一种聚乙醇酸组合物、由其制备的薄壁注塑餐盒制造技术

本发明专利技术公开了一种聚乙醇酸组合物、由其制备的制品及其制备方法。所述聚乙醇酸组合物，其包括以下质量份的组分：100份聚乙醇酸PGA；5

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙醇酸组合物、由其制备的薄壁注塑餐盒


[0001]本专利技术涉及降解材料
更具体地，涉及一种聚乙醇酸组合物、由其制备的制品(如薄壁注塑餐盒)及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乙醇酸(PGA)是一种单元碳数最少、具有可完全分解的酯结构、降解速度最快的脂肪族聚酯类高分子材料，是世界公认保护地球环境和生命的材料。PGA作为材料在使用一定时间后逐渐降解，并最终变成对人体、动植物和自然环境无害的水和二氧化碳。PGA由于具有良好的生物相容性、易水解性、高气体阻隔性、机械特性优异而引起了广泛的关注和研究。
[0003]PGA树脂具有很好的机械强度和机械模量，但是韧性不佳，结晶速度慢，耐热性差，存在PGA在玻璃化转变温度以上的温度下仍处于软化状态的现象。目前，PGA制品的制备是通过模内热处理的方法来提高PGA的结晶度，从而随之提高制品的耐热性，但是由于结晶速度缓慢，因而造成了PGA制品成型周期长、循环性差、生产效率低下等问题。
[0004]为了解决上述PGA制品的性能及加工问题，本专利技术提出了一种聚乙醇酸组合物，及使用该组合物制备的制品及其制备方法。

