一种可堆肥化全降解薄膜及其制备方法技术

一种可堆肥化全降解薄膜及其制备方法，涉及生物降解材料。原料组成为：脂肪族聚酯树脂、填料、相容剂、扩链剂、引发剂、接枝单体、润滑剂，抗氧剂。将所需填料与相容剂备好，置于高速混合机内进行混料处理；将处理好的填料和所需原料通过连续密炼机中，于90～140℃密炼；用锥双强制喂料机喂料到双螺杆挤出机，120～160℃拉条造粒，得到所需配方粒料，通过吹膜机120～160℃吹塑成型，得到薄膜。在制备各种购物袋、背心袋、包装袋等中应用。将PBS、PBAT、PLA结合使用，取长补短，获得较好综合性能。在弃用后可以完全生物降解，无毒无刺激性，安全环保性能高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种可堆肥化全降解薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物降解材料，尤其是涉及一种可堆肥化全降解薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]中国是世界化工产值第一大国，这几年化工增长率占全球一半以上。自上世纪五十年代塑料诞生以来，大约生产出83亿吨塑料，其中63亿吨变成垃圾，只有9％得到回收。塑料袋和农膜等薄膜制品是最广泛应用的塑料制品之一，全球范围内一年至少使用50000亿只，大部分都是用完丢弃的。塑料农业薄膜本来应当可以回收，但是由于要降低成本，越做越薄，以至于在农田里就成碎片，很难回收利用。塑料袋之类的膜袋制品成为“白色污染”的只要来源。开发可全生物降解的膜袋制品迫在眉睫。
[0003]可降解材料(或称可降解塑料)可以分为两类：生物降解和光降解。以往生物降解塑料多半是聚乙烯和淀粉或其他生物质的共混物；这种生物降解塑料只是部分降解，不是真正意义上的全降解，虽然淀粉被细菌消化了，但还残余大量聚乙烯成为微球状或微片状存在于土壤中造成土壤板结，或进入江河湖海的水体中而无法排除，造成海洋的污染和海洋生物的死亡。
[0004]全球至少已有67个国家和地区对一次性塑料制品采取限制措施。早在2007年我国就发限塑令，禁止生产、销售、使用厚度小于25μm的塑料购物袋。2020.1.19国家发改委、生态环境部公布“关于进一步加强塑料污染治理的意见”的“升级版限塑令”中，明令禁止“用于盛装及携提物品的不可降解塑料购物袋”。
[0005]可堆肥降解塑料是全降解塑料，是指在有氧堆肥条件下经过一定的时间跨度能够最终完全转化成二氧化碳、水和矿物质的一类材料。根据我国2006年“降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求”标准，规定可控堆肥材料在有氧堆肥条件下最长12周内必须瓦解成90％以上可通过2mm筛网的碎片，最终完全转化成二氧化碳、水和矿物质。世界发达国家都有类似的标准。
[0006]根据2020年9月8日中国轻工业联合会在国家有关部委的指导下制定和印发的“可降解塑料制品的分类与标识规范指南”，本专利技术的制品属“可堆肥化降解”类，是六个降解塑料类型(根据降解环境分类)的主要的一种。指南列出的材质缩写的举例中就明确包括本专利技术所用的PBS、PBAT和PLA。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于为了减少白色污染，提供绿色环保的可堆肥化全降解薄膜。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供工艺简单且可实现连续化生产，薄膜的力学性能超过聚乙烯，可以代替不可降解的通用塑料制成可全生物降解的购物袋、农业薄膜等薄膜制品的一种可堆肥化全降解薄膜的制备方法。
[0009]所述可堆肥化全降解薄膜按质量比的原料组成为：脂肪族聚酯树脂100份、填料0～50份、相容剂0.5～5份、扩链剂0.5～3份、引发剂0.01～1份、接枝单体0.5～3份、润滑剂1
～3份，抗氧剂0.3～0.6份。
[0010]所述脂肪族聚酯树脂以PBAT为主，添加适量的PBS和PLA；其中，PBAT 50～100份PBS 0～30份和PLA 0～20份。
[0011]更为优选的，所述脂肪族聚酯树脂的熔融指数MI值(190℃，2160g)范围为3.0～10.0g/10min。
[0012]所述填料可选自碳酸钙、滑石粉中的至少一种。
[0013]所述相容剂可选自硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570等中的至少一种。
[0014]所述扩链剂可采用巴斯夫BASF Joncryl ADR系列、铨盛化工X-U系列中的至少一种。
