一种CaCO3/PBAT高填充母粒及其制备方法和该母粒制备的PBAT薄膜技术

本发明专利技术公开了一种CaCO3/PBAT高填充母粒及其制备方法和该母粒制备的PBAT薄膜。所述CaCO3/PBAT高填充母粒的制备方法包括如下步骤：(1)将普通PBAT粒料进行加热水煮；(2)将水煮PBAT粒料沥干水，鼓风干燥得到干燥后的PBAT粒子；(3)将干燥后的PBAT粒子与碳酸钙粉和普通PBAT粒料混合，通过高混机混合和双螺杆挤出机挤出，得到CaCO3/PBAT高填充母粒。本发明专利技术提供了一种由普通PBAT粒料和CaCO3/PBAT高填充母粒混合、吹膜得到的PBAT薄膜。本发明专利技术简单、纯净、高效，最终达到提高PBAT薄膜力学性能的目的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种CaCO3/PBAT高填充母粒及其制备方法和该母粒制备的PBAT薄膜


[0001]本专利技术涉及生物可降解塑料填充改性，具体是指一种CaCO3/PBAT高填充母粒及其制备方法和利用该母粒制备的PABT薄膜。

技术介绍

[0002]PBAT是己二酸
‑
丁二醇
‑
对苯二甲酸的共聚物，有较好的拉伸强度和断裂伸长率，还具有优异的生物降解性。以其制备的薄膜在包装、农业、林业、医疗卫生等领域都有非常广泛的应用。但直接用纯PBAT制作薄膜不易加工且成本较高，所以经常加入一些填料来改善其加工性能和降低成本。碳酸钙是一种重要的无机填料，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、建材等行业。目前生物可降解塑料行业，经常用碳酸钙填充PBAT。
[0003]由于碳酸钙为亲水性无机盐，表面含有羟基，与塑料亲和性差，填充改性料力学性能不佳。为此需要对碳酸钙进行表面疏水、亲油化改性。常用方法有：1.偶联剂修饰；2.硬脂酸修饰；3.聚合物包覆，即利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等包覆碳酸钙。常用工艺有1.预先修饰，再添加到树脂熔体中；2.直接碳酸钙、树脂、修饰/包覆剂熔融混合，进行原位修饰。
[0004]上述修饰或成本高、或与基体树脂相容性一般、或有小分子残留，或包覆剂本身(如PVP等)不降解，导致用这些方法修饰、填充改性的PBAT缺乏市场竞争力。尤其是，填充料难以用于食品直接接触领域。从理论上讲，与PBAT相容性最好的修饰剂就是PBAT。如果能有PBAT超短链，利用其端羧基修饰碳酸钙表面，则碳酸钙/PBAT填充料无疑具有纯净、力学性能佳的特点。有望用于食品包装。