技术实现思路

[0005]PGA熔体粘度大、熔点高、高温下对水和氧较敏感、易降解、加工温度区间窄等问题，造成PGA的热成型加工较困难。另外，PGA的结晶速度慢，现有技术中的PGA制品是通过模内热处理的方法来提高PGA的结晶度，从而来提高制品的耐热性。
[0006]本专利技术的一个目的在于提供一种聚乙醇酸组合物。由根据本专利技术的聚乙醇酸组合物制备的制品，无需进行额外的模内热处理，也具有较好的耐温性和强度。由该聚乙醇酸组合物制成的0.4
‑
0.8mm厚度的薄壁制品能够耐受95℃以下的热水。
[0007]本专利技术的一个目的在于提供一种使用根据本专利技术所述的聚乙醇酸组合物制备的制品。
[0008]本专利技术的另一个目的在于提供所述制品的制备方法。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0010]根据一个方面，本专利技术提供了一种聚乙醇酸组合物，包括以下质量份的组分：
[0011]100份的聚乙醇酸PGA；
[0012]5‑
25份的复配材料；
[0013]2‑
20份的填充增强剂；
[0014]0.5
‑
6份，优选1.5
‑
5份的成核剂；和
[0015]1‑
10份，优选4至10份的耐温调节剂，
[0016]所述成核剂由质量比为0.3
‑
3∶0.1
‑
1∶0.1
‑
1的纳米二氧化硅、苯甲酸钠和乙撑双硬脂酰胺为原料制备而成，
[0017]所述耐温调节剂由质量比为7
‑
10∶0.7
‑
1∶0.1
‑
0.2的蒙脱石、磷酸二氢铝和表面活性剂为原料制备而成。
[0018]优选地，所述聚乙醇酸PGA的结晶度为60
‑
80％，熔点在220
‑
240℃，数均分子量80000
‑
125000。
[0019]优选地，所述复配材料为选自PBAT(聚对苯二甲酸
‑
己二酸丁二醇酯)、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PLA(聚乳酸)和PHA(聚羟基脂肪酸酯)中的一种或多种的混合物。
[0020]优选地，所述填充增强剂为选自碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉、高岭土、硅灰石、沸石粉和硅藻土中的一种或多种的混合物，粒径为10
‑
15μm。
[0021]优选地，所述成核剂通过如下方法制备：
[0022]将纳米二氧化硅和乙撑双硬脂酰胺混合均匀，得混合粉体；
[0023]将苯甲酸钠与水按1∶5
‑
10的质量比制成水溶液；
[0024]将混合粉体加入到苯甲酸钠水溶液中，在50
‑
80℃温度条件下下搅拌得到浆液；
[0025]将浆液烘干、粉碎、过400目筛，得到成核剂。
[0026]优选地，所述耐温调节剂通过如下步骤制备：
[0027]将蒙脱石在700
‑
800℃下煅烧1
‑
2小时，自然冷却，过400目筛，得到煅烧蒙脱石粉；
[0028]将磷酸二氢铝加入去离子水中，搅拌均匀，制成质量分数为5
‑
10％的水溶液；
[0029]向磷酸二氢铝水溶液中加入表面活性剂，在1000
‑
3000rpm下搅拌得到活化磷酸二氢铝水溶液；
[0030]将煅烧蒙脱石粉加入到活化磷酸二氢铝水溶液中，先在50
‑
70℃温度搅拌2
‑
4h，再在80
‑
95℃温度下搅拌，直至水干，得耐温泥；
[0031]将耐温泥置于80
‑
95℃鼓风烘箱中烘干，然后粉碎、过400目筛，得到耐温调节剂。
[0032]优选地，所述表面活性剂为选自单硬脂酸甘油酯、单月桂酸甘油酯和单油酸甘油酯中的一种或多种的混合物。
[0033]根据另一个方面，本专利技术提供了一种由所述聚乙醇酸组合物制备的制品。
[0034]优选地，所述制品为注塑餐盒。
[0035]优选地，所述注塑餐盒的壁厚0.4
‑
0.8mm。
[0036]根据又一方面，本专利技术提供了所述制品的制备方法，其包括如下步骤：
[0037]将PGA、所述复配材料、所述填充增强剂、成核剂和耐温调节剂混合得到PGA注塑预混料；
[0038]将PGA注塑预混料在220
‑
275℃下进行造粒，得到PGA薄壁注塑改性料；和
[0039]将PGA薄壁注塑改性料进行薄壁注塑，注塑温度250
‑
260℃，注塑压力250Mpa，注塑速度10
‑
20mm/s、冷却时间10至30s。
[0040]本专利技术通过对可降解的聚合物进行复配增韧和填充增强，以及加入特定的成核剂和耐温调节剂，使得由此组合物制得的制品即使在薄壁的情况下，也具有较好的强度和耐温性能。
[0041]特别是，使用本专利技术所述的组合物制备的薄壁餐盒可代替现有的聚烯烃一次性餐盒，工艺简单，可批量化生产，绿色环保，符合国家解决一次性塑料白色污染的环境要求。
具体实施方式
[0042]为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0043]实施例1
[0044]聚乙醇酸组合物，包括以下质量份的各组分：100份聚乙醇酸PGA、5份PBAT、2份碳酸钙、5份成核剂和10份耐温调节剂。
[0045]其中，聚乙醇酸PGA结晶度为60％，熔点为220℃，数均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙醇酸组合物，其包括以下质量份的组分：100份的聚乙醇酸PGA；5
‑
25份的复配材料；2
‑
20份的填充增强剂；0.5
‑
6份，优选1.5
‑
5份的成核剂；和1
‑
15份，优选4至10份的耐温调节剂，所述成核剂由质量比为0.3
‑
3∶0.1
‑
1∶0.1
‑
1的纳米二氧化硅、苯甲酸钠和乙撑双硬脂酰胺为原料制备而成，所述耐温调节剂由质量比为7
‑
10∶0.7
‑
1∶0.1
‑
0.2的蒙脱石、磷酸二氢铝和表面活性剂为原料制备而成。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚乙醇酸的结晶度为60
‑
80％，熔点为220
‑
240℃，数均分子量80000
‑
125000。3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述复配材料为选自聚对苯二甲酸
‑
己二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸和聚羟基脂肪酸酯中的一种或多种的混合物；所述填充增强剂为选自碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉、高岭土、硅灰石、沸石粉和硅藻土中的一种或多种的混合物，粒径为10
‑
15μm。4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述成核剂通过如下方法制备：将纳米二氧化硅和乙撑双硬脂酰胺混合均匀，得混合粉体；将苯甲酸钠与水按1∶5
‑
10的质量比制成水溶液；将混合粉体加入到苯甲酸钠水溶液中，在50
‑
80℃温度条件下搅拌得...

【专利技术属性】
技术研发人员：温亮，闫国春，尹甜，甄志超，季君晖，张子建，蒋志魁，黄丹，王格侠，官民强，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：