本发明专利技术涉及一种生物可降解材料制品及其生产工艺，本发明专利技术的生物降解材料包括如下组分:PBAT50~60份，PLA15~25份，PPC1~10份，植物纤维1~10份，改性壳聚糖0.5~2份，增容剂0.1~1份，成核剂0.1~1份，改性空心玻璃微珠0.5~5份，有机改性蒙脱土1~3份，无机填料0~10份，光稳定剂0.5~1份。该降解材料以PBAT为主要原料，添加PLA、植物纤维增加力学强度，补入助剂提高界面相容性，产品均匀性好，空心玻璃珠和无机填充物加速材料降解，壳聚糖提供短期抗菌性能。上述材料经多步法熔融共混工艺生产，保证了不同塑料之间良好的相容性，产品具有稳定的特定功能。该降解材料具有优异的力学性能和一定的抗菌性，并能实现快速生物降解等优点，在包装塑料领域具有广阔的应用前景。料领域具有广阔的应用前景。料领域具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种生物可降解材料制品及其生产工艺
[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别涉及一种力学性能优异的生物完全降解的高分子材料及其生产工艺，具体涉及一种采用多种生物降解树脂和助剂复配，多步法熔融共混生产的生物降解材料及其生产工艺，所得高分子材料制得的塑料购物袋等产品具有结实耐用，可快速降解等优点。
技术介绍
[0002]塑料包装产品是人类社会生活中最常见的一类包装制品，出现于各种生活场景，如塑料购物袋、食品包装袋、饮料瓶、一次性餐饮具等等，据统计目前全球年均消耗5000亿个塑料袋，这些袋子绝大多数是以聚乙烯（PE）为原料制得，在自然环境中难以分解且难以回收利用，造成了巨大的环境污染。近年国家和各地政府陆续出台了一系列“限塑令”、“限塑令”等措施，生物降解塑料得到进一步推广应用，使用生物降解塑料制品替代不可降解塑料是目前最为有效治理塑料污染，保护生态环境的途径之一。
[0003]生物降解塑料是指在微生物的作用下能够分解为水、二氧化碳或者甲烷等无毒无害的小分子物质。通常生物降解塑料可分为两大类：1 石油基塑料，如聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚乙醇酸（PGA）、聚碳酸亚丙酯（PPC）等；2 生物基塑料，如聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等。这些材料性质各异，例如PBAT,属于热塑性塑料，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能，但拉伸强度低，容易撕裂，是制造生物降解塑料购物袋的主要原料；PLA与PBAT性质恰好相反，其以乳酸为原料聚合得到，拉伸强度大、透明度高，但韧性差、质地脆，多用于制造吸管、塑料刀叉勺等；PPC，以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成，其具有较好氧气阻隔性能，可用于食品包装作阻隔层，然而PPC无定形的聚集态结构和较低的玻璃化转变温度，导致PPC的热性能、力学性能和尺寸稳定性较差，因此难以单独作为母料加工制造包装产品。
[0004]尽管生物降解塑料对环境友好，但其在包装行业实际应用中也存在一些亟需解决的问题。例如以PBAT为主要原料生产的塑料购物袋，据消费者反映，易刺破、变形，几乎只能使用1~2次，并且价格昂贵。部分塑料袋添加了淀粉，会存在明显的异味，更有企业会降低成本，加入较多无机填料，使得袋子表面有极易脱落的粉尘，无法直接接触食品。实际上，现有的生物降解塑料袋在实验室特定的有氧堆肥条件下一般需要60~180天，才能实现完全降解，在自然条件下则需要1~2年，若是将生物降解塑料当作一次性用具，则与保护环境的初衷背道而驰，因此研究力学性能优异、耐用的、可快速降解、适应市场需求的材料才是关键所在。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种生物可降解材料制品及其生产工艺。本专利技术采用多种生物降解树脂和助剂复配，多步法熔融共混生产的生物降解材料，所得高分子材料制得的塑料购物袋等产品具有结实耐用，强度高，可快速降解等优点。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：本专利技术提供一种生物可降解材料制品，本专利技术的生物降解材料包括如下组分:PBAT50~60份，PLA15~25份，PPC1~10份，植物纤维1~10份，改性壳聚糖0.5~2份，增容剂0.1~1份，成核剂0.1~1份，改性空心玻璃微珠0.5~5份，有机改性蒙脱土1~3份，无机填料0~10份，光稳定剂0.5~1份。
[0007]优选的，所述的PBAT为数均分子量20000~150000的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，所述的PLA为数均分子量30000~250000的聚乳酸，所述的PPC为数均分子量10000~50000的聚碳酸亚丙酯。
[0008]优选的，所述的植物纤维为椰壳纤维、竹粉和稻壳，其质量比为1:1:2。
[0009]优选的，所述的改性壳聚糖为壳聚糖与卤代烃反应制得的季铵化壳聚糖, 其制备方法包括如下步骤：S01，常温下将50~150g壳聚糖、100~200mL甲醇和100~200mL乙醇充分混合均匀，倒入三口烧瓶，加热至40~55℃后恒温反应1~2h,得到a液；S02，向a液加入200~300mLC4H9Br和100~250mLC3H7Br回流反应6~24h，洗涤并真空干燥得到改性壳聚糖。
[0010]优选的，所述的增容剂为乙烯
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丙烯酸甲酯
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甲基丙烯酸缩水甘油酯（EMA
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GMA）和钛酸四丁酯(TBT)，其质量比为1:1。
