一种可降解PBAT改性材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种可降解PBAT改性材料及其制备方法，所述改性材料其原料质量份组成包括：PBAT树脂60～80份，淀粉20～30份，酚类化合物1～4份，氨基吡咯烷酮类化合物1～4份，塑化剂1～2份，扩链剂0.1～0.3份。本发明专利技术通过对淀粉进行晶型控制，使淀粉从双螺旋结构解体转变为V8型淀粉，并通过对V8型淀粉改性微交联，增强其耐热性与刚性，得到高阻氧可降解PBAT改性材料。由该改性材料通过吹塑形成的薄膜，相比于常规淀粉改性PBAT薄膜，不但阻氧性能大幅度提升，并且加工稳定性较高，加工成型简单，应用范围更广。范围更广。范围更广。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解PBAT改性材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于可降解塑料领域，具体涉及一种可降解PBAT改性材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展，塑料废弃物回收利用难的问题日益严重，截至目前大约710.1亿吨的废塑料排入生态环境。到2030年，微塑料年排放量可能达到2亿吨。这种情况下，相比于传统塑料，降低塑料填埋量，减少微塑料排放是PBAT(聚对苯二甲酸丁二醇
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己二酸丁二醇)等可生物降解塑料最有利的优势，并且生物降解塑料由于其生物降解性，可调节的阻隔性和机械性能，适用于各种包装、医疗、电子和汽车应用，而目前全球环保意识越来越强，鼓励用可生物降解塑料逐步替代石油基塑料的趋势明显，更有利于降低碳足迹，生物可降解塑料未来会在现代社会中发挥越来越重要的作用。
[0003]CN 108929527 A公开一种具高延展性和高阻隔性能的PBAT/改性淀粉全生物降解薄膜，其仅是简单的将淀粉与PBAT复配进行吹膜，薄膜氧气透过率下降10％左右，效果较差。CN114539730A公开一种高阻氧的可降解薄膜制备方法，将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯进行溶液溶解后沉积复合成膜，并且添加少量的改性石墨烯，其氧气阻隔效果相比PBAT纯料薄膜提升了两个数量级，但加工步骤困难，量产成本过高，实际应用的价值较低。CN115302934A所述双层抑菌膜是以淀粉作为胶粘剂，在PLA/PBAT基材上涂敷海藻酸钠，海藻酸钠的涂敷形成的氧气阻隔效果较好，但加工困难成本过高。CN115139596A制备了一种高透明醋酸纤维素生物降解复合膜，同样是流延体系，中层复配聚氨酯胶粘剂，下层使用PBAT+淀粉改性，其不是整体可降解体系薄膜，阻隔性能大部分由聚氨酯，醋酸纤维素以醋酸纤维素添加的聚苯乙烯提供，没有实际的应用价值。CN113845621A提供一种高淀粉含量全生物降解膜制备方案，使用马来酸酐接枝缩水甘油酯充当相容剂，使体系中可提高淀粉含量，但薄膜性能与普通塑化淀粉填充膜类似，模量降低氧气阻隔性不足。
[0004]因此，开发一种新型低成本的可降解阻氧体系是十分有必要的。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种可降解PBAT改性材料，配方中将PBAT树脂与淀粉复配，并与酚类化合物、氨基吡咯烷酮类化合物配合使用，同时引入扩链剂，将配方中各原料混合后经挤出机造粒等常规操作制得的改性颗粒，可以有效提高其阻氧性能。
[0006]此外，作为优选方案，本专利技术还同时提供一种可降解PBAT改性材料的制备方法，首先通过酚类化合物、氨基吡咯烷酮类化合物对淀粉进行晶型控制，使淀粉从双螺旋结构解体转变为V8型淀粉，结构更加致密，并通过引入扩链剂对V8型淀粉改性微交联，增强其耐热性与刚性，得到同时具有高阻氧可降解性能的PBAT改性材料。由该改性材料通过吹塑形成的薄膜，相比于常规淀粉改性PBAT薄膜，不但阻氧性能大幅度提升，并且加工稳定性较高，加工成型简单，应用范围更广。
[0007]为达到以上技术效果，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一方面，本专利技术提供一种可降解PBAT改性材料，其原料质量份组成包括：
[0009]PBAT树脂60～80份，优选66～70份；
[0010]淀粉20～30份，优选27～30份；
[0011]酚类化合物1～4份，优选1～1.5份；
[0012]氨基吡咯烷酮类化合物1～4份，优选1～1.5份；
[0013]塑化剂1～2份，优选1.5～2份；
[0014]扩链剂0.1～0.3份，优选0.1～0.15份。
[0015]在本专利技术的优选实施方案中，所述PBAT树脂的重均分子量为60000～200000，优选为130000～180000。
[0016]所述淀粉为玉米淀粉、豆类淀粉、米淀粉，优选为玉米淀粉，更优选为直链淀粉含量在40～60％之间的玉米淀粉。
[0017]在本专利技术的优选实施方案中，所述酚类化合物的分子量小于300；
[0018]优选地，所述酚类化合物为苯酚及其同系物、萘酚及其同系物中的一种或多种，更优选为苯酚、1
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萘酚中的一种或多种，进一步优选为1
