一种高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高挺度高强韧可全降树脂组合物，包含以下重量份的原料组分：PBAT：60

【技术实现步骤摘要】
一种高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料改性
，具体涉及一种高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]PBAT和PLA是目前研究最多、产量最大、商业化程度最高的两种可全降解聚合物。将两种材料通过共混改性，实现优势互补，使材料具有较高强度的同时具有良好的韧性，也是目前可降解材料改性的热点之一。与传统的PE薄膜相比，PBAT材料由于结晶度低，材质较软，在以PBAT为主的PBAT/PLA合金制备的薄膜挺度低，质感较差，给人一种“软塌塌”的廉价感。
[0003]很多专利集中在改善PBAT/PLA复合材料的相容性和强度，并未关注到如何提高最终薄膜制品的挺度。如何提高PBAT/PLA复合材料的相容性和强韧性，且同时保持材料薄膜制品的高挺度是该领域研究技术人员面临的最大难题。
[0004]专利CN 111378259 A公开了一种含有环氧基团的小分子化合物作为PBAT/PLA复合材料的相容剂，促进了PBAT/PLA复合材料力学性能的改善，尤其是同时保持了较高的刚性和韧性；但该小分子相容剂存在加料困难、添加量大(0.5
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2份)、残留单体对制品气味影响大等缺陷。
[0005]专利CN 109504041 A公开了一种采用扩链剂制备的TPS/PLA/PBAT共混改性生物降解树脂，采用KL
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E作为扩链剂提升两相体系的相容性；煤化院KL
‑
E系列和BASF公司ADR系列扩链剂一样，都是环氧类扩链剂，但其分子量较低，都在10000以下。
[0006]专利CN105199347 A用钠基蒙脱土增强母料共混改性得到性能优异的PLA/PBAT复合材料，但是蒙脱土是层状结构存在剥离困难，难以工业化；此外蒙脱土虽然可以改善复合材料强度，但在单一方向尺寸仍较小，对提高材料挺度作用有限。
[0007]专利CN109825048 A采用OMMT与EGMA协同提升材料的强度和韧性，EGMA改善了两相界面粘合较差的问题，OMMT起到物理交联点的作用进而提升材料强度，OMMT同样存在单一方向尺寸较小，在提高材料挺度方面作用有限。
[0008]专利CN 110079065 A和CN 106750253 A主要集中在改善PLA/PBAT复合材料相容性方面，专利CN 110079065 A中相容剂为1
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10％，添加量较大；专利CN 106750253 A中相容剂可以起到的光稳定剂和抗菌剂的效果，但是相容剂合成步骤复杂，使用的原料环保性有待验证。

技术实现思路

[0009]为了提高PBAT/PLA复合材料的相容性和强韧性，且同时保持材料薄膜制品的高挺度。本专利技术的目的之一是提供一种高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物。本专利技术的第二个目的是，提供一种高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物的制备方法。
[0010]本专利技术提供一种高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物，包括PLA、PBAT、碳酸钙晶须、高分子量扩链相容剂、偶联剂和助剂。
[0011]进一步，所述的组合物由包括以下组分及重量份的原料制备得到：
[0012][0013]所述的碳酸钙晶须长度10
‑
30μm，直径0.5
‑
1.0μm，长径比≥20。
[0014]所述的高分子量扩链相容剂为含有环氧基团的聚合物，重均分子量Mw为20000
‑
50000，环氧当量为290
‑
310g/mol，玻璃化转变温度Tg≥80℃。
[0015]所述的偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷其中的至少一种。
[0016]作为优选方案，所述的偶联剂为γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)。
[0017]所述的PBAT重均分子量Mw为100000
‑
150000，PLA重均分子量Mw为80000
‑
120000。
[0018]所述助剂包括抗氧剂、润滑剂和开口剂。
[0019]本专利技术还提供一种高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
[0020]S1、称取以下重量份数的组分：PBAT：60
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80份；PLA：10
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30份；碳酸钙晶须：5
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15份；高分子量扩链相容剂：0.3
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0.6份；偶联剂：0.01
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0.1份；助剂0.3
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0.5份；
[0021]S2、将碳酸钙晶须用偶联剂处理，然后与PBAT混合后经双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒得到碳酸钙晶须母粒；
[0022]S3、将步骤S2制备的碳酸钙晶须母粒与PLA、高分子量扩链相容剂、助剂经预混、熔融挤出、造粒得到高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物。
[0023]步骤S2中，所述熔融共混采用的参数为：进料段温度为80
‑
120℃、塑化段温度为140
‑
160℃、均化段温度为160
‑
180℃，螺杆转速为300
‑
600rpm。
[0024]步骤S3中，所述熔融共混采用的参数为：进料段温度为80
‑
120℃、塑化段温度为160
‑
180℃、均化段温度为180
‑
210℃，螺杆转速为300
‑
600rpm。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0026](1)高分子量扩链相容剂的使用：本专利技术采用高分子量扩链相容剂作为PBAT/PLA复合材料的扩链相容剂，与传统的低分子量扩链剂(如Basf的ADR系列和国内煤化院的KL
‑
E4370，分子量都在5000
‑
10000之间)相比，本专利技术中用到的高分子量扩链相容剂重均分子量20000
‑
50000。低分子量扩链剂在单一组分缩聚物如PLA、PET等体系增粘扩链效果较好，高分子量扩链相容剂更适合用来改善合金体系的相容性，如PBAT/PLA合金、PLA/PBAT合金、PBS(PBSA)/PBAT合金等。
[0027](2)高长径比的碳酸钙晶须填充：与传统的零维材料填料(如碳酸钙、二氧化硅、淀
粉等)、二维填料(如蒙脱土、滑石粉、石墨烯等)相比，碳酸钙晶须本身具有极高的强度和长径比，只需要少量添加即可明显提高材料的强度和挺度。碳酸钙晶须尺寸在微米级，不会影响最终薄膜制品的外观，且其价格低廉，处理后在树脂基体中较易分散。
[0028](3)高挺度及协同强韧效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物，其特征在于，包括PLA、PBAT、碳酸钙晶须、高分子量扩链相容剂、偶联剂和助剂。2.根据权利要求1所述的高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物，其特征在于，所述的组合物由包括以下组分及重量份的原料制备得到：3.根据权利要求1所述的高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物，其特征在于，所述的碳酸钙晶须长度10
‑
30μm，直径0.5
‑
1.0μm。4.根据权利要求1所述的高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物，其特征在于，所述的高分子量扩链相容剂为含有环氧基团的共聚物，重均分子量Mw为20000
‑
50000，环氧当量为290
‑
310g/mol，玻璃化转变温度Tg≥80℃。5.根据权利要求1所述的高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物，其特征在于，所述的偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷其中的至少一种。6.根据权利要求1所述的高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物，其特征在于，所述的PBAT重均分子量Mw为100000
‑
150000，PLA重均分子量Mw为80000
‑
120000。7.根据权利要求1所述的高挺度高强韧可全降解PBAT/PLA树脂组合物，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂、润滑剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：史鹏伟，汤俊杰，郭品强，纪永鹏，朱从山，段浩，金光润，
申请(专利权)人：佳易容聚合物上海有限公司，
类型：发明
国别省市：