具有憎水性，可提高淀粉与要降解的塑料之间的相容性。即，所述混合料包括憎水改性淀粉；并且所述憎水改性淀粉与基体树脂的质量比为(60～80)：(20～40)。在本专利技术的实施例中，所述憎水改性淀粉的添加量为60～80％，优选为65～80％；基体树脂为20～40％，优选为20～30％。本专利技术对所述憎水改性淀粉的来源没有特殊限制，可以采用羟基氢取代度≥30％或HLB值≤6的淀粉类市售产品。在本专利技术的优选实施例中，所述憎水改性淀粉由原淀粉与改性剂反应制得；其中，所述原淀粉优选选自玉米淀粉、马铃薯淀粉和红薯淀粉中的一种或多种。在本专利技术中，所述改性剂可选自金属脂肪酸盐、脂肪酸和金属酸酯中的一种或多种。所述的金属脂肪酸盐如硬脂酸盐，包括硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸镁中的一种或多种，添加比例可为1～3％；金属酸酯类包括铝酸酯和钛酸酯中的一种或多种，添加比例可为1～3％；脂肪酸优选为硬脂酸、油酸和月桂酸中的一种或多种，添加比例可为1～3％。本专利技术实施例优选同时添加三种不同种类的改性剂，对原淀粉进行改性处理；该处理过程中的反应条件可为120～190℃的温度下，混合搅拌15～50min，得到上述的憎水改性淀粉。本专利技术制备生物基母料的混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物基全降解塑料母料，由混合料通过挤出造粒制得，所述混合料包括：憎水改性淀粉、基体树脂、氧化降解添加剂和生物降解助剂；所述憎水改性淀粉与基体树脂的质量比为(60～80)：(20～40)；所述氧化降解添加剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～20％；所述生物降解助剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～10％。

【技术特征摘要】
1.一种生物基全降解塑料母料，由混合料通过挤出造粒制得，所述混合料包括：憎水改性淀粉、基体树脂、氧化降解添加剂和生物降解助剂；所述憎水改性淀粉与基体树脂的质量比为(60～80)：(20～40)；所述氧化降解添加剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～20％；所述生物降解助剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～10％。2.根据权利要求1所述的生物基全降解塑料母料，其特征在于，所述基体树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的生物基全降解塑料母料，其特征在于，所述憎水改性淀粉由原淀粉与改性剂反应制得，所述改性剂选自金属脂肪酸盐、脂肪酸和金属酸酯中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的生物基全降解塑料母料，其特征在于，所述原淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉和红薯淀粉中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的生物基全降解塑料...

【专利技术属性】
技术研发人员：李顺华，
申请(专利权)人：李顺华，
类型：发明
国别省市：四川,51