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萘酚。
[0019]在本专利技术的优选实施方案中，所述氨基吡咯烷酮类化合物与酚类具有较好的相容性，所述氨基吡咯烷酮类化合物为氨丙基吡咯烷酮、氨乙基吡咯烷酮中的一种或多种，优选为氨丙基吡咯烷酮。
[0020]在本专利技术的优选实施方案中，所述塑化剂为C3～C22的醇类化合物中的一种或多种，优选为丙三醇、丁二醇、山嵛醇等中的一种或多种，更优选为丙三醇、丁二醇中的一种或多种。
[0021]在本专利技术的优选实施方案中，所述扩链剂为缩水甘油酯类聚合物中的一种或多种，优选为丙烯酸缩水甘油酯类聚合物中的一种或多种，更优选为ADR4468、X
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U993中的一种或多种。
[0022]再一方面，本专利技术还提供了上述可降解PBAT改性材料的制备方法，通过本专利技术所述可降解PBAT改性材料配方由常规方法即可制得改性颗粒，其方法之一是将原料充分搅拌混合均匀，经挤出机造粒得到可降解PBAT改性材料颗粒；
[0023]然后所述可降解PBAT改性材料颗粒制成薄膜。
[0024]本专利技术所述PBAT改性工艺为现有技术已公开方法，对其具体制备步骤及参数不做特别限定，技术人员可以基于现有技术，根据需要采用任意可实现方法制备的得到。
[0025]在本专利技术的优选实施方案中，一种可降解PBAT改性材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026]1)将淀粉、酚类化合物、氨基吡咯烷酮类化合物、塑化剂用高混机混合均匀，静置，然后由侧喂料口进入双螺杆挤出机；
[0027]2)将PBAT树脂、扩链剂用低混机混合均匀，由主喂料口进入双螺杆挤出机，挤出后经水冷、造粒，得到可降解PBAT改性材料。
[0028]本专利技术中，步骤1)所述高混机混合过程，搅拌转速为800～1000r/min；
[0029]混合后所述静置，时间为1～10h，优选为3～5h。
[0030]本专利技术中，步骤2)所述低混机混合过程，搅拌转速为10～20r/min。
[0031]本专利技术中，步骤1)、2)所述双螺杆挤出机的加热区分为14个区，温度设定为140～170℃；
[0032]优选地，其中第1～5区温度设置为130～140℃，可有效将物料熔融；第6～8区为塑化混炼段，温度设置为150～160℃，第9～14区为计量段，温度设置为160～170℃；
[0033]优选地，步骤1)中所述侧喂料口设置在第六区，混合后物料由第六区进入双螺杆挤出机；
[0034]优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400r/min，较低的剪切强度和低温有助于淀粉的分散和V8型结晶的形成。
[0035]本专利技术中，所述高阻氧可降解PBAT改性材料加入单螺杆吹膜机中挤出成型，制得PB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解PBAT改性材料，其特征在于，原料质量份组成包括：PBAT树脂60～80份，优选66～70份；淀粉20～30份，优选27～30份；酚类化合物1～4份，优选1～1.5份；氨基吡咯烷酮类化合物1～4份，优选1～1.5份；塑化剂1～2份，优选1.5～2份；扩链剂0.1～0.3份，优选0.1～0.15份。2.根据权利要求1所述的可降解PBAT改性材料，其特征在于，所述PBAT树脂的重均分子量为60000～200000，优选为130000～180000；和/或所述淀粉为玉米淀粉、豆类淀粉、米淀粉，优选为玉米淀粉，更优选为直链淀粉含量在40～60％之间的玉米淀粉。3.根据权利要求1或2所述的可降解PBAT改性材料，其特征在于，所述酚类化合物的分子量小于300；优选地，所述酚类化合物为苯酚及其同系物、萘酚及其同系物中的一种或多种，更优选为苯酚、1
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萘酚中的一种或多种，进一步优选为1
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萘酚；和/或所述氨基吡咯烷酮类化合物为氨丙基吡咯烷酮、氨乙基吡咯烷酮中的一种或多种，优选为氨丙基吡咯烷酮。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的可降解PBAT改性材料，其特征在于，所述塑化剂为C3～C22的醇类化合物中的一种或多种，优选为丙三醇、丁二醇、山嵛醇中的一种或多种，更优选为丙三醇、丁二醇中的一种或多种；和/或所述扩链剂为缩水甘油酯类聚合物中的一种或多种，优选为丙烯酸缩水甘油酯类聚合物中的一种或多种，更优选为ADR4468、X
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U993中的一种或多种。5.根据权利要求1
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4任一项所述的可降解PBAT改性材料，其特征在于，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：李熠宇，李保印，詹佐民，王倩倩，黄建，
申请(专利权)人：万华化学宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：