具有高降解率及力学力的可降解材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高降解率及力学力的可降解材料，其中，包含以下重量份的原料：聚羟基脂肪酸酯35‑45、聚丁二酸丁二醇酯95‑105、抗氧化剂0.05‑0.9、扩链剂0.05‑0.9、增塑剂0.05‑0.9、热稳定剂0.05‑0.9、润滑剂0.05‑1.5以及无机填料5‑25，本发明专利技术还提供了一种具有高降解率及力学力的可降解材料的制备方法，通过优化聚丁二酸丁二醇酯和聚羟基脂肪酸酯的比例及制备工艺，提高可降解材料的生物降解率，降解率提高25％，并增加其力学性能。

Degradable material with high degradation rate and mechanical force and preparation method thereof

The present invention discloses a biodegradable material with high degradation rate and mechanical strength, in which the following weight components are included: polyhydroxy fatty acid ester 35_45, polybutylene succinate 95_105, antioxidant 0.05_0.9, chain extender 0.05_0.9, plasticizer 0.05_0.9, thermal stabilizer 0.05_0.9, lubricant 0.05_1.5 to The invention also provides a preparation method of biodegradable material with high degradation rate and mechanical strength. By optimizing the proportion and preparation process of polybutylene succinate and polyhydroxy fatty acid ester, the biodegradable rate of the biodegradable material is improved, the degradation rate is increased by 25%, and the mechanical properties are increased.

【技术实现步骤摘要】
具有高降解率及力学力的可降解材料及其制备方法
本专利技术涉及可降解材料加工领域，更具体地说，本专利技术涉及一种具有高降解率及力学力的可降解材料及其制备方法。
技术介绍
聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates)，既是一种性能优良的环保生物塑料，又具有许多可调节的材料性能，随政府对生物降解材料的推广以及高附加值应用的开发，已经逐渐应用在多种应用领域，而且聚羟基脂肪酸酯具有较好的水解稳定性，因此聚羟基脂肪酸酯加工时的条件要求不高，成品使用寿命也可以满足一般产品的使用要求；聚丁二酸丁二醇酯(PolybutyleneSuccinate)，属热塑性树脂，具有良好可生物降解性能的聚合物，具有较高润湿张力，具有优异的印刷性能，与聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚己内酯等可生物降解塑料相比，聚丁二酸丁二醇酯性能稳定性高，力学性能优异，耐热性能好，热变形温度接近100℃，聚丁二酸丁二醇酯容易加工，可以在普通加工成型设备上进行加工成型；目前市场已经应用的生物降解材料有聚乳酸，但是聚乳酸的冲击性很差，维卡软化温度低，以及对成型加工过程的严格要求目前市场报道较多的生物降解材料是聚乳酸，但是聚乳酸较脆，耐热性差。聚羟基脂肪酸酯在卡基材料已经得到一定的应用，但是聚羟基脂肪酸酯润湿张力并不突出，由于单一的材料在性能方面不足以满足需求，因此使用聚羟基脂肪酸酯/聚丁二酸丁二醇酯共混物，通过调节配比，改善共混材料的力学性能。