一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法，将包含PBAT、解聚剂、促进剂和润滑剂的原料从双螺杆机挤出机中熔融挤出制得PBAT基可生物降解熔喷材料；PBAT的熔体质量流动速率为3～10g/10min；解聚剂为质量比为9:1的碳酸钠与水的混合物和/或质量比为9:1的氢氧化钠与水的混合物，促进剂为活化纳米氧化锌；或者，解聚剂为丙三醇、乙二醇和丁二醇中的一种以上，促进剂为醋酸锌；或者，解聚剂为醇类物质和碱性物质的混合物，醇类物质的含量高于碱性物质，促进剂为醋酸锌；PBAT基可生物降解熔喷材料的熔体质量流动速率为1000～1500g/10min。本发明专利技术的方法制得的PBAT基可生物降解熔喷材料具有优良的熔纺加工性能，可以用于生产生物降解口罩用熔喷布，可完全生物降解，避免对环境的危害。免对环境的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法


[0001]本专利技术属于熔喷材料
，涉及一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法。

技术介绍

[0002]口罩垃圾也成了目前的一大隐患，现有的口罩材料基本都是不可降解的聚丙烯材料，这些废弃的口罩无疑会对环境造成严重的污染。对这些废弃的聚丙烯材质口罩，也缺乏再次回收利用的有效方案与技术。
[0003]2004年，英国普利茅斯大学的汤普森等人在《科学》杂志上发表了关于海洋水体和沉积物中塑料碎片的论文，首次提出了“微塑料”的概念，指的是直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒。实际上，微塑料的粒径范围从几微米到几毫米，是形状多样的非均匀塑料颗粒混合体，肉眼往往难以分辨，被形象地称为“海中的PM2.5”。与“白色污染”塑料相比，微塑料的危害体现在其颗粒直径微小上，这是其与一般的不可降解塑料相比，对于环境的危害程度更深的原因。微塑料主要有两种来源，一部分是原生微塑料，主要来源于合成纺织纤维脱落、合成橡胶磨损、道路标记材料、日用化学品塑料微珠等。另一部分是次生微塑料，是较大的塑料垃圾分解形成的小块塑料，其中80％来源于陆地，如垃圾填埋场管理不善、污水排放、塑料加工生产和运输、农用薄膜等；海洋来源主要包括渔业和水产养殖活动的废弃渔具，船舶、海上作业平台的生活垃圾等。
[0004]虽说目前无法证实微塑料对人体是否会造成危害，但是随时间推移微塑料的尺寸会越来越小，可以达到纳米级别，甚至有实验证实纳米塑料可以通过人体的上皮保卫细胞。而且还有进一步的证据表明，纳米塑料比微塑料等其他塑料，更容易结合细菌、毒素等。因此一次性不可降解塑料的使用备受关注。
[0005][0006]综上所述，目前市场熔喷材料基本上全都是聚丙烯的，刚性好，质感硬，但因其不可生物降解，对于环保要求日益提高的今天，需要选择一种可生物降解材料对其进行替代，PBAT韧性好，可生物降解，是一种理想的替代聚丙烯的材料。
[0007]对于熔喷材料来说，最关键和直接的技术指标就是熔体质量流动速率，参照聚丙烯熔喷材料，其熔体质量流动速率一般控制在特定范围时才能容易获得阻隔效率合格的熔喷布，然而常规聚合级PBAT的熔体质量流动速率较低，无法满足熔喷材料的要求，现有技术通常采用调整PBAT的聚合过程，控制PBAT 的分子量及分子量分布以制备熔体质量流动速率为1000～1500g/10min的PBAT，但是该方法工艺路线繁琐，较难工业化推广，且前期装置投入巨大，成本高，收益见效慢。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是制备一种PBAT基可生物降解熔喷材料，使其熔体质量流动速率达到1000～1500g/10min，进而可以通过熔喷纺丝设备制作成一次性口罩用熔喷
布，使废弃后的口罩经生物降解成水、二氧化碳或甲烷等，对生态环境和人体无害。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0010]一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法，将包含PBAT(聚对苯二甲酸
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己二酸丁二醇酯)、解聚剂、促进剂和润滑剂的原料从双螺杆机挤出机中熔融挤出制得PBAT基可生物降解熔喷材料；
[0011]PBAT的熔体质量流动速率(190℃,2.16kg)为3～10g/10min(本专利技术的原料PBAT属于常规聚合级 PBAT)；
[0012]解聚剂为质量比为9:1的碳酸钠与水的混合物和/或质量比为9:1的氢氧化钠与水的混合物，促进剂为活化纳米氧化锌，碳酸钠和氢氧化钠显碱性，PBAT在碱性条件下，按照亲核加成
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消除机理，OH
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是较强的亲核试剂，直接与酯的羰基碳发生亲核加成，形成四面体中间体，然后消除烷氧基，生成新的端羧基，发生水解反应，使高分子链发生断裂，另外，活化纳米氧化锌在体系中具有优良的分散作用，使得体系中活化纳米氧化锌比表面积大幅增加，显著提升氧化锌的纳米效应，增加体系活性点，从而加速高分子链的断裂；
