一种高阻隔抗菌的生物降解材料及其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开一种高阻隔抗菌的生物降解材料及其制备方法及应用，包括以下原料：第一生物降解树脂、第二生物降解树脂、抗菌精油和抗氧剂；本发明专利技术将各原料加入双螺杆微纳层叠片材挤出装置制备出含原位疏水纤维的全生物降解片层材料，通过调节挤出过程中的牵引速度和挤出温度，在基体材料中原位形成阻隔性能优异的第二生物降解疏水纤维，长而细的微纤在第一生物降解基体材料中构筑疏水纤维阻隔墙，一方面降低了第一生物材料降解水蒸气透过量，另一方面提高了其强度，本发明专利技术获得一种力学性能、阻隔性能和抗菌性能优异的生物降解材料，将该生物降解的片层材料进行吸塑成型，能够制备高阻隔的生物降解塑料保鲜盒/瓶。隔的生物降解塑料保鲜盒/瓶。隔的生物降解塑料保鲜盒/瓶。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻隔抗菌的生物降解材料及其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及生物降解材料
，尤其涉及一种高阻隔抗菌的生物降解材料及其制备方法及应用。

技术介绍

[0003]近年来，生物基与可降解材料被认为是解决塑料废弃物污染问题的有效途径，但是，在性能上，生物降解材料存在功能单一、力学性能差、加工性能差的缺陷，且成型加工困难，材料的耐水性/耐油性、抗压性、产品稳定性等方面均显不足，例如，聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是典型的半结晶聚合物，熔融后可形成分布广泛的小结晶体，具备脂肪族聚合物的柔顺性和芳香族聚合物的刚性，但是其水蒸气阻隔和耐热性能较差，限制了其在阻隔性能有要求的应用领域。又如，聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)的结晶速率慢、结晶度高、热稳定性差、断裂伸长率低以及加工窗口窄，成型加工困难等缺点。目前，多数的阻隔包装多采用三层复合材料制备，对设备和成型工艺要求较高。
[0004]基于上述生物降解材料存在的性能和加工缺陷，极大的限制了生物降解材料在日用塑料领域的应用，因此，本专利技术提出一种高阻隔抗菌的生物降解材料及其制备方法及应用以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种高阻隔抗菌的生物降解材料及其制备方法及应用及其制备方法，该方法采用特定的加工成型工艺，通过材料的匹配和优选，有效的结合了现有的生物降解材料自身的优点，弥补了单一生物降解材料自身性能缺陷，制备了优异的机械性能，抗菌性能的生物降解材料，极大的扩展了其在日用塑料领域的应用。
[0006]为了实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种高阻隔抗菌的生物降解材料，包括以下重量份原料：第一生物降解树脂 70～98份、第二生物降解树脂2～20份、抗菌精油0.5～5份和抗氧剂0.5～5份，所述第一生物降解树脂为基体材料，所述第二生物降解树脂为成纤相。
[0007]进一步改进在于：包括以下重量份原料：第一生物降解树脂85
‑
95 份、第二生物降解树脂5
‑
10份、抗菌精油2.5份和抗氧剂2.5份，所述第一生物降解树脂为基体材料，所述第二生物降解树脂为成纤相。
[0008]进一步改进在于：所述第一生物降解树脂选自聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或两种组合，所述第二生物降解树脂选自链长为C3
‑
C14的聚羟基脂肪酸脂、聚羟基乙酸、聚乳酸、二氧化碳共聚物中的一种或多种组合。
[0009]进一步改进在于：所述聚羟基脂肪酸脂选自聚
‑
β
‑
羟基丁酸酯、聚
‑
β
‑
羟基戊酸酯、聚
‑
β
‑
羟基丁酸/戊酸共聚酯、聚
‑
β
‑
羟基己酸酯、聚
ꢀ‑
β
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羟基丁酯/β
‑
羟基戊酸酯共聚酯、聚羟基丁酸已酸共聚酯中的一种或多种组合。
[0010]进一步改进在于：所述二氧化碳共聚物选自二氧化碳
‑
环氧丙烷共聚物、二氧化
碳
‑
环氧乙烷共聚物、二氧化碳
‑
环氧己烷共聚物中的一种或多种组合。
[0011]进一步改进在于：所述抗菌精油选自茶树精油、肉桂精油、香茅精油、百里香精油、紫苏精油、丁香精油、牛至精油中的一种或多种组合，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代酯类、亚磷酸酯类中的一种或两种组合。
[0012]一种高阻隔抗菌的生物降解材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]步骤一：先根据实际制备需要通过称量装置按以下重量份原料称取第一生物降解树脂80～98份、第二生物降解树脂2～20份、抗菌精油0.5～5份和抗氧剂0.5～5份，并分别放入不同的存储容器中备用；