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种具有高降解率及力学力的可降解材料及其制备方法，通过优化聚丁二酸丁二醇酯和聚羟基脂肪酸酯的比例，提高可降解材料的生物降解率，并增加其力学性能。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了以下技术：一种具有高降解率及力学力的可降解材料，其中，包含以下重量份的原料：聚羟基脂肪酸酯35-45、聚丁二酸丁二醇酯95-105、抗氧化剂0.05-0.9、扩链剂0.05-0.9、增塑剂0.05-0.9、热稳定剂0.05-0.9、润滑剂0.05-1.5以及无机填料5-25。优选的是，包含以下重量份的原料：聚羟基脂肪酸酯40、聚丁二酸丁二醇酯100、抗氧化剂0.8、扩链剂0.06、增塑剂0.5、热稳定剂0.5、润滑剂0.2以及无机填料15。优选的是，所述热稳剂包括以下重量份的原料：顺丁烯二酸酐10-20及环氧大豆油5-15；所述润滑剂包括以下重量份的原料：硬脂酸钙5-10、硬脂酸锌10-25以及油酸酰胺类5-20；所述增塑剂包括以下重量份的原料：柠檬酸三乙酯2-10、乙酰柠檬酸三正丁酯5-12、三醋酸甘油酯5-15以及葵二酸二丁酯2-8；所述抗氧化剂包括以下重量份的原料：丁基羟基茴香醚5-10、二丁基羟基甲苯2-8以及丁基对二苯酚2-12；所述扩链剂包括以下重量份的原料：对苯二酚二羟乙基醚2-8、间苯二酚二羟乙基醚5-9、双酚A以及乙二醇重5-15。优选的是，所述无机填料包括以下重量份的原料：碳酸钙5-20、滑石粉10-15、白炭黑20-30以及重晶石10-30。一种如上所述的具有高降解率及力学力的可降解材料的制备方法，其中，包括以下步骤：步骤1、预处理，将聚羟基脂肪酸酯和聚丁二酸丁二醇酯分别于40-60摄氏度、真空度0～5000KPa的条件下进行真空干燥，干燥时间5-6小时，得到共混物一；步骤2、向预处理得到的共混物一中加入抗氧化剂、扩链剂、增塑剂、热稳定剂、润滑剂以及无机填料，在160-180摄氏度、2-5h混合得到共混物二；步骤3、将共混物二于120-190摄氏度的条件下挤出处理，得到复合型塑料粒；将所述复合型塑料粒在于140-180摄氏度的温度下进行吹膜，即得所述可降解材料。优选的是，制备所述聚羟基脂肪酸酯的方法，主要包括以下步骤：步骤a、在发酵培养基中按接种量5％～20％接种经菌种活化和扩大培养的含羞草伯克霍尔德菌种的二级种子培养液进行发酵培养36-48h获得发酵液；步骤b、在发酵时间为30h～40h的时间段内，向所述发酵培养基中一次或分多次添加葡萄糖，葡萄糖的总添加量为二倍于所述发酵培养基中的初始葡萄糖量；步骤c、自所述发酵液中收取含羞草伯克霍尔德菌体，从菌体中提取聚羟基脂肪酸酯。优选的是，步骤a中所述发酵培养基，按重量份数计，包括以下组分：葡萄糖13、蛋白胨0.5、Na2HPO4.12H2O6.2、MgSO4.7H2O0.5、KH2PO43-10以及K2HPO45-10用蒸馏水定容至1000。一种用于如上所述获得共混物二的混料装置，其中，主要包括：箱体，其设置为内部中空的壳体，所述箱体内设置有搅拌组件，所述箱体上端开口，所述开口处设置可开合的盖体，所述盖体上设置有进料口及正反转电机；所述箱体的侧壁设置为具有夹层的双层结构，所述夹层内设置加热装置。所述搅拌组件包括蜗杆、第一齿轮、第二齿轮、第一搅拌杆以及第二搅拌杆，所述蜗杆与所述正反转电机的输出轴传动连接，所述第一齿轮和所述第二齿轮沿所述蜗杆对称设置并分别与所述蜗杆啮合，所述第一搅拌杆及第二搅拌杆贯穿所述第一齿轮及第二齿轮内并通过轴承连接在所述箱体的侧壁，还包括搅拌叶片，其固定连接在所述第一搅拌杆及所述第二搅拌杆的表面。优选的是，所述箱体的底端中心向下凹陷形成漏斗状的出料通道，所述出料通道与所述蜗杆的底部配合，所述进料口及所述出料通道处均设置有密封塞。优选的是，所述盖体的一端与所述开口铰接，所述盖体与所述开口铰接位置相对的一端上设置有搭扣，所述开口上设置有与所述搭扣配合的锁扣，所述盖体的边缘设置有密封条。