一种高形状可塑性的可降解塑料组合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种高形状可塑性的可降解塑料组合物及其制备方法与应用。所述可降解塑料组合物包括以下组分：可降解塑料、有机改性纳米粒子、抗氧剂、加工助剂、润滑剂；所述可降解塑料包含聚乳酸以及聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯中的一种或几种；所述有机改性纳米粒子为经表面接枝偶联剂的纳米粒子，所述有机改性纳米粒子表面接枝偶联剂的含量为2

【技术实现步骤摘要】
一种高形状可塑性的可降解塑料组合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，更具体地，涉及一种高形状可塑性的可降解塑料组合物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]鼻梁条是口罩中的一类附件，主要是起到定型作用，使口罩上沿与鼻梁以及两侧皮肤良好贴合，从而减少佩戴口罩时污染物从鼻梁两侧的空隙漏入。为了起到良好的定型和固定作用，鼻梁条需要有较好的形状可塑性和一定的模量。目前市面上鼻梁条主要有铁塑鼻梁条、金属鼻梁条和全塑鼻梁条。铁塑鼻梁条通常是用塑料包覆镀锌铁丝制成，金属鼻梁条一般采用扁平铝条，这两类鼻梁条的使用对废弃口罩的回收利用造成了不便，在使用中还存在一定划伤皮肤的安全风险，因此人们提出了采用全塑鼻梁条替代铁塑鼻梁条、金属鼻梁条的方案。现有技术公开了多种全塑鼻梁条方案。例如，一种口罩全塑鼻梁条聚烯烃改性材料、一种无机填充聚烯烃材料等，这些全塑鼻梁条均主要采用聚烯烃作为主要成分。
[0003]随着人们防护意识的提高以及应对流行病和空气污染的需求，一次性口罩的使用量逐年提高，而以聚烯烃材料为主要成分的口罩难以降解消化，给生态环境带来了严重的影响。使用可生物降解材料制备的口罩，在填埋或堆肥处理后可以分解为水和二氧化碳等小分子，减少对环境的污染。虽然现有技术已有可降解塑料，但目前这些可降解材料无法实现鼻梁条所需要的韧性和形状可塑性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有良好韧性的高形状可塑性的可降解塑料组合物。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提供上述可降解塑料组合物的制备方法。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供上述可降解塑料组合物的应用。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种高形状可塑性的可降解塑料组合物，包括以下按重量份计算的组分：
[0009][0010][0011]所述可降解塑料包含按质量百分数计算以下组分：聚乳酸60
‑
95％，余量为聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯中的一种或几种；
[0012]所述有机改性纳米粒子为经表面接枝偶联剂的纳米粒子，所述有机改性纳米粒子表面接枝偶联剂的含量为所述有机改性纳米粒子的2
‑
10wt.％。
[0013]本专利技术通过将其它可降解塑料与聚乳酸(PLA)进行复合，其它可降解塑料可以与
聚乳酸形成两相共混结构，表面接枝偶联剂的纳米粒子将主要分布在两相界面上以降低整个体系的表面能，同时所述有机改性纳米粒子的引入也会增强两相界面相互作用，起到增强和增韧作用，并且在后期成型过程中，在PLA结晶温度区间进行牵伸处理时，所述有机改性纳米粒子可以提供异相成核位点，有助于形成具有取向结构的纤维晶，可以进一步增加所述可降解塑料组合物的耐弯折性能和形状可塑性。
[0014]优选地，本专利技术所述高形状可塑性的可降解塑料组合物包括以下按重量份计算的组分：
[0015][0016]优选地，所述有机改性纳米粒子表面接枝偶联剂的含量为所述有机改性纳米粒子的3
‑
8wt.％。
[0017]优选地，所述聚乳酸按照ISO 1133.1
‑
2011试标准，在190℃/2.16kg条件下的熔体流动速率为3
‑
20g/10min。
[0018]本专利技术所述可降解塑料所用的聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯的熔体流动速率不高于所用聚乳酸的熔体流动速率。
[0019]优选地，所述聚乳酸的聚合度范围为2000
‑
5000。
[0020]所述纳米粒子的表面经酞酸酯偶联剂或硅烷偶联剂接枝改性，以增强其在可降解塑料中的分散性以及二者的界面强度。
[0021]本专利技术所述偶联剂为酞酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