[0015]所述引发剂可选自过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化甲乙酮(MEKP)、2,2，二(叔丁基过氧化)丁烷(DBPB)、过氧化苯甲酸叔丁酯(BPB)等中的至少一种。
[0016]所述接枝单体可采用马来酸酐(MHA)。
[0017]所述润滑剂可选自石蜡、白油、聚乙烯蜡、上海壮景化工STRUKTOL TPW604等中的至少一种。
[0018]所述抗氧剂可选自抗氧剂1010、防老剂MB等中的至少一种。
[0019]所述可堆肥化全降解薄膜的制备方法，包括如下步骤：
[0020]将所需填料与相容剂备好，置于高速混合机内进行混料处理，高速混合机内温度为50～90℃，捏合10～30min后排出；将处理好的填料和所需原料通过连续密炼机中，于90～140℃密炼；用锥双强制喂料机喂料到双螺杆挤出机，120～160℃拉条造粒，得到所需配方粒料，通过吹膜机120～160℃吹塑成型，得到薄膜。
[0021]本专利技术所制备的可堆肥化全降解薄膜可在制备各种购物袋、背心袋、食品袋、快递袋、包装袋、庭院垃圾(草、落叶)袋、农用薄膜、保鲜膜、防水用具、医疗卫生用品等中应用。也可以单轴拉伸生产扁丝，用于水果包装编织袋等，也可用制作热收缩薄膜，用于各类贴体包装。
[0022]由于脂肪族聚酯熔体强度差，吹膜时容易出现熔体破裂断料等问题，除了用扩链剂外，本专利技术还通过直接在双螺杆挤出机中对加入自由基引发剂和单体对树脂进行熔融接枝。
[0023]本专利技术将PBS、PBAT和PLA结合使用，取长补短，可以获得较好的综合性能。
[0024]PBS(聚丁二酸丁二醇酯)是一种热塑性全生物降解树脂，容易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解。其原料来源可以是石油资源也可以通过生物资源发酵得到。20世纪90年代进入研究领域，近年来在我国开始大量生产。PBS不仅力学性能可以满足通用塑料的使用要求，而且只有在堆肥等接触微生物的条件下才降解，在正常储存和使用过程中性能非常稳定。PBS可以耐热100℃，能满足日常用品的耐热需求。其用途极广，比如包装材料、一次性用具等等。PBS的缺点是刚性大，比较硬和脆。
[0025]PBAT也是一种热塑性全生物降解树脂，是1,4丁二醇、己二酸和对苯二甲酸的三元共聚物。脂肪族部分提供良好的生物降解性能，而芳香族部分提供优良的力学性能。只有在堆肥等接触微生物的条件下才降解，在正常储存和使用过程中性能非常稳定。由于共聚结构使得它的结晶度低于PBS，从而比较柔软，韧性好。它的抗撕裂强度是聚乙烯的120％，冲
击强度是聚乙烯的130％。这些性能是生产高性能膜材的必备条件。PBS同样可以耐热100℃，能满足日常用品的耐热需求。
[0026]PLA是聚乳酸，又称聚丙交酯。从玉米淀粉发酵得到的乳酸为单体聚合而成。它是最早大量工业化生产的可全生物降解的脂肪族聚酯。由于价格贵，早先主要应用于自吸收手术缝线等医学领域，现在越来越多用做生物降解塑料。它强度高，力学性能很接近PET；由于结晶速度慢，结晶度低，透明性好；具有生物相容性和生物降解性。但缺点是软化温度只有60℃，而且它不稳定，单独使用时在储存和使用过程中有可能就会逐渐降解，影响使用性能。
[0027]为了减少白色污染，本专利技术提出了一种可堆肥化全生物降解薄膜的制备方法，薄膜的力学性能超过聚乙烯，可以代替不可降解的通用塑料制成可全生物降解的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可堆肥化全降解薄膜，其特征在于其按质量比的原料组成为：脂肪族聚酯树脂100份、填料0～50份、相容剂0.5～5份、扩链剂0.5～3份、引发剂0.01～1份、接枝单体0.5～3份、润滑剂1～3份，抗氧剂0.3～0.6份。2.如权利要求1所述一种可堆肥化全降解薄膜，其特征在于所述脂肪族聚酯树脂以PBAT为主，添加适量的PBS和PLA；其中，PBAT 50～100份、PBS 0～30份、PLA 0～20份。3.如权利要求1所述一种可堆肥化全降解薄膜，其特征在于所述脂肪族聚酯树脂的熔融指数MI值范围为3.0～10.0g/10min。4.如权利要求1所述一种可堆肥化全降解薄膜，其特征在于所述填料选自碳酸钙、滑石粉中的至少一种；所述相容剂可选自硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570等中的至少一种。5.如权利要求1所述一种可堆肥化全降解薄膜，其特征在于所述扩链剂采用巴斯夫BASF Joncryl ADR系列、铨盛化工X-U系列中的至少一种。6.如权利要求1所述一种可堆肥化全降解薄膜，其特征在于所述引发剂可选自过氧化二异...

【专利技术属性】
技术研发人员：董炎明，马兵飞，
申请(专利权)人：漳州新迪新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：