一种全生物降解材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种全生物降解材料，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT50～70份、热塑性淀粉母粒10～40份、淀粉10～40份、增塑剂1～5份、抗氧剂0.1～1份、扩链剂0.1～2份和润滑剂0.1～2份。本发明专利技术通过热塑性淀粉母粒与淀粉复配填充，能够在保证淀粉含量较高的情况下使淀粉塑化完全，并保证材料的使用性能；在扩链剂的作用下，淀粉中的羟基与PBAT中的端羧基、羟基发生反应，生成接枝或嵌段共聚物，从而大大提高淀粉与PBAT的相容性，进一步增加了淀粉的填充量，同时保证了材料的使用性能。同时保证了材料的使用性能。

【技术实现步骤摘要】
一种全生物降解材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及全生物降解材料
，尤其涉及一种全生物降解材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前市场主流生物降解塑料如聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及聚乳酸(PLA)普遍存在价格昂贵的缺陷，严重影响其推广使用。
[0003]植物淀粉是一种天然可降解高分子，在微生物的作用下淀粉大分子可链断裂为葡萄糖等小分子，最终代谢为二氧化碳和水。淀粉作为可再生的自然资源，价廉易得，作为填料与生物降解树脂如PLA和PBAT共混后成型得到一次性塑料包装制品，既能降低产品成本，还能提高生物降解材料的降解性能，并且在加工使用过程中无毒无害，因此淀粉填充生物降解材料是很有竞争力、极具发展前景的品种。然而淀粉是一种强极性的结晶性物质，分子内与分子间存在大量氢键，一般条件下热塑性差，且与生物降解聚酯相容性很差，限制了其应用。
[0004]为解决上述问题，国内外许多科研工作者进行了相关研究，目前主流技术手段是通过向淀粉中添加水、甘油、山梨醇等小分子增塑剂将淀粉热塑化，再与生物降解树脂共混使用，如专利CN112940256A记载了一种适用于薄膜的物理改性淀粉、全生物复合材料的技术，该物理改性技术配方如下：高直链淀粉70～90％，甘油3～7％，单甘脂3～7％，硬脂酸2～7％，环氧大豆油1～6％，硫酸钙1～6％，将上述所有原料在80～120℃混合10～15min，得到物理改性淀粉，再将该物理改性淀粉20～30％比例与生物降解聚酯共混挤出造粒得到薄膜用复合材料，该技术虽然具有淀粉改性工艺简单的优势，但淀粉填充量不超过30％，不具有成本优势。因此，如何在保证材料使用性能的基础上提高淀粉的填充量成为本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种全生物降解材料及其制备方法。本专利技术提供的全生物降解材料在力学性能满足使用要求的基础上淀粉填充量可达到30～45％，大幅度降低了产品的综合成本。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种全生物降解材料，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT50～70份、热塑性淀粉母粒10～40份、淀粉10～40份、增塑剂1～5份、抗氧剂0.1～1份、扩链剂0.1～2份和润滑剂0.1～2份。
[0008]优选地，所述全生物降解材料由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT52～65份、热塑性淀粉母粒20～30份、淀粉15～30份、增塑剂2～4份、抗氧剂0.2～0.5份、扩链剂0.2～1份和润滑剂0.2～1份。
[0009]优选地，所述PBAT的熔融指数为2～5g/10min。
[0010]优选地，所述热塑性淀粉母粒为市售热塑性淀粉母粒或自制热塑性淀粉母粒。
[0011]优选地，所述自制热塑性淀粉母粒由包括以下质量份数的原料制备得到：玉米淀粉70～80份、甘油10～30份、柠檬酸0.1～2份和润滑剂0.5～1.5份。
[0012]优选地，所述淀粉为玉米淀粉和/或木薯淀粉。
[0013]优选地，所述增塑剂为丙三醇、山梨醇液和环氧大豆油中的至少一种。
[0014]优选地，所述扩链剂为含两个以上官能团环氧类或异氰酸酯类化合物。
[0015]优选地，所述润滑剂为PE蜡、液体石蜡、硬脂酸酰胺和芥酸酰胺中的至少一种。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述全生物降解材料的制备方法，包括如下步骤：
[0017](1)将PBAT、热塑性淀粉母粒、淀粉、增塑剂、抗氧剂、扩链剂和润滑剂混合，得到混合物料；
[0018](2)将所述步骤(1)得到的混合物料依次进行挤出、风冷和造粒，得到全生物降解颗粒；
[0019](3)将所述步骤(2)得到的全生物降解颗粒进行吹塑成膜，得到全生物降解材料。
