一种淀粉基全降解吹膜组合物的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种淀粉基全降解吹膜组合物，由以下重量份原料组成：淀粉100份、纳米二氧化硅0.5～2份、可降解树脂50～200份、偶联剂2～10份、有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及丙三醇制备而成。本发明专利技术基于淀粉表面羟基的酯化反应，设计了具有特定链长的二元或多元有机酸共聚物，通过将有机酸接枝于淀粉表面进而破坏淀粉的结晶结构，提高了淀粉塑性，可以在不外加增塑剂的条件下，与可降解树脂共混复合，制备性能优异的低成本全降解改性树脂。该组合物中淀粉可均匀分布于基体树脂中，经吹塑成型后，所得制品具有高力学强度和高断裂伸长率。所得制品具有高力学强度和高断裂伸长率。

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉基全降解吹膜组合物的制备方法


[0001]本专利技术属于材料
，具体涉及一种淀粉基全降解吹膜组合物的制备方法。

技术介绍

[0002]高分子材料的环保降解已成为未来民用高分子尤其是一次性高分子的主要发展趋势。基于脂肪族聚酯类的高分子材料具有良好的降解性能，但是成本较高，不利于大规模推广使用。尽管添加滑石、碳酸钙等无机矿物填料可以降解成本，然而无机填料在可降解高分子降解后不会分解为环境无害的小分子物质，对周边环境的影响还很难短时间内评估。而基于淀粉等天然高分子材料的全降解树脂不存在上述问题，只要能较好地解决淀粉塑化，以及与高分子材料的相容性问题，基于淀粉类的天然高分子材料具有广泛的应用空间。
[0003]中国专利202011247638.7公开了一种高淀粉含量生物降解吹膜改性材料及其制备方法，所提供的高淀粉含量生物降解吹膜改性材料由PBAT、PGA、改性剂、淀粉、填料、增塑剂、分散剂等组分经过分步混合、熔融、共混、切粒等步骤制得。生物降解吹塑改性材料的拉伸强度≥18Mpa，断裂伸长率＞250％，符和食品接触安全要求。该专利技术具提供一种较高淀粉含量的薄膜材料，但拉伸强度较低，对于重物的包装存在一定难度。中国专利201911104154.4公开了一种高淀粉含量吹膜复合材料及其制备方法，由淀粉、聚烯烃等物料组成，淀粉含量高、成本低廉、组分相容性好，材料的力学性能、生物降解性能显著提高。由于共混体系中存在聚烯烃等不可降解塑料，该类材料为非全降解改性材料，应用范围受限。中国专利201019050014.3公开了一种适于吹膜的淀粉基生物树脂的制备方法，将淀粉、双氧水、硫酸亚铁、甘油、聚己内酯、纳米有机改性蒙脱土、乙烯
‑
丙烯酸共聚物，加入到高速混合机内，搅拌均匀；然后将上述混合均匀的原料放入造粒机中进行混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，得到适于吹膜的淀粉基生物树脂颗粒材料。该专利技术的生产方法的优点是工艺简单，且所吹制的薄膜韧性、强度、抗拉强度均较优，但组合物中乙烯
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丙烯酸共聚物的存在影响了材料的全降解性，且实施例中并未就薄膜的力学强度范围给出说明。
[0004]淀粉塑化的核心问题在于破坏淀粉的结晶结构，使其可在适当的温度下塑化，与常规树脂共混挤出，制备具有不同性质的改性材料。常用的增塑剂存在缓慢析出的可能，因此采用非增塑剂塑化的方法去制备具有可塑性的淀粉改性材料具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种淀粉基全降解吹膜组合物的制备方法，本专利技术提供的淀粉基全降解吹膜组合物具有高力学强度和高断裂伸长率。
[0006]本专利技术提供了一种淀粉基全降解吹膜组合物，由以下重量份原料组成：
[0007]淀粉100份
[0008]纳米二氧化硅0.5～2份
[0009]可降解树脂50～200份
[0010]偶联剂2～10份
[0011]有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及丙三醇制备而成。
[0012]优选的，所述有机二元酸或多元酸、二元醇以及丙三醇的摩尔比为(1.2～1.5):1:0.01。
[0013]优选的，所述有机二元酸或多元酸选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丁二酸、己二酸中的一种或多种；
[0014]所述二元醇选自乙二醇、1，3
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丙二醇、1，4
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丁二醇、聚乳酸多元醇、聚ε
‑
己内酯多元醇、二乙二醇、新戊二醇、2
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甲基
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1，3
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丙二醇中的一种或多种。
[0015]优选的，所述的有机酸低聚物的聚合度为2～10。
[0016]优选的，所述淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉中的一种或多种。
[0017]优选的，所述纳米二氧化硅的直径为1～500纳米。
[0018]优选的，所述可降解树脂为合成类可降解聚酯材料，优选为聚乳酸(PLA)、己二酸
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对苯二甲酸
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丁二醇共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇(PBS)、己二酸
‑
丁二酸
‑
丁二醇共聚物(PBSA)、聚ε
‑
己内酯(PCL)、聚羟基烷酸(PHA)中的一种或多种。
[0019]优选的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或多种，优选为γ
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氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，γ
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缩水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷(KH560)，γ
