本发明专利技术涉及生物降解材料技术领域，具体是涉及一种高填充淀粉改性PBAT膜及制备方法。该膜由以下成分按照质量百分比配制：预处理的改性淀粉40％‑50％，PBAT30％‑50％，PLA6％‑8％，滑石粉1％‑4％，相容剂0.1％‑0.3％，润滑剂0.1％‑0.2％，抗氧剂0.1％‑0.3％。本发明专利技术通过对淀粉的处理，对生产工艺的改善等方法，在不大幅度影响材料基础性能，保证材料实用性的基础上，提高淀粉的填充率，以达到降低成本，提高市场竞争力的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物降解材料，具体是涉及一种高填充淀粉改性pbat膜及制备方法。
技术介绍
1、聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(pbat)是对苯二甲酸、己二酸和1，4-丁二醇的三元共聚酯，属完全生物降解塑料，符合减少白色污染，创建绿色生态的发展理念，是一种拥有广泛前景且未完全开发的材料。由于pbat含有柔性的脂肪链和刚性的芳香键，因而具有高韧性和耐高温性，常被用于包装材料。
2、淀粉是高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合而成的一种天然生物降解材料。其基本构成单位为α-d-吡喃葡萄糖，分子式为(c6h10o5)n，富含羟基，有直链和支链两种结构。淀粉种类繁多、来源丰富、价格便宜，是一种理想的改性材料。
3、聚乳酸(pla)是主流可降解塑料产品之一。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合而成的聚合物，目前是全球范围内产业化最成熟、产量最大、应用最广泛的生物可降解塑料。由于其高强度、高模量的特性，常常被少量加入到pbat来提高材料的刚性。
4、在“限塑令”风口下，全生物降解的pbat以其较好的机械性能与耐热性能，成为替代市面上规模最大的聚乙烯的热门材料。但由于制造成本、材料性能等因素，在薄膜领域，pbat通常与淀粉、pla等材料共混熔融使用，以满足实际需求，现有常见方案如下：
5、将pbat、淀粉、pla等生物降解材料和扩链剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂等助剂通过高速混合机混合均匀，并在混合时加入增塑剂。
6、将共混物通过双螺杆挤出机在一定温度与压力下熔融挤出，过程中抽真空排出体系内水分。
7、将挤出条状物以一定倍数拉伸、冷却、造粒。
8、将粒子通过吹膜机以一定温度、速度吹膜，吹膜过程同样分为熔融输送和吹胀冷却两个步骤。
9、1、由于淀粉的葡萄糖聚合结构，分子内有很强的氢键，使得其热塑性很差，当添加量提高时需要更完善的塑化处理方法。
10、2、由于淀粉的高结晶度，使得其容易成团，在高混机混合时不易与其他物质混合均匀。
11、3、当淀粉的加入量提高后，多羟基特征使得其与pbat的相容性变差。
12、4、为了解决上述问题，向共混物中加入的相容剂、塑化剂等助剂可能会在吹膜时析出，造成膜面出现小晶点、不光滑、有析出物等问题，影响膜的正常使用。
13、5、当淀粉加入量提高后，未塑化或者塑化不良的淀粉会在吹膜时团聚，导致膜面出现大晶点、膜面粗糙、薄厚不均、成型困难等问题。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术主要针对以上问题，提出了一种高填充淀粉改性pbat膜及制备方法，其目的是解决pbat共混淀粉膜制备过程中存在的力学性能下降、薄膜成形困难、膜面不均匀等问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种高填充淀粉改性pbat膜，该膜由以下成分按照质量百分比配制：
5、预处理的改性淀粉40％-50％，
6、pbat30％-50％，
7、pla6％-8％，
8、滑石粉1％-4％，
9、相容剂0.1％-0.3％，
10、润滑剂0.1％-0.2％，
11、抗氧剂0.1％-0.3％。
12、进一步地，所述的预处理的改性淀粉是经过乙酰化的玉米淀粉。
13、进一步地，所述的玉米淀粉是聚合度为700的高直链玉米淀粉。
14、进一步地，所述预处理的改性淀粉的制备方法如下：
15、选取聚合度为700的高直链玉米淀粉，溶于50℃的温水中，并搅拌形成淀粉胶体，在淀粉胶体中加入质量分数1％的冰醋酸与质量分数0.5％的顺丁烯二酸酐作为酰化试剂，采用分子筛做活性位点，混合均匀后在50℃恒温条件下进行反应，对高直链玉米淀粉中的羟基进行乙酰基取代，反应时间4-10小时，经过过滤、干燥、破碎得到预处理的改性淀粉。
16、为实现上述目的，本专利技术第二方面提供了一种高填充淀粉改性pbat膜的制备方法，包括以下步骤：
17、a.选取聚合度为700的高直链玉米淀粉，溶于50℃的温水中，并搅拌形成淀粉胶体,在淀粉胶体中加入冰醋酸与顺丁烯二酸酐作为酰化试剂，采用分子筛做活性位点，混合均匀后在50℃恒温条件下进行反应，对高直链玉米淀粉中的羟基进行乙酰基取代，反应时间4-10小时，经过过滤、干燥、破碎得到预处理的改性淀粉；随着反应时间的增加，取代的羟基数量随之增加，乙酰基越多，淀粉的可加工性越强，但物理性能随之减弱。
18、b.将所述的预处理的改性淀粉、pbat、pla、滑石粉、相容剂、润滑剂、抗氧剂按照指定的质量百分比混合均匀；
19、c.使用双螺杆挤出机将混合物在指定的温度和压力下熔融并挤出，得到熔融挤出物；
