一种可生物降解材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解材料及其制备方法，属于可降解材料领域。本发明专利技术所述可生物降解材料通过聚乳酸和柔性的可生物降解聚酯进行搭配，可在不引入非降解材料的情况下具有良好的力学强度，非常适用于制备可生物降解边封袋，同时该产品有效解决了现有边封袋产品出现的延时边封失效现象，所制备的可生物降解边封袋的延时边封强度可达到初始边封强度的70％以上。本发明专利技术还公开了所述可生物降解材料的制备方法及其制备的可生物降解边封袋，所述可生物降解边封袋边封性能好，可降解性高，规模生产性价比高，完全可以替代现有同类型市售产品。产品。

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及可降解材料领域，具体涉及一种可生物降解材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]可边封袋具有边封线比传统热封边缘美观，制袋效率高，边角料少的特点，在服装、茶饮、快递物流等多个领域被广泛应用于包装，然而现有的边封袋材料主体是PE等传统的烯烃类塑料，而这些传统的石油基塑料不具备生物降解特性，随着包装边封袋的使用量越来越大，且这些边封袋多为一次性使用，以快递边封袋为例，其一般使用后则丢弃，且表面会有面单，胶，油墨等多种成分，回收难度大，若不及时处理容易造成生态污染问题。另一方面，人们开始研究可生物降解的专用边封袋专用材料，不仅具有可生物降解性，同时具有优异的边封性能。然而现有边封袋领域的常规工艺工序依次是先吹膜成卷，放置仓库，间隔一周左右再进行切袋。这些可生物降解材料往往在吹膜后自然放置一段时间再切袋时会出现边封发脆的问题，即延时边封失效现象，严重影响了该材料及制备产品的使用和推广。
[0003]CN105416797A公开了一种降解快递袋的三层吹膜的加工工艺，该工艺以PLA、PBAT或者PBS为原料直接添加色母和增粘剂，或者添加填充物进行改性以提高其可降解性，但该方案主要针对制备工艺研究，且其中添加的增粘剂EAA乙烯
‑
丙烯酸共聚物为非降解材料，依然容易残留微塑料，无法解决污染环境的问题，同时该技术方案中也并未探讨所述产品是否出现延时边封失效现象。
[0004]CN110091564A公开了一种边封袋材料及其制备方法，该技术方案通过三层吹膜方式并通过设计材料外层为PLA，内层为PBAT的复合结构以达到理想性能，然而该复合结构的内外层选用聚氨酯粘胶剂进行连接，该粘胶剂并非生物降解材料。同时，该方案也同样未针对产品的延时边封失效现象提供解决方案。

