一种用于制作降解膜的生物塑料及制备方法技术

本发明专利技术属于生物降解塑料应用技术领域，提供一种用于制作降解膜的生物塑料及制备方法，技术方案为：通过将PBAT的前驱液状原料吸附在多孔无机填料的微孔中进行酯化、缩聚，从而使多孔无机填料的空隙内以及表面形成PBAT界面，同时使多孔无机填料携带环氧基，使得无机填料以较高量添加在PBAT制备得到生物塑料，得到的生物塑料成本低，可以直接用于吹塑制作降解膜，强度不出现明显下降、吹塑制膜稳定，适合用于各类包装袋。于各类包装袋。于各类包装袋。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制作降解膜的生物塑料及制备方法


[0001]本专利技术属于功能塑料领域，特别涉及生物降解塑料应用
，具体涉及一种用于制作降解膜的生物塑料及制备方法。

技术介绍

[0002]塑料制品目前已成为生产、生活、工业中的必需品，尤其是即时性的用于购物、包装的塑料包装袋使用量极大。这类塑料膜制品不同于耐久性的塑料制品，塑料膜制品的各种购物袋、包装袋使用完就会丢弃，很难回收。由于塑料膜制品使用后难以自然分解，变为白色污染，成为影响环境的因素。目前塑料袋基本都是与垃圾一同填埋，容易造成持久的污染。为了有效地解决塑料对环境造成的污染，生物降解塑料开始被大规模推广使用。
[0003]由于技术开发投入加大，目前生物降解塑料的种类较多，根据原料来源可将其分为生物基和石化基两类。生物基可降解塑料有聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯类聚合物(PHAs)、全淀粉基、纤维素等；石化基生物塑料有聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸－对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、二氧化碳共聚物(PPC)、聚己内酯(PCL)等。
[0004]然而，受技术成熟度、原料稳定供应等影响，目前能够规模化生产供应的生物塑料主要是聚乳酸(PLA)、聚己二酸－对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)。而且这两种生物塑料仍然存在成本高、加工稳定性差、得到的塑料制品使用性能较差等问题。与现有传统塑料(PE、PP)相比存在较大的差距，也成了影响生物塑料推广使用的障碍。
[0005]降解膜是由生物塑料通过螺杆挤出熔融吹胀形成，因此要求生物塑料具有良好的熔体强度、成膜性、合适的柔软度。膜制品也是所有塑料制品中对原料要求最高的。而现有生物塑料聚乳酸(PLA)、聚己二酸－对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)的成膜加工性还存在较多的问题。
[0006]聚乳酸(PLA)是由发酵乳酸聚合而成，脱离了传统的石油原料，且具有良好的生物相容性、较高的强度和模量，但是其质硬而韧性较差，缺乏柔性和弹性，很难制备成膜，目前主要用于注塑制品。
[0007]聚己二酸－对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是以1,4－丁二醇(BDO)、己二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二醇酯(DMT)为原料，通过直接酯化或酯交换法而制得，有较好的延展性和断裂伸长率，由于含有柔性的脂肪链段，保证了分子链具有良好的柔性，是成膜加工的良好材料。目前，聚己二酸－对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)已成为降解膜的主流原料。然而目前市场上纯的PBAT树脂所加工成的薄膜制品不具有使用价值，其主要原因是纯PBAT树脂吹塑加工薄膜时由于薄膜过软，刚性差，吹膜稳定性差，加工成的薄膜包装袋制品开口性较差，发软，使用体验感较差，而且成本高。
[0008]为了解决聚己二酸－对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)制备的膜过软的问题和成本高的问题，目前已有针对性的改进。如将PBAT与具有刚性的聚乳酸(PLA)等共混来改善PBAT膜过软的问题；添加无机填料、淀粉等改善PBAT膜过软的问题。
[0009]中国专利技术专利CN109825048A公开了一种PLA/PBAT复合材料及其制备方法。通过使
用EGMA改善了两相界面粘合较差的问题，形成了PLA
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EGMA
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PBAT连续相，OMMT与PLA或PBAT之间形成氢键，起到物理交联点的作用，进而提升材料强度，制成产品兼具PLA的高强度和PBAT的强韧性，可以用于农业薄膜、包装产品。
[0010]中国专利技术专利CN110105727A公开了一种灌溉区农作物用全生物降解地膜材料及其制备方法和应用，原料采用了聚对苯二甲酸
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己二酸
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丁二醇酯，聚呋喃二甲酸乙二醇酯，脂肪族羧酸锌类化合物，增容剂，填料，抗氧剂和紫外线吸收剂，利用刚性较强的PEF(聚呋喃二甲酸乙二醇酯)在增容剂的作用下，对PBAT进行增刚改性，提升了PBAT的刚性，改善了PBAT的刚韧平衡性。
[0011]中国专利技术专利CN111647183A公开了一种无机微粉/PBAT全降解复合薄膜的制备方法，通过在PBAT中加入无机填料碳酸钙、硅微粉、滑石粉、云母粉、石膏粉、蒙脱石粉、水云母粉等无机微粉制备降解膜，提高了薄膜的硬挺度，这些有利于PBAT吹膜制袋。
[0012]中国专利技术专利CN 103013065 B公开了一种聚丁二酸丁二醇酯可降解薄膜用复合材料及其制备方法,直接将聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸
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对苯二甲酸丁二醇酯、填料、润滑剂挤出造粒，填料为微米级碳酸钙或玉米淀粉，不但成本降低，而且薄膜的刚性有所改善，制备稳定。
[0013]共混改性PBAT是最简单有效地降低成本，提升PBAT加工性能的方法。但是将聚乳酸用于PBAT的增硬改性时，聚乳酸与PBAT相容性较差，需要加入较多的相容剂，而且聚乳酸使用量不能太高，聚乳酸使用量过高会严重影响相容性，造成吹塑成膜困难。而且聚乳酸成本高，使用量增加会进一步增加成本。无机填料和淀粉等用于改性PBAT，降低PBAT成本优势明显，并适度增加薄膜的刚性，也是目前市场上降低PBAT成本，提升薄膜刚性的有效手段。但是无机填料与PBAT的相容性更差，如果不能很好地解决相容性问题，在PBAT的添加量有限。根据目前市场的反馈，无机填料用于改性PBAT的添加量在15％以内，一旦添加量增加，会导致薄膜强度降低，失去使用价值。
[0014]因此，如何解决在无机填料高含量时保持与PBAT良好的相容性和稳定的强度，这对推进PBAT的使用非常有必要。

