一种增容剂及采用该增容剂的高淀粉含量全生物降解膜制造技术

本发明专利技术涉及一种增容剂及采用该增容剂的高淀粉含量全生物降解膜，所述增容剂为乙烯热塑性弹性体

【技术实现步骤摘要】
一种增容剂及采用该增容剂的高淀粉含量全生物降解膜


[0001]本专利技术属于全生物降解材料领域，更具体地，涉及一种用于高淀粉含量全生物降解材料用增容剂，及采用该增容剂的高淀粉含量全生物降解膜。

技术介绍

[0002]塑料薄膜已渗透到人们生活中,被广泛地用作食品包装、电子电器产品包装及商场购物袋、垃圾袋等，给我们的生产和生活带来了极大的便利。传统的塑料薄膜材料主要来源于石油基材料，如聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜等，使用完如果采用焚烧的方式处理，会产生大量有毒副产物；如果采用掩埋的方式处理，降解周期非常长，给环境造成了巨大的危害。近年来，随着石油资源的日益枯竭和人们对生态环境保护意识的不断加强，生物可降解塑料得到越来越多的关注，开发全降解的环境友好型高分子材料应用于薄膜材料领域已成为未来的发展主流。
[0003]聚乳酸(PLA)和聚对苯二甲酸丁二醇
‑
CO
‑
己二酸丁二醇酯(PBAT)是目前两种常用的热塑性生物可降解材料，他们单独使用存在一定的缺点，需要改性，且生产成本高。淀粉是仅次于纤维素的第二大天然生物聚合物，作为填充剂使用，其极低的成本以及100％生物基可降解性，引起了人们极大的关注。将PLA/PBAT和淀粉共混，利用PLA和PBAT性能优势互补，以及改性淀粉和碳酸钙作为填充料，不仅可得到高强度、高柔韧性的共混物，而且还可以降低成本，利用这种共混物制备的薄膜可以实现全生物降解，是一种环境友好型材料。但是淀粉存在着与基体相容性差、高温易碳化等问题，需要添加增容剂改善淀粉与PLA、PBAT之间的相容性差的问题，提高淀粉填充量，降低降解材料的总成本。
[0004]现有技术中，申请公布号为CN103589124A通过添加增容剂2,2
’‑
双(2
‑
噁唑啉)和六亚甲基二异氰酸酯制备PLA/PBAT全生物降解薄膜，薄膜拉伸强度最高可达61MPa，但成本昂贵。中国专利CN101781448A还有通过添加聚醚多元醇作为增容剂，提高了共混物的力学和耐热性能，但所使用的增容剂为不可生物降解成分。中国专利CN102516729A公开了一种完全生物降解聚乳酸组合物及其制备方法,在PLA和PBAT共混体系中加入了二恶唑啉类来作为增容剂，提高共混体系中两组分的界面相容性；同时文献资料也分别报道了采用多元酸(PHA)、聚乙二醇(PEG)、聚己内酯(PCL)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、4,4
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亚甲基双(异氰酸苯酯)(MDI)和商品名为Lotader AX8900、Joncry1 ADR
‑
4368、ADR
‑
4370环氧类扩链剂作为增容剂来提高PLA和PBAT共混组分的相容性，从而制备高性能的全生物降解薄膜。也有用接枝共聚物如甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃(POE
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g
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GMA)、单甲氧基聚(乙二醇)
‑
聚乳酸(MPEG
‑
PLA)双嵌段共聚物、不同链长的PLA
‑
PEG
‑
PLA三嵌段共聚物，用来改善PLA/PBAT复合体系的相容性，使PLA和PBAT的界面粘结强度得到有效提高，也使得力学性能和热稳定性能得到提高。但是这些增容剂价格昂贵，加入填充物含量较低，无法有效降低成本，有的增容剂还含有有毒物质。
[0005]此外，现有的PLA/PBAT和淀粉共混体系仍存在以下缺陷：
①
淀粉本身的耐热温度受限，使淀粉在加工过程中会因为温度过高而发生碳化分解；
②
PLA与PBAT相容性不好，其
共混后性能得不到良好互补；
③
淀粉与PLA/PBAT的相容性不够好，造成材料的韧性、强度、可塑性等物理机械性能较差。
④
PLA/PBAT和淀粉共混体系淀粉含量较低，只能达到10％
‑
25％，成本较高；
⑤
添加的增容剂存在反应活性低、用量大、成本昂贵等缺点。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种用于高淀粉含量全生物降解膜用增容剂的制备方法，该增容剂不仅可以很好地提高PLA/PBAT共混物与改性淀粉的相容性，而且所得到的共混物可以用于制备全生物降解薄膜，该薄膜可广泛应用于商场购物袋、垃圾袋、食品包装袋、农业用薄膜等领域。
[0007]本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种用于高淀粉含量全生物降解材料用增容剂，由乙烯热塑性弹性体、马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚而成。
[0009]优选的，该增容剂采用以下方法制备：将乙烯热塑性弹性体在180℃密炼机中在50rpm下密练5
‑
10min后，加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续反应5
‑
15min，再加入马来酸酐，反应5
‑
10min后取出物料，洗涤、干燥、粉碎。
[0010]优选的，上述甲基丙烯酸缩水甘油酯可以替换为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、过氧化二苯甲酰、乙烯
‑
丙烯酸共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物中的一种；或者替换为甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、过氧化二苯甲酰、乙烯
‑
丙烯酸共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物，其中的几种的组合。
[0011]优选的，该增容剂采用以下方法制备：将60
‑
