一种用于吹膜的生物降解树脂及其制备方法技术

本申请属于生物降解材料领域，具体涉及一种用于吹膜的生物降解树脂及其制备方法。原料包括：增塑处理的淀粉55

【技术实现步骤摘要】
一种用于吹膜的生物降解树脂及其制备方法


[0001]本申请属于生物降解材料领域，具体涉及一种用于吹膜的生物降解树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国“禁塑令”实施一年来，整体进展缓慢，其中最主要的原因是当前用于制备降解材料的生物降解树脂（PBAT、PLA等）价格高、性能单一。同时，高性价比的淀粉基塑料因淀粉固有特性导致其机械和阻隔性能差也是我国全降解生物塑料制品发展滞后的重要原因。当前，采用淀粉和PBAT共混熔融挤出技术是制备降解材料产品、降低其成本并推广应用的重要途径。然而，由于淀粉预处理、多体系相容以及共挤出关键技术参数匮乏，降解材料中淀粉的添加量不高（普遍低于30%），加之PBAT强度较低，也限制淀粉基降解材料的应用范围。如何制备应用性能优良的高淀粉含量的生物树脂并用于淀粉膜吹制十分迫切。
[0003]中国专利CN 113881196 A公开一种纳米复合材料改性PBAT生物降解塑料及其制备方法，其采用的是在组分中添加的纳米复合材料对基体链段的有效限制，使得复合可降解塑料的吸水率和水扩散系数降低，热稳定性能提高；采用的纳米复合材料由热塑性淀粉，钛酸纳米管，邻苯二甲酸酐，甘油按照质量比5:1 .5～2 .5:0 .5～1 .5:1 .5～2 .5的比例组成。中国专利CN 106832801 A公开了一种木质素改性PBAT生物降解塑料的制备方法，通过将聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯、木质素真空干燥后加入扩链剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、热稳定剂，进行充分混合；挤出造粒；吹膜。但是两者采用的原料多且成分复杂，同时淀粉含量少。