[0011]优选的，所述的成核剂为癸二酸二苯甲酰肼（TMC300）或者叔丁基杯芳烃（TBC8
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d），更为优选的，所述成核剂为癸二酸二苯甲酰肼。
[0012]优选的，所述的改性空心玻璃微珠由普通空心玻璃微珠经氢氧化钠溶液刻蚀和硅烷偶联剂KH550改性制得，粒径为10~100μm，其制备方法包括如下步骤：S10,称取250~350g空心玻璃微珠于足量NaOH溶液（0.5mol/L）中，在50~60℃恒温、磁力搅拌条件下反应4~6h，反应完成后去离子水洗涤至滤液呈中性，100~120℃真空干燥1~2h，备用；S20，向上述处理后的空心玻璃珠中加入硅烷偶联剂5~8gKH550，置于高速混合机干混，反应0.5~1h，得到改性空心玻璃微珠。
[0013]优选的，所述的无机填充物为微米级碳酸钙和滑石粉，其质量比为1：1。
[0014]优选的，所述的光稳定剂为受阻胺光稳定剂HS
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944。
[0015]可选的，本专利技术提供的生物可降解材料，它的质量组成：PBAT50~60份，PLA15~18份，PPC6~10份，植物纤维1~2份，改性壳聚糖1.5~2份，增容剂0.1~1份，成核剂0.1~1份，改性空心玻璃微珠0.5~1份，有机改性蒙脱土1~3份，无机填料0~2份，光稳定剂0.5~1份。
[0016]可选的，本专利技术提供的生物可降解材料，它的质量组成：PBAT56份，PLA18份，PPC4份，植物纤维8份，改性壳聚糖1份，增容剂0.5份，成核剂0.5份，改性空心玻璃微珠3份，有机改性蒙脱土2份，无机填料7份，光稳定剂0.5份。
[0017]本专利技术还提供一种生物可降解材料的生产工艺，包括以下步骤：S1，一级料制备：S11，取空心玻璃微珠和NaOH溶液（0.5mol/L），50~60℃恒温、磁力搅拌条件下反应4~6h；完成后去离子水洗涤至中性，100~120℃真空干燥1~2h；加入硅烷偶联剂KH550，置于高速混合机反应0.5~1h，得到改性空心玻璃微珠，备用；
S12，采用高速混合机将PBAT和改性空心玻璃微珠干混均匀，然后加入密炼机进行熔融混炼，反应温度180~200℃，转速50~60r/min，反应时间1~2h，得到一级物料；S2，二级料制备：配取一级料、有机改性蒙脱土、植物纤维、PPC和EMA
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GMA，采用多进料口双螺杆挤出机进行熔融密炼，反应温度200~240℃，螺杆转速100~150r/min，一级料、有机改性蒙脱土和植物纤维主口进料，PPC和E本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物可降解材料制品，其特征在于：其原料包括如下组分:PBAT50~60份，PLA15~25份，PPC1~10份，植物纤维1~10份，改性壳聚糖0.5~2份，增容剂0.1~1份，成核剂0.1~1份，改性空心玻璃微珠0.5~5份，有机改性蒙脱土1~3份，无机填料0~10份，光稳定剂0.5~1份。2.根据权利要求1所述的生物可降解材料，其特征在于，所述的PBAT为数均分子量20000~150000的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，所述的PLA为数均分子量30000~250000的聚乳酸，所述的PPC为数均分子量10000~50000的聚碳酸亚丙酯。3.根据权利要求1所述的生物可降解材料，其特征在于，所述的植物纤维为椰壳纤维、竹粉和稻壳，其质量比为1:1:2。4.根据权利要求1所述的生物可降解材料，其特征在于，所述的改性壳聚糖为壳聚糖与卤代烃反应制得的季铵化壳聚糖，其制备方法包括如下步骤：S01，常温下将50~150g壳聚糖、100~200mL甲醇和100~200mL乙醇充分混合均匀，倒入三口烧瓶，加热至40~55℃后恒温反应1~2h,得到a液；S02，向a液加入200~300mLC4H9Br和100~250mLC3H7Br回流反应6~24h，洗涤并真空干燥得到改性壳聚糖。5.根据权利要求1所述的生物可降解材料，其特征在于，所述的增容剂为乙烯
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丙烯酸甲酯
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甲基丙烯酸缩水甘油酯（EMA
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GMA）和钛酸四丁酯(TBT)，其质量比为1:1。6.根据权利要求1所述的生物可降解材料，其特征在于，所述的成核剂为癸二酸二苯甲酰肼（TMC300）或者叔丁基杯芳烃（TBC8
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d）；优选的，所述成核剂为癸二酸二苯甲酰肼。7.根据权利要求1所述的生物可降解材料，其特征在于，所述的改性空心玻璃微珠由普通空心玻璃微珠经氢氧化钠溶液刻蚀和硅烷偶联剂KH550改性制得，粒径为10~100μm，其制备方法包括如下步骤：S10,称取250~350g空心玻璃微珠于足量NaOH溶液（0.5mol/L）中，在50~60℃恒温、磁力搅拌条件下反应4~6h，反应完成后去离子水洗涤至滤液呈中性，100~120℃真空干燥1~2h，备用；S20，向上述处理后的空心玻璃珠中加入硅烷偶联剂5~8...
【专利技术属性】
技术研发人员：高越骅，濮俊杰，
申请(专利权)人：浙江俊骅新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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