20、d.将熔融挤出物通过传送带进行拉伸，冷却，造粒；
21、e.将造粒后的熔融挤出物投入吹膜机，控制温度和速度进行吹膜，通过调整模头进风量来调整膜厚，收卷得到高填充淀粉改性pbat膜。
22、进一步地，在步骤a中，冰醋酸和顺丁烯二酸酐的加入质量分数分别为1％和0.5％。
23、进一步地，在步骤b中，将占总质量40％-50％的改性淀粉与以下物质一同投入到高速混合机中：占总质量30％-50％的pbat(作为全生物降解膜的基本材料，提供韧性与延展性)；占总质量6％-8％的pla(用来提高材料的强度，使得吹膜时更易成形，增加挺度，不易破损)；总质量1％-4％的滑石粉(用以提高吹膜时的流畅度和薄膜表面的光滑程度)；占总质量0.1％-0.3％的相容剂(用以提高淀粉、pbat、pla之间的相容性，防止膜面不均匀，避免拉伸强度与伸长率降低)；占总质量0.1％-0.2％的润滑剂(用以提高薄膜表面的光滑程度)；占总质量0.1％-0.3％的抗氧剂(用以改善直链淀粉多羟基结构未完全取代造成的易老化的特性，提升材料的存放性能)及其他改善薄膜使用性能的助剂。
24、进一步地，在步骤b中进行混合均匀包括：在室温下以50-100转/分钟的速度预混后，加入占总质量1％-1.5％的液体塑化剂，将转速提升至300-600转/分钟，将物质混合均匀得到混合物。
25、进一步地，在步骤c中，挤出温度为135-150℃，挤出压力为1.2-2.5mpa，使得挤出熔融物连续，不交联；在步骤d中，熔融挤出物被拉伸6-10倍。
26、进一步地，在步骤e中，吹膜过程的控制温度为140-160℃，以20-35hz速度吹胀冷却。
27、进一步地，通过上述方法得到的薄膜拉伸强度与断裂伸长率变化不大，足以满足使用需求，但原料成本大幅度降低，显著提高经济效益，是一种制作购物袋、包装袋等包材的理想材料。
28、(三)有益效果
29、与现有技术相比，本专利技术提供的一种高填充淀粉改性pbat膜及制备方法，具有如下效果：
30、1、通过预处理淀粉本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种高填充淀粉改性PBAT膜，其特征在于，该膜由以下成分按照质量百分比配制：
2.如权利要求1所述的一种高填充淀粉改性PBAT膜，其特征在于，所述的预处理的改性淀粉是经过乙酰化的玉米淀粉。
3.如权利要求1所述的一种高填充淀粉改性PBAT膜，其特征在于，所述的玉米淀粉是聚合度为700的高直链玉米淀粉。
4.如权利要求1所述的一种高填充淀粉改性PBAT膜，其特征在于，所述预处理的改性淀粉的制备方法如下：
5.一种高填充淀粉改性PBAT膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的高填充淀粉改性PBAT膜的制备方法，其特征在于，在步骤a中，冰醋酸和顺丁烯二酸酐的加入质量分数分别为1％和0.5％。
7.根据权利要求5所述的高填充淀粉改性PBAT膜的制备方法，其特征在于，在步骤b中，将占总质量40％-50％的改性淀粉与以下物质一同投入到高速混合机中：占总质量30％-50％的PBAT；占总质量6％-8％的PLA；总质量1％-4％的滑石粉；占总质量0.1％-0.3％的相容剂；占总质量0.1％-0.2％的润滑剂；占总质量0.1％-0.3％的抗氧剂。
8.根据权利要求7所述的高填充淀粉改性PBAT膜的制备方法，其特征在于，在步骤b中进行混合均匀包括：在室温下以50-100转/分钟的速度预混后，加入占总质量1％-1.5％的液体塑化剂，将转速提升至300-600转/分钟，将物质混合均匀得到混合物。
9.根据权利要求5所述的高填充淀粉改性PBAT膜的制备方法，其特征在于，在步骤c中，挤出温度为135-150℃，挤出压力为1.2-2.5MPa；在步骤d中，熔融挤出物被拉伸6-10倍。
10.根据权利要求5所述的高填充淀粉改性PBAT膜的制备方法，其特征在于，在步骤e中，吹膜过程的控制温度为140-160℃，以20-35HZ速度吹胀冷却。
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【技术特征摘要】
1.一种高填充淀粉改性pbat膜，其特征在于，该膜由以下成分按照质量百分比配制：
2.如权利要求1所述的一种高填充淀粉改性pbat膜，其特征在于，所述的预处理的改性淀粉是经过乙酰化的玉米淀粉。
3.如权利要求1所述的一种高填充淀粉改性pbat膜，其特征在于，所述的玉米淀粉是聚合度为700的高直链玉米淀粉。
4.如权利要求1所述的一种高填充淀粉改性pbat膜，其特征在于，所述预处理的改性淀粉的制备方法如下：
5.一种高填充淀粉改性pbat膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的高填充淀粉改性pbat膜的制备方法，其特征在于，在步骤a中，冰醋酸和顺丁烯二酸酐的加入质量分数分别为1％和0.5％。
7.根据权利要求5所述的高填充淀粉改性pbat膜的制备方法，其特征在于，在步骤b中，将占总质量40％-50％的改性淀粉与以下物质一同投入到高...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金泉，尚祖明，俞利生，陈雷，
申请(专利权)人：康辉新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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