[0013]或者，解聚剂为丙三醇、乙二醇和丁二醇中的一种以上，促进剂为醋酸锌，丙三醇、乙二醇、丁二醇在促进剂醋酸锌的作用下，使PBAT发生醇解反应，该反应属于亲核取代反应机理，醋酸锌作为路易斯酸，与羰基中电子富集的氧原子配位，从而进一步提升羰基碳的电正性，使其更易受到亲核进攻，加速解聚反应，使高分子链发生断裂，提高了材料的熔体质量流动速率；
[0014]或者，解聚剂为醇类物质和碱性物质的混合物，醇类物质的含量高于碱性物质(即最终的解聚体系为醇碱联合解聚，是在醇解体系中加入碱性物质)，醇类物质为丙三醇、乙二醇和丁二醇中的一种以上，碱性物质为质量比为9:1的碳酸钠与水的混合物和/或质量比为9:1的氢氧化钠与水的混合物，促进剂为醋酸锌，在醇解体系中加入碱性物质，实际上述的碱性水解和醇解反应都会发生，醇类物质可渗透于醇解产物中，增加了反应界面，使碱性水解、醇解都更易进行，并且，由于碱性水解反应不可逆，使得醇解产物进一步发生碱性水解，二者相互促进、加速反应；
[0015]PBAT基可生物降解熔喷材料的熔体质量流动速率(190℃,2.16kg)为1000～1500g/10min；本专利技术在PBAT中加入解聚剂和促进剂，在熔融挤出过程中解聚剂和促进剂相互配合能够导致PBAT大分子链发生断裂，进而提高PBAT的流动性能，直观体现为熔体质量流动速率的增加。
[0016]作为优选的技术方案：
[0017]如上所述的一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法，解聚剂与促进剂的质量比为3～8:1；解聚剂的相对加入量不宜过小，否则不能在双螺杆挤出机中充分解聚PBAT，最终会导致产物的熔体流动速率过低；解聚剂的相对加入量也不宜过大，否则会导致PBAT解聚过度，熔体流动速率过高，可控性变差。
[0018]如上所述的一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法，润滑剂为硬脂酸钙、单甘脂、芥酸酰胺、环形对苯二甲酸丁二醇酯树脂(其加热至160～240℃时可熔化成似水一样，加入后可显著提高材料的熔体质量流动速率)和乙撑双硬脂酰胺中的一种以上。
[0019]如上所述的一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法，原料还包含增刚剂，增刚剂为PLA(聚乳酸)、PPC(聚碳酸亚丙酯)、超细滑石粉、超细云母粉和纳米蒙脱土中的一种
以上，超细滑石粉的平均粒径为5000目以上，超细云母粉的平均粒径为3000目以上；PBAT虽然韧性好，可生物降解，但是质感软，所以本专利技术加入增刚剂对其进行增刚处理，提高其制品的舒适性，PBAT较PLA和PPC软，所以可以通过硬质的PLA和PPC对PBAT进行增刚处理，超细滑石粉、超细云母粉或纳米蒙脱土属于片层结构，对于高分子材料有增刚作用，此外，本专利技术选用PLA作为增刚剂时，不仅可以对PBAT进行增刚，还不会影响PBAT自身的降解性(PLA的降解包括吸水、酯键的断裂、可溶性齐聚物的扩散和碎片的分解，其中酯键的断裂与PBAT类似)。
[0020]如上所述的一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法，其特征在于，将包含PBAT、解聚剂、促进剂和润滑剂的原料从双螺杆机挤出机中熔融挤出制得PBAT基可生物降解熔喷材料；PBAT的熔体质量流动速率为3～10g/10min；解聚剂为质量比为9:1的碳酸钠与水的混合物和/或质量比为9:1的氢氧化钠与水的混合物，促进剂为活化纳米氧化锌；或者，解聚剂为丙三醇、乙二醇和丁二醇中的一种以上，促进剂为醋酸锌；或者，解聚剂为醇类物质和碱性物质的混合物，醇类物质的含量高于碱性物质，醇类物质为丙三醇、乙二醇和丁二醇中的一种以上，碱性物质为质量比为9:1的碳酸钠与水的混合物和/或质量比为9:1的氢氧化钠与水的混合物，促进剂为醋酸锌；PBAT基可生物降解熔喷材料的熔体质量流动速率为1000～1500g/10min。2.根据权利要求1所述的一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法，其特征在于，解聚剂与促进剂的质量比为3～8:1。3.根据权利要求1所述的一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法，其特征在于，润滑剂为硬脂酸钙、单甘脂、芥酸酰胺、环形对苯二甲酸丁二醇酯树脂和乙撑双硬脂酰胺中的一种以上。4.根据权利要求1所述的一种PBAT基可生物降解熔喷材料的制备方法，其特征在于，原料还包含增刚剂，增刚剂为PLA、PPC、超细滑石粉、超细云母粉和纳米蒙脱土中的一种以上，超细滑石粉的平均粒径为5000目以上，超细云母粉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，李平，刘世军，
申请(专利权)人：康辉新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：