70份乙烯热塑性弹性体在180℃密炼机中在50rpm下密练5
‑
10min后，加入0.1
‑
2.0份过氧化二苯甲酰和5
‑
10份甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续反应5
‑
15min，再加入20
‑
30份马来酸酐，反应5
‑
10min后取出物料，洗涤、干燥、粉碎。
[0012]一种高淀粉含量全生物降解膜，由包括以下重量份的组分制成：
[0013]聚乳酸——10
‑
50份，
[0014]聚对苯二甲酸丁二醇
‑
CO
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己二酸丁二醇酯——10
‑
50份，
[0015]增容剂——0.01
‑
10份，
[0016]润滑剂——0
‑
3份，
[0017]抗氧剂——0
‑
3份，
[0018]热塑性淀粉——1
‑
50份，
[0019]甘油——1
‑
10份；
[0020]其中，增容剂采用上述的一种用于高淀粉含量全生物降解材料用增容剂。
[0021]优选的，所述热塑性淀粉为改性淀粉，是由40
‑
50份玉米淀粉、40
‑
50份蒸馏水、1
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高淀粉含量全生物降解材料用增容剂，其特征在于，由乙烯热塑性弹性体、马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚而成。2.根据权利要求1所述的增容剂，其特征在于，该增容剂采用以下方法制备：将乙烯热塑性弹性体在180℃密炼机中在50rpm下密练5
‑
10min后，加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续反应5
‑
15min，再加入马来酸酐，反应5
‑
10min后取出物料，洗涤、干燥、粉碎。3.根据权利要求1或2所述的增容剂，其特征在于，上述甲基丙烯酸缩水甘油酯可以替换为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、过氧化二苯甲酰、乙烯
‑
丙烯酸共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物中的一种；或者替换为甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、过氧化二苯甲酰、乙烯
‑
丙烯酸共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物，其中的几种的组合。4.根据权利要求1或2所述的增容剂，其特征在于，该增容剂采用以下方法制备：将60
‑
70份乙烯热塑性弹性体在180℃密炼机中在50rpm下密练5
‑
10min后，加入0.1
‑
2.0份过氧化二苯甲酰和5
‑
10份甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续反应5
‑
15min，再加入20
‑
30份马来酸酐，反应5
‑
10min后取出物料，洗涤、干燥、粉碎。5.一种高淀粉含量全生物降解膜，由包括以下重量份的组分制成：聚乳酸——10
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50份，聚对苯二甲酸丁二醇
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CO
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己二酸丁二醇酯——10
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50份，增容剂——0.01
‑
10份，润滑剂——0
‑
3份，抗氧剂——0
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3份，热塑性淀粉——1
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50份，甘油——1
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10份；其中，增容剂为权利要求1
‑
4任意一项所述的用于高淀粉含量全生物降解材料用增容剂。6.根据权利要求5所述的全生物降解膜，其特征在于，所述热塑性淀粉为改性淀粉，是由40
‑
50份玉米淀粉、40
‑
50份蒸馏水、1
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6份甘油、1
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3份马来酸酐、0.1
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1份甲基丙烯酸缩水甘油酯经过糊化改性而成，得到含马来酸酐和环氧基团改性淀粉。7.根据权利要求5或6所述的全生物降解膜，其特征在于，所述聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二醇
‑
CO
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己二酸丁二醇酯重均分子量分别为40000
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200000、20000
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130000。8.根据权利要求5或6所述的全生物降解膜，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸钡、油酸酞胺、芥酸酞胺、亚烷基二脂肪酞胺、乙撑双硬脂酞胺、石蜡、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡光洲，姬志福，武亚峰，徐建军，王涛，张尧，
申请(专利权)人：江苏安普林新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：