技术实现思路

[0015]目前无机填料用于改进PBAT，对降低成本、提升薄膜的刚性起到了较好的作用，但由于无机填料与PBAT的相容性较差，使得无机填料添加量较低，如果进一步提升无机填料的添加量，会使得薄膜强度加速降低，甚至会影响吹塑成膜的稳定性，吹膜极易出现破洞现象。
[0016]鉴于上述技术问题，本专利技术提出一种用于制作降解膜的生物塑料，进一步提供所述生物塑料的制备方法。
[0017]本专利技术的技术方案之一是通过如下技术措施实现：一种用于制作降解膜的生物塑料，其特征在于，具体制备方法如下：
[0018](1)将1，4－丁二醇、己二酸、对苯二甲酸按照摩尔比8：2.2：1.8称量备用，作为预混的物料A；
[0019](2)将步骤(1)得到的预混物料A加入反应釜，加入催化剂搅拌均匀；然后加入粒径小于5μm的多孔无机填料低速搅拌，开启真空泵，稳定真空压力表在
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0.08MPa处理10
‑
15min，关闭真空泵，反应釜在160
‑
180℃反应120
‑
150min；温度升至240℃，调整温度反应压力为20
‑
50Pa，缩聚80
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100min，放料，得到物料B；
[0020](3)将步骤(2)得到的物料B冷却，粉碎，与环氧树脂、分散剂在研磨机中研磨分散得到物料C；
[0021](4)按照重量份将步骤(3)得到的物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制作降解膜的生物塑料的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：(1)将1，4－丁二醇、己二酸、对苯二甲酸按照摩尔比8：2.2：1.8称量备用，作为预混的物料A；(2)将步骤(1)得到的预混物料A加入反应釜，加入催化剂搅拌均匀；然后加入粒径小于5μm的多孔无机填料低速搅拌，开启真空泵，稳定真空压力表在
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0.08MPa处理10
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15min，关闭真空泵，反应釜在160
‑
180℃反应120
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150min；温度升至240℃，调整温度反应压力为20
‑
50Pa，缩聚80
‑
100min，放料，得到物料B；(3)将步骤(2)得到的物料B冷却，粉碎，与环氧树脂、分散剂在研磨机中研磨分散得到物料C；(4)按照重量份将步骤(3)得到的物料C 40
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50份、聚己二酸－对苯二甲酸丁二醇酯50
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70份、润滑剂1
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2份投入高速混合机，温度控制在80
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100℃，在400
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700rpm转速分散10
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15min；然后输送至双螺杆挤出机中，在130
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150℃挤出，风冷拉条，切粒，得到一种用于制作降解膜的生物塑料。2.根据权利要求1所述一种用于制作降解膜的生物塑...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗洋德，潘小阳，
申请(专利权)人：浙江中邦塑胶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：