[0022]所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧基硅烷、环氧硅烷、异氰酸酯基硅烷、烷基硅烷、乙烯基硅烷中的一种或几种。
[0023]所述酞酸酯偶联剂选自三硬脂酸钛酸异丙酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或几种。
[0024]所述纳米粒子选自纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米硅藻土、纳米蒙拓土中的一种或几种。优选地，所述纳米粒子为纳米硅藻土。
[0025]所述纳米粒子的粒径(D
50
，即累计粒度分布百分数为50％时所对应的直径)范围为10～500nm。
[0026]本专利技术所述加工助剂为含氟加工助剂。进一步地，所述含氟加工助剂为聚氧化乙烯和偏二氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物，例如美国3M公司的FX5912、FX5920、FX5922。
[0027]本专利技术所述助润滑剂为羟基硬脂酸钙、羟基硬脂酸锌、EVA蜡中的一种或几种。
[0028]本专利技术所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
[0029]本专利技术还保护所述可降解塑料组合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将各组分混合均匀，加入双螺杆挤出机，经过熔融塑化、挤出、冷却造粒，得到所述可降解塑料组合物。
[0030]所述有机改性纳米粒子的制备方法：将纳米粒子预热至100～150℃，保持2～4小时以除去表面吸附水，然后加入带有(气流)搅拌装置的改性室，将偶联剂加入适量溶剂中稀释，经加热后用高压喷雾装置喷入改性室中，在高速搅拌状态下使偶联剂与纳米粒子充分混合碰撞，使颗粒表面充分均匀包覆偶联剂，将改性后的纳米粒子送入气流粉碎装置或高速粉碎装置再次粉碎，避免团聚，然后在80℃下烘干，除去溶剂，即得到有机改性纳米粒子。
[0031]进一步地，所述双螺杆挤出机为高剪切双螺杆挤出机，所述高剪切双螺杆挤出机提供的最大剪切速率不低于8000s
‑1。采用高剪切双螺杆挤出机，有利于有机改性纳米粒子分散，进一步增强可降解塑料组合物的韧性和形状可塑性。
[0032]本专利技术还保护一种可降解塑料制品，所述可降解塑料制品由上述可降解塑料组合物制备而成。
[0033]本专利技术还保护上述可降解塑料组合物在制备鼻梁条中的应用。
[0034]具体地，一种可生物降解鼻梁条的制备方法，包括以下步骤：将上述可降解塑料组合物投入单螺杆挤出机，从口模挤出料条，待料条的温度降低到60
‑
80℃时，对料条进行牵伸处理，得到可生物降解鼻梁条。
[0035]本专利技术所述制备方法对从口模挤出的料条进行冷却(例如水冷)，在料条尚未完全冷却时(60
‑
80℃)，对料条进行牵伸处理。在刚过完冷却水时，料条中的基体树脂结晶尚未完全，但已经形成大量结晶，此时进行牵伸，在拉伸诱导作用下，晶片将沿拉伸方向取向，这些取向的晶片是最终产品在常温状态下具有良好形状可塑性的结构基础。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高形状可塑性的可降解塑料组合物，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：所述可降解塑料包含按质量百分数计算的以下组分：聚乳酸60～95％，余量为聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯中的一种或几种；所述有机改性纳米粒子为经表面接枝偶联剂的纳米粒子，所述有机改性纳米粒子表面接枝偶联剂的含量为所述有机改性纳米粒子的2
‑
10wt.％。2.根据权利要求1所述的可降解塑料组合物，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：3.根据权利要求1所述的可降解塑料组合物，其特征在于，所述有机改性纳米粒子表面接枝偶联剂的含量为所述有机改性纳米粒子的3
‑
8wt.％。4.根据权利要求1所述的可降解塑料组合物，其特征在于，所述聚乳酸按照ISO 1133.1
‑
2011测试标准，在190℃/2.16kg条件下的熔体流动速率为3
‑
20g/10min。5.根据权利要求1或4所述的可降解塑料组合物，其特征在于，所述聚乳酸的聚合度范围为2000
‑
5000。6.根据权利要求1所述的可降解塑料组合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁明，陈平绪，叶南飚，周敏，李成，丁超，
申请(专利权)人：广东金发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：