技术实现思路

[0005]基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种可生物降解材料，该产品通过聚乳酸和柔性的可生物降解聚酯进行搭配，可在不引入非降解材料的情况下具有良好的力学强度，非常适用于制备可生物降解边封袋，同时该产品有效解决了延时失效现象，延时强度高。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种可生物降解材料，包括以下重量份的组分：
[0008]可生物降解聚酯60～90份、聚乳酸2～20份、填充料2～30份；
[0009]所述聚乳酸中D
‑
乳酸摩尔含量为3～15％，根据ISO 1133
‑
2011在190℃，2.16kg负荷下的熔融指数为1～30g/10min；所述填充料的粒径D50≤5μm。
[0010]所述聚乳酸为聚左旋L
‑
乳酸/聚右旋D
‑
乳酸共聚物，所述聚乳酸中D
‑
乳酸摩尔含量根据以下测试方式测得：
[0011]聚乳酸样品在压力容器中通过在150℃下与甲醇进行酯交换降解，并用气相色谱
法进行分析，其中聚乳酸中D
‑
乳酸的含量由L
‑
和D
‑
乳酸甲酯的峰面积之和与D
‑
乳酸甲酯的峰面积之比计算得出，具体公式如下：
[0012][0013]对于每次GC运行，样品溶液的D
‑
乳酸含量按以下方法计算：
[0014]A
DML
：D
‑
乳酸甲酯峰面积；
[0015]A
LML
：L
‑
乳酸甲酯峰面积；
[0016]从得到的单值D
‑
乳酸含量计算样品溶液的平均D
‑
乳酸含量。报告PLA样品中D
‑
乳酸的含量，作为从PLA样品制备的所有样品溶液中发现的D
‑
乳酸含量的平均值。
[0017]根据DIN EN 13432的定义，一般而言，一种材料中至少有90％质量含量的部分可生物降解，该材料即被称为可生物降解材料，所述降解可通过酶促、水解或氧化途径，和/或通过暴露于电磁辐射如紫外辐射而发生，最常通过暴露于微生物如细菌、酵母、真菌和藻类而引起。而为了达到所述要求，现有领域中多会采用一些常见的可生物降解材料，例如聚乳酸、已二酸对苯二甲酸丁二醇酯等进行搭配，然而这些材料本身强度不高且相容性差异性较大，在不引入额外功能强化助剂的前提下，产品若用作边封袋其边封性能不佳，同时也可能会出现延时边封失效现象。在此基础下，本专利技术所述可生物降解材料的组分中以可生物降解聚酯为主体，搭配D
‑
乳酸摩尔含量≥3％且熔融指数适中的聚乳酸以及适当的填充料，不仅可实现良好的生物降解性，同时其展现出来的力学强度较高，而在自然放置后所述产品由于各组分相容性高、稳定性强，延时失效现象明显改善，作为边封袋进行测试时，自然放置数日后的边封强度依然可保持在一个可观的范围。
[0018]一般而言，聚乳酸(PLA)为聚左旋L
‑
乳酸(PLLA)、聚右旋D
‑
乳酸(PDLA)、外消旋聚乳酸(PDLLA)和非旋光性聚乳酸(M
‑
PLA)中的至少一种，而现有可降解材料中的聚乳酸中多以PLLA、PDLA或其PLLA/PDLA共聚物为主，皆因其具有理想的力学强度及可降解性，而专利技术人经过实验发现，当聚乳酸中的D
‑
乳酸含量较低时，此时与可生物降解聚酯结合时连续性不佳，相容性较差，不仅影响到力学性能，还会使制备的产品自然放置时，体系中的缺陷逐渐增多，导致产品容易出现显著的延时失效现象，但其含量过高时，也会出现相容性问题，而聚乳酸本身的流动性过低或过高也会直接影响产品加工时的性能以及加工后连续相的稳定性，当聚乳酸中D
‑
乳酸摩尔含量为3～15％，且熔融指数为1～30g/10min范围内时，聚乳酸与可生物降解聚酯的相容性高，产品体系的连续相稳定性高，因此可兼顾产品的可降解性，力学强度以及延时强度性能。
[0019]另一方面，在可生物降解材料中引入填充料可以有效提升其力学强度，但由于该组分在产品加工阶段难以熔融至体系当中，与可生物降解聚酯及聚乳酸存在必然的相容性差异，此时若填充料的颗粒较大，则会直接造成产品的相连续性变差，宏观表现出的使用强度削弱，同时还会进一步降低产品体系的稳定性，使其出现延时失效现象，因此专利技术人经过试验发现，只有限定填充料的粒径D50≤5μm，产品才能保障预期的技术效果。
[0020]优选地，可生物降解材料，包括以下重量份的组分：
[0021]可生物降解聚酯80～90份、聚乳酸3～8份、填充料2～15份。
[0022]经专利技术人测试发现，在此优选范围内产品的综合性能更好，填料使用量更少。
[0023]优选地，所述聚乳酸中D
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乳酸摩尔含量为9～12％，根据ISO 1133
‑
2011在190℃，
2.16kg负荷下的熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：可生物降解聚酯60～90份、聚乳酸2～20份、填充料2～30份；所述聚乳酸中D
‑
乳酸摩尔含量为3～15％，在190℃，2.16kg负荷下的熔融指数为1～30g/10min；所述填充料的粒径D50≤5μm。2.如权利要求1所述的可生物降解材料，其特征在于，所述聚乳酸中D
‑
乳酸摩尔含量为9～12％，在190℃，2.16kg负荷下的熔融指数为3～10g/10min。3.如权利要求1所述的可生物降解材料，其特征在于，所述可生物降解聚酯包括聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯、聚癸二酸对苯二甲酸丁二醇酯、聚羟基烷酸酯、聚已内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚已二酸丁二酸丁二醇酯中的至少一种；优选地，所述可生物降解聚酯为聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯、聚癸二酸对苯二甲酸丁二醇酯、聚已二酸丁二酸丁二醇酯中的至少一种。4.如权利要求1所述的可生物降解材料，其特征在于，所述填充料为有机填料、无机填料中的至少一种；优选地，所述填充料为有机填料。5.如权利要求1所述的可生物降解材料，其特征在于，所述可生物降解材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈业中，陈平绪，叶南飚，曾祥斌，焦建，麦开锦，董学腾，杨晖，熊凯，李岩，
申请(专利权)人：珠海金发生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：