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(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，N
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(β
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氨乙基)
‑
γ
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氨丙基三甲(乙)氧基硅烷(KH792)，N
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β
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(氨乙基)
‑
γ
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氨丙基甲基二甲氧基硅烷(DL602)，铝酸三甲酯，铝酸三异丙酯，铝酸三苄酯，异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(KR
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38S)，双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯(KR
‑
238S)。
[0020]优选的，所述有机酸低聚物的制备方法包括以下步骤：
[0021]将有机二元酸或多元酸、二元醇以及丙三醇混合，在搅拌的条件下，进行加热反应，真空除去反应产生的水，得到羧基封端的有机酸低聚物。
[0022]本专利技术还提供了一种上述淀粉基全降解吹膜组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0023]将淀粉、有机酸低聚物、纳米二氧化硅进行球磨，得到混合物；
[0024]将所述混合进行高速搅拌混合至体系中水含量低于2％，加入可降解树脂、偶联剂进行混合后出料；
[0025]将产物在双螺杆挤出机中挤出造粒，即得淀粉基全降解吹膜组合物。
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供了一种淀粉基全降解吹膜组合物，由以下重量份原料组成：淀粉100份、纳米二氧化硅0.5～2份、可降解树脂50～200份、偶联剂2～10份、有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及丙三醇制备而成。本专利技术基于淀粉表面羟基的酯化反应，设计了具有特定链长的二元或多元有机酸共聚物，通过将有机酸接枝于淀粉表面进而破坏淀粉的结晶结构，提高了淀粉塑性，可以在不外加增塑剂的条件下，与可降解树脂共混复合，制备性能优异的低成本全降解改性树脂。该组合物中淀粉可均匀分布于基体树脂中，经吹塑成型后，所得制品具有高力学强度和高断裂伸长率。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种淀粉基全降解吹膜组合物，由以下重量份原料组成：
[0028]淀粉100份
[0029]纳米二氧化硅0.5～2份
[0030]可降解树脂50～200份
[0031]偶联剂2～10份
[0032]有机酸低聚物2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基全降解吹膜组合物，其特征在于，由以下重量份原料组成：淀粉100份纳米二氧化硅0.5～2份可降解树脂50～200份偶联剂2～10份有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及丙三醇制备而成。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机二元酸或多元酸、二元醇以及丙三醇的摩尔比为(1.2～1.5):1:0.01。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机二元酸或多元酸选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丁二酸、己二酸中的一种或多种；所述二元醇选自乙二醇、1，3
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丙二醇、1，4
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丁二醇、聚乳酸多元醇、聚ε
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己内酯多元醇、二乙二醇、新戊二醇、2
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甲基
‑
1，3
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丙二醇中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的有机酸低聚物的聚合度为2～10。5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述纳米二氧化硅的直径为1～500纳米。7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述可降解树脂为合成类可降解聚酯材料，优选为聚乳酸(PLA)、己二酸
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对苯二甲酸
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丁二醇共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇(PBS)、己二酸
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丁二酸
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丁二醇共聚物(PBSA)、聚ε
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己内...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焱龙，李淑珍，任柏成，任鹏，
申请(专利权)人：蚌埠天成包装科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：