[0014]步骤二：将称取的第一生物降解树脂、第二生物降解树脂、抗菌精油和抗氧剂加入高速搅拌机中混合均匀；
[0015]步骤三：将混合料加入聚合物双螺杆微纳层叠片材挤出装置，并控制加热温度在165
‑
180℃，挤出牵引速度为50
‑
200r/min，制得含原位疏水纤维的生物降解片层材料。
[0016]进一步改进在于：所述步骤三中，所述聚合物双螺杆微纳层叠片材挤出装置由双螺杆挤出机、汇流器、层分配叠加器、片层口模和牵引装置组成。
[0017]一种高阻隔抗菌的生物降解材料的应用，所述含原位疏水纤维的生物降解片层材料用于吸塑成型的盒以及瓶类包装材料。
[0018]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过对全生物降解材料的匹配和优，以第一生物降解树脂为基体材料，以第二生物降解树脂为成纤相，有效的结合生物降解材料自身的优点，弥补了单一生物降解材料自身性能缺陷。抗菌精油的添加一方面提升生物降解材料界面间的润滑作用，另一方面赋予了材料抗菌性能。在制备过程中，通过调节双螺杆微纳层叠片材挤出装置的牵引速度和挤出温度，在基体材料中原位形成阻隔性能优异的第二生物降解疏水纤维，长而细的微纤在第一生物降解基体材料中构筑疏水纤维阻隔墙，一方面降低了第一生物材料降解水蒸气透过量，另一方面提高了其强度。本专利技术获得一种力学性能、阻隔性能和抗菌性能优异的生物降解材料，将该生物降解的片层材料进行吸塑成型，能够制备高阻隔的生物降解塑料保鲜盒/瓶，扩大了生物降解材料在日用塑料高阻隔包装领域的应用。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术实施例一制备出的材料纤维结构图；
[0021]图2是本专利技术实施例二制备出的材料纤维结构图；
[0022]图3是本专利技术实施例三制备出的材料纤维结构图；
[0023]图4是本专利技术对比例一制备出的材料结构图；
[0024]图5是本专利技术对比例二制备出的材料结构图；
[0025]图6是本专利技术对比例三制备出的材料结构图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]实施例一
[0028]本实施例提供了一种高阻隔抗菌的生物降解材料，包括以下重量份原料：作为基体材料的第一生物降解树脂(聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT))90份、作为成纤相的第二生物降解树脂(聚
‑
β
ꢀ‑
羟基丁酸/戊酸共聚酯(PHBV本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻隔抗菌的生物降解材料，其特征在于：包括以下重量份原料：第一生物降解树脂70～98份、第二生物降解树脂2～20份、抗菌精油0.5～5份和抗氧剂0.5～5份，所述第一生物降解树脂为基体材料，所述第二生物降解树脂为成纤相。2.根据权利要求1所述的一种高阻隔抗菌的生物降解材料，其特征在于：包括以下重量份原料：第一生物降解树脂85
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95份、第二生物降解树脂5
‑
10份、抗菌精油2.5份和抗氧剂2.5份，所述第一生物降解树脂为基体材料，所述第二生物降解树脂为成纤相。3.根据权利要求1所述的一种高阻隔抗菌的生物降解材料，其特征在于：所述第一生物降解树脂选自聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或两种组合，所述第二生物降解树脂选自链长为C3
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C14的聚羟基脂肪酸脂、聚羟基乙酸、聚乳酸、二氧化碳共聚物中的一种或多种组合。4.根据权利要求2所述的一种高阻隔抗菌的生物降解材料，其特征在于：所述聚羟基脂肪酸脂选自聚
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β
‑
羟基丁酸酯、聚
‑
β
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羟基戊酸酯、聚
‑
β
‑
羟基丁酸/戊酸共聚酯、聚
‑
β
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羟基己酸酯、聚
‑
β
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羟基丁酯/β
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羟基戊酸酯共聚酯、聚羟基丁酸已酸共聚酯中的一种或多种组合。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，杨照，孙静，李剑，单艳茹，王彦文，张黎，庞会霞，秦舒浩，
申请(专利权)人：贵州省材料产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：