一种可生物降解复合材料及其制备方法和可生物降解透气膜技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解复合材料及其制备方法和可生物降解透气膜，其由聚丁二酸丁二醇酯25

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解复合材料及其制备方法和可生物降解透气膜


[0001]本专利技术属于高分子复合材料
，具体涉及一种可生物降解复合材料及其制备方法，还涉及一种由该可生物降解复合材料制得的可生物降解透气膜。

技术介绍

[0002]目前透气膜主要以LLDPE、PU等基体树脂为主，用超细碳酸钙填充改性，广泛应用在医用防护服、婴儿纸尿裤、成人纸尿裤、卫生巾、暖宝宝和包装领域。而传统的改性塑料无法生物降解，只有小部分能够循环利用，逐年累积产生大量的塑料垃圾严重破坏生态平衡，对人们的生活环境产生严重的不良影响。因此，生物降解改性塑料的发展和应用十分迫切，尤其是一次性消耗品如一次性餐具、一次性包装膜、农用膜、购物袋等采用生物降解材料能极大的改善塑料垃圾对生态环境的污染。
[0003]目前生物降解塑料主要用于一次性餐具(如杯子、吸管、餐盒)、购物袋、包装膜等，而生物降解透气膜研究较少。目前生物降解透气膜主要应用在包装领域和农用地膜等，其除了具有生物降解性，还具有较好的透气性，在包装领域如卫材包装和食品包装增加透气性同时可隔断水分和微生物，有利于延长保质期。生物降解透气膜应用在农用膜领域，可以和外部空气动态交换，膜内部的封闭空间中的氧气和二氧化碳可以有个动态的平衡状态，既有一定的保温作用，同时有充分的湿度和氧气，有利于农作物的快速生长。这种生物降解透气膜可以完全生物降解，极大的改善了传统塑料膜对环境的破坏。
[0004]目前生物降解透气膜常用生物降解材料有PBAT、PLA、PBS、淀粉等，通过加入碳酸钙共混改性，由于生物降解材料的加工性能较传统材料如PE、PP较差，易出现分解改性后的材料吹膜容易发黄、破洞、产生暗纹、气泡等缺陷。并且在填充大量碳酸钙分体后材料的韧性下降，同时加工过程中产生大量的剪切热，进一步增加了材料分解，上述缺陷将愈加严重，甚至无法吹膜成型。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术有必要提供一种可生物降解复合材料及其制备方法和可生物降解透气膜，通过特殊塑化改性和扩链剂技术，显著提高了可生物降解复合材料的稳定性和可塑性，从而保证了后续吹塑成膜过程能稳定成型，避免产生孔洞、花纹、气泡等缺陷。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术首先提供了一种可生物降解复合材料，其由聚丁二酸丁二醇酯(PBS)25
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30份、聚乙烯醇(PVA)20
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30份、碳酸钙20
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30份、甘油2
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4份、山梨醇1
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2份、二乙二醇3
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6份、聚乳酸(PLA)5
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10份、抗氧剂0.1
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0.3份、润滑剂1
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2份和扩链剂0.1
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0.3份按照重量份制备而成。
[0008]本专利技术中利用甘油、山梨醇、二乙二醇对PVA进行塑化改性后，将其引入PBS中，一方面提高了热塑加工性能，另一方面提高了生物降解速度，显著提高了生物降解效率。此外，在体系中引入适量的PLA提高了后续吹塑成膜后的膜强度和硬度，改善了材料的吹膜稳
定性，并且PLA的加入极大程度降低了材料的分解，改善了碳酸钙的分散。进一步的，本专利技术中通过引入扩链剂和润滑剂体系，有效的保证了材料的熔体强度，减少了材料的热分解，促进了碳酸钙的分散，使得材料在吹塑成膜过程中能够稳定成型，避免产生孔洞、花纹、气泡等缺陷。
[0009]进一步的，本专利技术中的可生物降解复合材料主要用于吹塑成膜，因此，在本专利技术的一个或多个实施例中，所述聚丁二酸丁二醇酯选自吹塑级。
[0010]进一步的，所述聚乙烯醇的聚合度≥1700，醇解度范围为88％
‑
90％，优选的，在本专利技术的一个或多个实施例中，聚合度为1700、醇解度88％。
[0011]进一步的，所述碳酸钙选自微细碳酸钙，其D50在1.5
