生物降解材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物降解材料及其制備方法。一種生物降解材料，按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分：聚己二酸?對(duì)苯二甲酸丁二酯50份～75份；聚碳酸亞丙酯25份～50份；無機(jī)填料2份～8份；增塑劑1份～5份；及成核劑0.5份～1份；其中，所述無機(jī)填料選自蒙脫土、滑石粉、云母及納米Al2O3中的至少一種。上述生物降解材料能有效的阻隔水蒸氣。
【專利說明】
生物降解材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種生物降解材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的薄膜主要采用聚乙締為原材料，但是聚乙締屬于不可降解材料，使用丟棄 后無法生物降解從而會(huì)造成白色污染。在環(huán)境問題日益嚴(yán)重的今天，不可降解材料不是未 來發(fā)展趨勢(shì)。環(huán)境友好的生物可降解材料將是解決白色污染的首選，是未來發(fā)展的重點(diǎn)材 料。
[0003] 聚己二酸-對(duì)苯二甲酸下二醋(PBAT)是一種生物可降解材料，其最終的分解產(chǎn)物 是水和二氧化碳。此外，PBAT還具有優(yōu)異的耐撕裂性能和沖擊性能，是生產(chǎn)高性能膜材料的 首選材料。WPBAT作為原材料生產(chǎn)的薄膜，不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能，還具有完全生物降解 性能，不會(huì)造成環(huán)境污染。
[0004] 但是，WPBAT作為原材料生產(chǎn)的薄膜水蒸氣透過量高，無法滿足食品醫(yī)藥、電子產(chǎn) 品等的包裝要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要提供一種能有效的阻隔水蒸氣的生物降解材料及其制備方法。
[0006] 一種牛物隆條材魁，巧雷畳份掛計(jì)，甸巧W下紐A，
[0007]
[000引其中，所述無機(jī)填料選自蒙脫±、滑石粉、云母及納米Ah化中的至少一種。
[0009] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述聚碳酸亞丙醋為采用封端劑進(jìn)行封端處理的聚碳酸亞 丙醋。
[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述封端劑為馬來酸酢。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的無機(jī)填料為700~5000目。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，其中無機(jī)填料為采用有機(jī)改性劑改性處理后的蒙脫±、滑 石粉、云母及納米Ah化中的至少一種。
[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)改性劑選自硅烷偶聯(lián)劑、對(duì)（乙締基苯)=甲基氯 化錠、漠化十二烷基=甲基錠、十八烷基=甲基漠化錠中的至少一種。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述增塑劑選自乙酷化巧樣酸正下醋、山梨醇、已二酸二辛 醋及鄰苯二甲酸二辛醋中的至少一種。
[0015] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述成核劑選自N，N'-亞乙基雙硬脂酷胺、癸二酸二苯甲酯 阱、苯基憐酸鋒及多酷胺中的至少一種。
[0016] 上述的生物降解材料的制備方法，包括W下步驟：
[0017] 將各組分采用高速攬拌機(jī)攬拌均勻得到混合料;及
[0018] 將所述混合料采用雙螺桿擠出機(jī)擠出后造粒得到所述生物降解材料。
[0019] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述將所述混合料采用雙螺桿擠出機(jī)擠出的步驟中，所述 雙螺桿擠出機(jī)溫度為120°C~180°C，螺桿轉(zhuǎn)速為150~35化pm，長(zhǎng)徑比為30~40。
[0020] 上述生物降解材料，通過在聚己二酸-對(duì)苯二甲酸下二醋中加入聚碳酸亞丙醋及 無機(jī)填料，無機(jī)填料選自蒙脫±、滑石粉、云母及納米Al2〇3中的至少一種，無機(jī)填料屬于單 斜晶系，具有層片狀分子結(jié)構(gòu)，分布在生物降解材料中可W延長(zhǎng)水蒸氣的通過路徑，聚碳酸 亞丙醋及無機(jī)填料配合可W提高PBAT的阻隔性能，降低生物降解材料的水蒸氣透過率，有 效的阻隔水蒸氣。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面主要結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)生物降解材料及其制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022] -實(shí)施方式的生物降解材料，按重量份數(shù)計(jì)，包括W下組分：
[0023]
[0024] 12345678910 其中，無機(jī)填料選自蒙脫±、滑石粉、云母及納米A12化中的至少一種。 2