技术实现思路

[0005]本专利技术的首要目的是提供一种简单、低成本、纯净、高效制备CaCO3/PBAT高填充母粒的方法。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供一种CaCO3/PBAT高填充母粒的方法。
[0007]本专利技术的第三个目的是提供一种利用CaCO3/PBAT高填充母粒制备的PBAT薄膜。
[0008]本专利技术具体采用如下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种用短链PBAT原位修饰钙粉制备CaCO3/PBAT高填充母粒的方法，包括如下步骤：
[0010](1)将普通PBAT粒料在85
‑
98℃的温度下水煮36
‑
72h，在水煮过程中不断搅拌使其受热均匀；
[0011](2)将步骤(1)得到的水煮PBAT粒料沥干水，将其于60
‑
70℃下鼓风干燥12
‑
15h，得到干燥后的PBAT粒子；
[0012](3)将步骤(2)得到的干燥后的PBAT粒子与碳酸钙粉和普通PBAT粒料混合，通过高混机混合和双螺杆挤出机挤出，得到CaCO3/PBAT高填充母粒；其中以干燥后的PBAT粒子与碳酸钙粉和普通PBAT粒料的总质量为100％计，干燥后的PBAT粒子与碳酸钙粉的质量百分
含量为2.5
‑
10％和60
‑
80％。
[0013]本专利技术的技术方案中，普通PBAT树脂粒料通过水煮再熔融挤出后，PBAT分子链水解变短，得到分子量低、熔体流动速率(MFR)超高的PBAT(以下简称短链PBAT)，其分子链两端带有羟基和羧基。本专利技术将水煮干燥过的PBAT粒子加入到碳酸钙粉和普通PBAT的常规配方中，通过高混机和双螺杆挤出机，实现短链PBAT在物料体系中的均匀分散；通过短链PBAT端羧基和钙粉表面的钙离子反应，对碳酸钙粉进行原位修饰，同时短链PBAT与正常PBAT完全相容，最终达到提高CaCO3/PBAT高填充母粒界面作用力暨PBAT薄膜力学性能的目的。本专利技术所述的高填充，是指碳酸钙在CaCO3/PBAT高填充母粒中的质量含量在30％以上，优选60
‑
80％。
[0014]本专利技术中，短链PBAT的含量直接影响钙粉的改性效果和最终薄膜制品的力学性能，应保持在合适范围内。
[0015]作为优选，所述碳酸钙粉的粒径为1000
‑
2000目。
[0016]作为优选，以干燥后的PBAT粒子与钙粉和普通PBAT粒料的总质量为100％计，干燥后的PBAT粒子的质量百分含量为5％。
[0017]作为优选，步骤(1)中水煮PBAT的时间为36
‑
48h，更优选为48h。
[0018]作为优选，步骤(3)中，高混机中的混合条件为：10
‑
15min，80
‑
90℃，800
‑
1000r/min。
[0019]作为优选，步骤(3)中，双螺杆挤出机的挤出条件为：140
‑
170℃，300
‑
400r/min。
[0020]本专利技术所述的普通PBAT，为市场上购得的未经改性处理的PBAT粒料，所述的碳酸钙粉为市售碳酸钙。所述短链PBAT端羧基和碳酸钙粉表面钙离子的反应，是指如下反应：
[0021][0022]该反应无需催化剂，只需一定温度即可进行。
[0023]第二方面，本专利技术提供了根据第一方面所述制备方法制得的CaCO3/PBAT高填充母粒。
[0024]第三方面，本专利技术提供了一种PBAT薄膜，所述PBAT薄膜是由普通PBAT粒料和CaCO3/PBAT高填充母粒按一定质量比混合、吹膜得到。
[0025]作为优选，CaCO3/PBAT高填充母粒和普通PBAT粒料的质量比为1：2
‑
1:1,更优选为1：1.667。
[0026]作为优选，吹膜条件为：吹膜温度140
‑
160℃，螺杆转速：5
‑
10HZ，牵引速度：6
‑
12m/min。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0028](1)本专利技术的短链PBAT，可有效对钙粉表面进行锚定，增强钙粉在体系中的分散性。
[0029](2)本专利技术短链PBAT制备方法简单，钙粉无需用偶联剂修饰，成本更低。
[0030](3)本专利技术的短链PBAT修饰钙粉制备高填充母粒的方法，简单、纯净、高效，不会引入小分子助剂和不降解聚合物包覆剂，特别适用于食品直接或非直接接触PBAT薄膜的生产。
[0031](4)本专利技术通过短链PBAT端羧基和钙粉表面的钙离子反应，对碳酸钙粉进行原位修饰，同时短链PBAT与正常PBAT完全相容，最终达到提高PBAT薄膜力学性能的目的。
附图说明
[0032]图1是短链PBAT端羧基对钙粉表面修饰后的结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分，而不是全部。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]实施例1：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用短链PBAT原位修饰钙粉制备CaCO3/PBAT高填充母粒的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)将普通PBAT粒料在85
‑
98℃的温度下水煮36
‑
72h，在水煮过程中不断搅拌使其受热均匀；(2)将步骤(1)得到的水煮PBAT粒料沥干水，将其于60
‑
70℃下鼓风干燥12
‑
15h，得到干燥后的PBAT粒子；(3)将步骤(2)得到的干燥后的PBAT粒子与碳酸钙粉和普通PBAT粒料混合，通过高混机混合和双螺杆挤出机挤出，得到CaCO3/PBAT高填充母粒；其中以干燥后的PBAT粒子与碳酸钙粉和普通PBAT粒料的总质量为100％计，干燥后的PBAT粒子与碳酸钙粉的质量百分含量为2.5
‑
10％和60
‑
80％。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：以干燥后的PBAT粒子与钙粉和市售的普通PBAT粒料的总质量为100％计，干燥后的PBAT粒子的质量百分含量为5％。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，水煮时间为36
‑
48h。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚大哉，温建波，冯杰，
申请(专利权)人：广西碧欧生态环境材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：