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术提供了一种具有高降解率及力学力的可降解材料及其制备方法，该方法通过将各种原料合理配比，并进行不同的加工和混合，通过引入性能较好的生物质材料聚丁二酸丁二醇酯，提高聚羟基脂肪酸酯生物降解率，将聚丁二酸丁二醇酯和聚羟基脂肪酸酯重量份分别设置为95-105和35-45，增强了聚羟基脂肪酸酯的力学性能，制备的可降解材料与现有技术未优化制备条件制备的可降解材料，降解率提高25％，有效的降低了该种塑料的成本，使之更有利于向市场推广。本专利技术还提供了一种混料装置，通过设置将蜗杆与正反转电机的输出轴传动连接，正反转电机正向转动时蜗杆的螺旋向上延伸，第一齿轮与第二齿轮对称设置并分别与蜗杆啮合，第一齿轮及第二齿轮在蜗杆的作用下转动，从而驱动第一搅拌杆及第二搅拌杆上的搅拌叶片在竖直平面内转动，第一搅拌叶及第二搅拌叶在搅拌的过程中带动共混物二下落并循环搅拌过程从而使共混物二混合均匀、搅拌充分，第一搅拌杆的搅拌叶片和第二搅拌杆的搅拌叶片的搅拌方向相反，搅拌更均匀，当正反转电机反向转动使蜗杆的螺旋向下延伸，蜗杆在转动过程中产生向下的作用力使共混物二朝向箱体的底部运动，第一齿轮及第二齿轮的转动方向改变，对共混物二进行搅拌，同时使共混物二聚集在箱体中间，能够使共混物二更加快速、均匀的出料，通过设置箱体的侧壁为具有夹层的双层结构，可以在夹层内设置加热装置，保证混合过程中所需的温度，也节约空间。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术所述的混合装置的结构示意图；图2为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高降解率及力学力的可降解材料，其中，包含以下重量份的原料：聚羟基脂肪酸酯35‑45、聚丁二酸二丁醇酯95‑105、抗氧化剂0.05‑0.9、扩链剂0.05‑0.9、增塑剂0.05‑0.9、热稳定剂0.05‑0.9、润滑剂0.05‑1.5以及无机填料5‑25。

【技术特征摘要】
1.一种具有高降解率及力学力的可降解材料，其中，包含以下重量份的原料：聚羟基脂肪酸酯35-45、聚丁二酸二丁醇酯95-105、抗氧化剂0.05-0.9、扩链剂0.05-0.9、增塑剂0.05-0.9、热稳定剂0.05-0.9、润滑剂0.05-1.5以及无机填料5-25。2.如权利要求1所述的具有高降解率及力学力的可降解材料，其中，包含以下重量份的原料：聚羟基脂肪酸酯40、聚丁二酸二丁醇酯100、抗氧化剂0.8、扩链剂0.06、增塑剂0.5、热稳定剂0.5、润滑剂0.2以及无机填料15。3.如权利要求1所述的具有高降解率及力学力的可降解材料，其中，所述热稳剂包括以下重量份的原料：顺丁烯二酸酐10-20及环氧大豆油5-15；所述润滑剂包括以下重量份的原料：硬脂酸钙5-10、硬脂酸锌10-25以及油酸酰胺类5-20；所述增塑剂包括以下重量份的原料：柠檬酸三乙酯2-10、乙酰柠檬酸三正丁酯5-12、三醋酸甘油酯5-15以及葵二酸二丁酯2-8；所述抗氧化剂包括以下重量份的原料：丁基羟基茴香醚5-10、二丁基羟基甲苯2-8以及丁基对二苯酚2-12；所述扩链剂包括以下重量份的原料：对苯二酚二羟乙基醚2-8、间苯二酚二羟乙基醚5-9、双酚A以及乙二醇重5-15。4.如权利要求1所述的具有高降解率及力学力的可降解材料，其中，所述无机填料包括以下重量份的原料：碳酸钙5-20、滑石粉10-15、白炭黑20-30以及重晶石10-30。5.一种如权利要求2所述的具有高降解率及力学力的可降解材料的制备方法，其中，包括以下步骤：步骤1、预处理，将聚羟基脂肪酸酯和聚丁二酸二丁醇酯分别于40-60摄氏度、真空度0～5000KPa的条件下进行真空干燥，干燥时间5-6小时，得到共混物一；步骤2、向预处理获得的共混物一中加入抗氧化剂、扩链剂、增塑剂、热稳定剂、润滑剂以及无机填料，在160-180摄氏度、2-5h混合得到共混物二；步骤3、将所述共混物二于120-190摄氏度的条件下挤出处理，得到复合型塑料粒；将所述复合型塑料粒在于140-180摄氏度的温度下进行吹...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利平，王鸿鹏，张进华，吕文达，
申请(专利权)人：保定百恩杰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13