[00%] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，聚己二酸-對(duì)苯二甲酸下二醋(PBAT)的烙點(diǎn)為110-130°c， 分子量為10-20萬。優(yōu)選的，PBAT的烙體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFR)為3-5g/10min(19(TC，2160g)。 3 在其中一個(gè)實(shí)施例中，聚碳酸亞丙醋(PPC)的分子量為20-25萬。 4 在其中一個(gè)實(shí)施例中，聚碳酸亞丙醋為采用封端劑進(jìn)行封端處理的聚碳酸亞丙 醋。進(jìn)一步的，封端劑為馬來酸酢。 5 在其中一個(gè)實(shí)施例中，無機(jī)填料的尺寸為700~5000目。 6 在其中一個(gè)實(shí)施例中，無機(jī)填料為經(jīng)過有機(jī)改性劑改性的無機(jī)填料，有機(jī)改性劑 選自硅烷偶聯(lián)劑、對(duì)（乙締基苯)=甲基氯化錠、漠化十二烷基=甲基錠、十八烷基=甲基漠 化錠中的至少一種。 7 在其中一個(gè)實(shí)施例中，無機(jī)填料為采用有機(jī)改性劑改性處理后的蒙脫±、滑石粉、 云母及納米A12化中的至少一種。 8 在其中一個(gè)實(shí)施例中，增塑劑選自乙酷化巧樣酸正下醋、山梨醇、已二酸二辛醋及 鄰苯二甲酸二辛醋中的至少一種。 9 在其中一個(gè)實(shí)施例中，成核劑選自N，N'-亞乙基雙硬脂酷胺化BS)癸二酸二苯甲酯 10 阱、苯基憐酸鋒及多酷胺中的至少一種。
[0034] 上述生物降解材料，通過在聚己二酸-對(duì)苯二甲酸下二醋中加入聚碳酸亞丙醋及 無機(jī)填料，無機(jī)填料選自蒙脫±、滑石粉、云母及納米A1203中的至少一種，無機(jī)填料屬于單 斜晶系，具有層片狀分子結(jié)構(gòu)，分布在樹脂中可W延長(zhǎng)水蒸氣的通過路徑，聚碳酸亞丙醋及 無機(jī)填料配合可W提高PBAT的阻隔性能，降低生物降解材料的水蒸氣透過率，有效的阻隔 水蒸氣。
[0035] 上述生物降解材料的制備方法，包括W下步驟：
[0036] 步驟S110、將各組分采用高速攬拌機(jī)攬拌均勻得到混合料。
[0037] 優(yōu)選的，高速攬拌的轉(zhuǎn)速為700-1300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0038] 步驟S120、將所述混合料采用雙螺桿擠出機(jī)擠出后造粒得到所述生物降解材料。
[0039] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，雙螺桿擠出機(jī)溫度：120°C~180°C，螺桿轉(zhuǎn)速150~35化pm， 長(zhǎng)徑比30~40。
[0040] 上述生物降解材料的制備方法操作簡(jiǎn)單。
[0041 ] -實(shí)施方式的生物降解薄膜，由上述生物降解材料制成。
[0042] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，生物降解薄膜的厚度為0.05~0.085mm。
[0043] 將上述生物降解材料在85°C下干燥3小時(shí)，使用吹膜機(jī)或流延膜機(jī)等可W制備得 到生物降解薄膜。
[0044] 上述生物降解薄膜能有效的阻隔水蒸氣。
[0045] W下，結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0046] W下實(shí)施例中的份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。
[0047] 實(shí)施例1
[004引實(shí)施例1的生物降解材料的組成為：
[0049]
1234 其中，云母為硅烷偶聯(lián)劑改性的云母。 2 將上述各組分使用高速攬拌機(jī)攬拌0.5小時(shí)后采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒得到生 物降解材料。雙螺桿擠出機(jī)溫度：120°C、135°C、155°C、165°C、170°C、175°C、170°C，模頭溫 度170°C，螺桿轉(zhuǎn)速25化pm，長(zhǎng)徑比36。 3 將生物降解材料在85°C下干燥3小時(shí)，使用吹膜機(jī)得到生物降解薄膜。 4 生物降解薄膜的厚度為0.05mm。
[0054] 實(shí)施例2
[0055]實(shí)施例2的生物降解材料的組成為：
[0化6]
[0057]其中，改性蒙脫±為十八烷基=甲基漠化錠改性的蒙脫±。
[005引將上述各組分使用高速攬拌機(jī)攬拌0.5小時(shí)后采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒得到生 物降解材料。雙螺桿擠出機(jī)溫度：120°C、145°C、155°C、165°C、175°C、180°C、175°C，模頭溫 度170 °C，螺桿轉(zhuǎn)速30化pm，長(zhǎng)徑比40。
[0059] 將生物降解材料在85°C下干燥3小時(shí)，使用吹膜機(jī)得到生物降解薄膜。
[0060] 生物降解薄膜的厚度為0.085mm。
[0061] 實(shí)施例3
[0062] 實(shí)施例3的生物降解材料的組成為：
[0063]
[0064] 其中，納米Al2〇3為硅烷偶聯(lián)劑改性的納米Al2〇3。
[0065] 將上述各組分使用高速攬拌機(jī)攬拌0.5小時(shí)后采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒得到生 物降解材料。雙螺桿擠出機(jī)溫度：120°C、145°C、155°C、165°C、170°C、180°C、170°C，模頭溫 度170°C，螺桿轉(zhuǎn)速25化pm，長(zhǎng)徑比40。