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2μm。
[0012]优选的，在本专利技术的一个或多个实施例中，所述甘油的纯度在99％以上；所述山梨醇为工业级粉体山梨醇。
[0013]进一步的，所述聚乳酸为吹塑级，其在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为3
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5g/10min。
[0014]进一步的，所述润滑剂为OPE蜡、硬脂酸盐、芥酸酰胺的复配混合物，其配比没有特殊的限定，可根据需要进行调整，在本专利技术的一个或多个实施例中，其配比在4：2：1
‑
6：2：1之间，在本专利技术的一个或多个实施例中，所述OPE蜡、硬脂酸盐、芥酸酰胺按照质量比4：2：1复配，其复配方式没有特殊的限制，采用本领域中常规的共混均匀即可。
[0015]进一步的，所述扩链剂选自含有环氧基团的共聚物，具体可提及的实例包括但不限于巴斯夫的ADR 4468。
[0016]本专利技术还提供了一种如前述任一项所述的可生物降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]将聚乙烯醇、甘油、山梨醇、二乙二醇按照配比充分混合均匀，形成蓬松状态的预混料，备用；可以理解的是，其混合方式没有特别的限定，以混合均匀且形成蓬松状态即可，在本专利技术的一个或多个实施例中，具体混合参数为：60
‑
80℃以800
‑
1000r/min的转速高速混合25
‑
35min。
[0018]将聚丁二酸丁二醇酯和聚乳酸干燥至含水率在300ppm以内，其干燥时间可以根据需要进行调整；在本专利技术的一个或多个实施例中，将PBS和PLA在100℃干燥4
‑
6h。
[0019]按照配比将干燥后的聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、所述预混料、润滑剂、抗氧剂和扩链剂充分混合后，通过主喂加料，将碳酸钙分两段通过侧喂加料，经双螺杆挤出机熔融、混合、分散、挤出、造粒，制得可生物降解复合材料。可以理解的是，原料的混合方式没有特别的限定，只要混合均匀即可，在本专利技术的一个或多个实施例中，将上述原料加入高速混合机中混合5
‑
8min。
[0020]进一步的，所述双螺杆挤出机的长径比不低于48：1，工作温度为160
‑
190℃，螺杆转速控制在450
‑
500r/min。
[0021]本专利技术进一步提供了一种可生物降解透气膜，采用如前述任一项所述的可生物降解复合材料吹塑制得。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术中利用甘油、山梨醇、二乙二醇对PVA进行塑化改性后，将其引入PBS中，一方面提高了热塑加工性能，另一方面提高了生物降解速度，显著提高了生物降解效率。此
外，在体系中引入适量的PLA提高了后续吹塑成膜后的膜强度和硬度，改善了材料的吹膜稳定性，并且PLA的加入极大程度降低了材料的分解，改善了碳酸钙的分散。进一步的，本专利技术中通过引入扩链剂和润滑剂体系，有效的保证了材料的熔体强度，减少了材料的热分解，促进了碳酸钙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解复合材料，其特征在于，其由聚丁二酸丁二醇酯25
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30份、聚乙烯醇20
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30份、碳酸钙20
‑
30份、甘油2
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4份、山梨醇1
‑
2份、二乙二醇3
‑
6份、聚乳酸5
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10份、抗氧剂0.1
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0.3份、润滑剂1
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2份和扩链剂0.1
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0.3份按照重量份制备而成。2.如权利要求1所述的可生物降解复合材料，其特征在于，所述聚丁二酸丁二醇酯选自吹塑级；所述聚乙烯醇的聚合度≥1700、醇解度88％
‑
99％。3.如权利要求1所述的可生物降解复合材料，其特征在于，所述碳酸钙选自微细碳酸钙，其D50在1.5
‑
2μm。4.如权利要求1所述的可生物降解复合材料，其特征在于，所述甘油的纯度在99％以上；所述山梨醇为工业级粉体山梨醇。5.如权利要求1所述的可生物降解复合材料，其特征在于，所述聚乳酸为吹塑级，其在190℃、2.16kg测试条...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，吴摞，刘玉城，李荣群，
申请(专利权)人：合肥圆融新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：