技术实现思路

[0004]随着淀粉含量的增加，淀粉
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PBAT膜的力学和阻隔性能变差，通过引入PVA作为增强相制备淀粉膜可显著增大淀粉膜强度。然而淀粉、PBAT和PVA三相挤出过程中，容易出现相分离问题导致产品表面粗糙、应用指标较差的问题。本专利技术通过对淀粉、PBAT和PVA分别进行预增塑处理，设计多级温度控制参数体系，可实现高淀粉含量生物树脂的制备，所吹制的淀粉膜性能优良，可以代替聚乙烯膜袋用于各行业应用。
[0005]本申请的方案如下：一种用于吹膜的生物降解树脂，包括以下重量份原料：预增塑处理的淀粉55
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70份、预增塑处理PVA10
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25份、PBAT20
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30份；所述的预增塑处理PVA的制备方法为：以PVA为基准，加热至80
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120℃；称取30
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60%的甘油，按照10
‑
20mL/min的滴加速度加入到高速搅拌的PVA体系中，保持此反复滴加操作至甘油完全加入。
[0006]优选地，所述的预增塑处理的淀粉的制备方法为：以淀粉为基准，称取1
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4%的乳化剂和3
‑
6%的纳米增强剂，低速搅拌均匀；称取20
‑
50%的甘油缓慢加入上述混合物中，待甘油全部加入后，高速搅拌10
‑
20min；
优选地，所述的乳化剂为单硬脂酸甘油酯；所述的纳米增强剂为：纳米氧化锌、纳米二氧化硅、有机改性蒙脱土中的一种或多种混合。
[0007]进一步地，预增塑处理PVA的过程中，甘油加入时，应每滴加10min，应暂停保持高速搅拌10min。
[0008]上述用于吹膜的生物降解树脂的制备方法，包括以下步骤：（1）将预增塑处理的淀粉、预增塑处理PVA、PBAT高速混合均匀；（2）挤压造粒，得到高淀粉含量生物树脂。
[0009]本专利技术的另一目的，保护一种生物基复合膜的生产方法，原料包括上述用于吹膜的生物降解树脂。
[0010]本专利技术的另一目的，保护上述生产方法制备的生物基复合膜。
[0011]上述生物基复合膜的应用，用于制备生物降解购物袋、垃圾袋、地膜中的应用。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例3制备的用于吹膜的生物降解树脂；图2为本专利技术实施例3制备的生物降解树脂制成的膜。
[0013]本专利技术的有益效果：目前，淀粉基膜的拉伸强度约为2
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5MPa，断裂伸长率约为50
‑
100%，无法满足生产生活应用要求。淀粉
‑
PBAT复合膜的力学性能明显提升，断裂伸长率可达300%以上，然而PBAT韧性有余而强度不足，只有当PBAT含量≥80%时，淀粉
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PBAT复合膜拉伸强度才可达到约10MPa，但是PBAT价格昂贵（约20000元/吨），不利于全降解生物塑料制品的推广应用。利用本专利提出方法制备的高淀粉含量生物树脂进行挤出吹制，可实现具有良好的力学性能（拉伸强度≥10MPa；断裂伸长率≥300%）的高淀粉含量（≥55%）生物复合膜的制备。
[0014]具体实施方式：下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，本专利技术的保护范围包括但不限于以下实施例，在不偏离本申请的精神和范围的前提下任何对本专利技术的技术方案的细节和形式所做出的修改均落入本专利技术的保护范围内。
[0015]实施例1一种用于吹膜的生物降解树脂的制备方法，包括以下步骤
①
原料预处理以淀粉为基准，准确称取1%的乳化剂单硬脂酸甘油酯和3%的纳米增强剂（纳米氧化锌）置于高速混合机中，低速搅拌均匀。称取50%的甘油缓慢加入上述混合物中，待甘油全部加入后，高速搅拌20min。
[0016]以PVA为基准，称取一定量于带有加热功能的高速混合机中，将PVA加热至80℃。准确称取30%的甘油，按照20mL/min的滴加速度加入到高速搅拌的PVA体系中，每滴加10min，应暂停保持高速搅拌10min，保持此反复滴加操作至甘油完全加入。
[0017]将上述预增塑处理的淀粉550g、预增塑处理PVA 250g、PBAT 200g，置于高速混合机中，高速搅拌混匀10min。
[0018]②
挤压造粒
将上述混匀的物料加入到双螺杆挤出造粒机中，造粒机的多级分区温度保持在100
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150℃。挤出条状物快速冷却后经切粒机制成粒状物料。
[0019]实施例2一种用于吹膜的生物降解树脂的制备方法，包括以下步骤
①
原料预处理以淀粉为基准，准确称取4%的乳化剂单硬脂酸甘油酯和6%的纳米增强剂（纳米氧化锌、纳米二氧化硅质量比2:4）置于高速混合机中，低速搅拌均匀。称取20%的甘油缓慢加入上述混合物中，待甘油全部加入后，高速搅拌10min。
[0020]以PVA为基准，称取一定量于带有加热功能的高速混合机中，将PVA加热至120℃。准确称取60%的甘油，按照10mL/min的滴加速度加入到高速搅拌的PVA体系中，每滴加10min，应暂停保持高速搅拌10min，保持此反复滴加操作至甘油完全加入。
[0021]将上述预增塑处理的淀粉700g、预增塑处理PV本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于吹膜的生物降解树脂，其特征在于，包括以下重量份原料：预增塑处理的淀粉55
‑
70份、预增塑处理PVA10
‑
25份、PBAT20
‑
30份；所述的预增塑处理PVA的制备方法为：以PVA为基准，加热至80
‑
120℃；称取30
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60%的甘油，按照10
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20mL/min的滴加速度加入到高速搅拌的PVA体系中，保持此反复滴加操作至甘油完全加入。2.根据权利要求1所述的用于吹膜的生物降解树脂，其特征在于，所述的预增塑处理的淀粉的制备方法为：以淀粉为基准，称取1
‑
4%的乳化剂和3
‑
6%的纳米增强剂，低速搅拌均匀；称取20
‑
50%的甘油缓慢加入上述混合物中，待甘油全部加入后，高速搅拌10<...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔波，高伟，刘鹏飞，于滨，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：