[0020]本专利技术提供了一种全生物降解材料，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT50～70份、热塑性淀粉母粒10～40份、淀粉10～40份、增塑剂1～5份、抗氧剂0.1～1份、扩链剂0.1～2份和润滑剂0.1～2份。本专利技术通过热塑性淀粉母粒与淀粉复配填充，能够在保证淀粉含量较高的情况下使淀粉塑化完全，并保证材料的使用性能；在扩链剂的作用下，淀粉中的羟基与PBAT中的端羧基、羟基发生反应，生成接枝或嵌段共聚物，从而大大提高淀粉与PBAT的相容性，进一步增加了淀粉的填充量，同时保证了材料的使用性能。实验结果表明，本专利技术提供的全生物降解材料的横向拉伸强度为21.8～23.2MPa，纵向拉伸强度为22.7～25.8MPa，横向断裂伸长率为402～486％，纵向断裂伸长率为324～378％，淀粉的填充量为30～45wt％。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供了一种全生物降解材料，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT50～70份、热塑性淀粉母粒10～40份、淀粉10～40份、增塑剂1～5份、抗氧剂0.1～1份、扩链剂0.1～2份和润滑剂0.1～2份。
[0022]以质量份数计，制备本专利技术所述全生物降解材料的原料包括PBAT50～70份，优选为52～65份，更优选为56～61份。在本专利技术中，所述PBAT的熔融指数优选为2～5g/10min；所述PBAT优选为蓝山屯河801T。本专利技术对所述PBTA的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述PBTA作为基体材料，能够赋予材料可降解性。
[0023]以PBAT的质量份数为50～70份计，制备本专利技术所述全生物降解材料的原料还包括热塑性淀粉母粒10～40份，优选为20～30份，更优选为25份。在本专利技术中，所述热塑性淀粉母粒优选为市售热塑性淀粉母粒或自制热塑性淀粉母粒。在本专利技术中，所述热塑性淀粉母粒能够提高材料中淀粉的填充量，并保证材料的使用性能。
[0024]在本专利技术中，所述市售热塑性淀粉母粒中的淀粉含量优选为75～80wt％。
[0025]在本专利技术中，所述自制热塑性淀粉母粒优选由包括以下质量份数的原料制备得到：玉米淀粉70～80份、甘油10～30份、柠檬酸0.1～2份和润滑剂0.5～1.5份。
[0026]以质量份数计，制备本专利技术所述自制热塑性淀粉母粒的原料优选包括玉米淀粉70
～80份，更优选为70～75份。本专利技术对所述玉米淀粉的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
[0027]以玉米淀粉的质量份数为70～80份计，制备本专利技术所述自制热塑性淀粉母粒的原料优选还包括甘油10～30份，更优选为20～25份。本专利技术对所述甘油的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述甘油为增塑剂，能够提高自制热塑性淀粉母粒的加工性能，进一步提高淀粉的塑化。
[0028]以玉米淀粉的质量份数为70～80份计，制备本专利技术所述自制热塑性淀粉母粒的原料优选还包括柠檬酸0.1～2份，更优选为0.2～0.3份。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全生物降解材料，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT50～70份、热塑性淀粉母粒10～40份、淀粉10～40份、增塑剂1～5份、抗氧剂0.1～1份、扩链剂0.1～2份和润滑剂0.1～2份。2.根据权利要求1所述的全生物降解材料，其特征在于，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT 52～65份、热塑性淀粉母粒20～30份、淀粉15～30份、增塑剂2～4份、抗氧剂0.2～0.5份、扩链剂0.2～1份和润滑剂0.2～1份。3.根据权利要求1或2所述的全生物降解材料，其特征在于，所述PBAT的熔融指数为2～5g/10min。4.根据权利要求1或2所述的全生物降解材料，其特征在于，所述热塑性淀粉母粒为市售热塑性淀粉母粒或自制热塑性淀粉母粒。5.根据权利要求4所述的全生物降解材料，其特征在于，所述自制热塑性淀粉母粒由包括以下质量份数的原料制备得到：玉米淀粉70～80份、甘油10～30份、柠...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂征，丁建萍，于培静，
申请(专利权)人：新疆蓝山屯河科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：