[0066] 將生物降解材料在85°C下干燥3小時(shí)，使用吹膜機(jī)得到生物降解薄膜。
[0067] 生物降解薄膜的厚度為0.08mm。
[006引實(shí)施例4
[0069] 違脯例4的牛物隆條材魁的紐成為，
[0070]
[0071 ]其中，滑石粉為硅烷偶聯(lián)劑改性的滑石粉。
[0072]將上述各組分使用高速攬拌機(jī)攬拌0.5小時(shí)后采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒得到生 物降解材料。雙螺桿擠出機(jī)溫度：120°C、145°C、155°C、165°C、170°C、180°C、170°C，模頭溫 度170°C，螺桿轉(zhuǎn)速25化pm，長(zhǎng)徑比40。
[0073] 將生物降解材料在85°C下干燥3小時(shí)，使用吹膜機(jī)得到生物降解薄膜。
[0074] 生物降解薄膜的厚度為0.08mm。
[00對(duì)對(duì)比例
[0076] 將純PBAT在85°C下干燥3小時(shí)，使用吹膜機(jī)得到生物降解薄膜。
[0077] 生物降解薄膜的厚度為0.08mm。
[0078] 對(duì)實(shí)施例1~3及對(duì)比例的生物降解薄膜進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率及水蒸氣透過 量的測(cè)試，結(jié)果見表1。
[0079] 其中，力學(xué)性能采用GB/T1040.3-2006,測(cè)試條件為23°C，50%濕度下，拉伸速率 200mm/min；
[0080] 水蒸氣透過量采用GB1037-88測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
[0081] 表 1
[0082]
[0083] 從表1可W看出，實(shí)施例1~4的生物降解薄膜的拉伸強(qiáng)度相對(duì)于對(duì)比例的純PBAT 薄膜稍有降低，斷裂伸長(zhǎng)率有明顯提高，賦予薄膜優(yōu)異的柔初性，水蒸氣透過率大大降低， 說明本案的生物降解材料能有效阻隔水蒸氣。
[0084] W上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可W進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí) 施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要運(yùn)些技術(shù)特征的組合不存 在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
[0085] W上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進(jìn)，運(yùn)些都屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)W所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生物降解材料，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分： 聚己二酸-對(duì)苯二曱酸丁二酯 50份~75儉； 聚碳酸亞丙酯 25份~50份; 無機(jī)填料 2份~8份； 增塑劑 1份~5份:;及 成核劑 0.5份~丨份； 其中，所述無機(jī)填料選自蒙脫土、滑石粉、云母及納米ai2〇3中的至少一種。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解材料，其特征在于，所述聚碳酸亞丙酯為采用封端劑 進(jìn)行封端處理的聚碳酸亞丙酯。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物降解材料，其特征在于，所述封端劑為馬來酸酐。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解材料，其特征在于，所述的無機(jī)填料為700~5000目。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解材料，其特征在于，其中無機(jī)填料為采用有機(jī)改性劑 改性處理后的蒙脫土、滑石粉、云母及納米Al 2〇3中的至少一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物降解材料，其特征在于，所述有機(jī)改性劑選自硅烷偶聯(lián) 劑、對(duì)（乙烯基苯)三甲基氯化銨、溴化十二烷基三甲基銨、十八烷基三甲基溴化銨中的至少 一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解材料，其特征在于，所述增塑劑選自乙?；瘷幟仕嵴?丁酯、山梨醇、已二酸二辛酯及鄰苯二甲酸二辛酯中的至少一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解材料，其特征在于，所述成核劑選自N，N'_亞乙基雙 硬脂酰胺、癸二酸二苯甲酰肼、苯基磷酸鋅及多酰胺中的至少一種。9. 如權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的生物降解材料的制備方法，包括以下步驟： 將各組分采用高速攪拌機(jī)攪拌均勻得到混合料;及 將所述混合料采用雙螺桿擠出機(jī)擠出后造粒得到所述生物降解材料。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解材料的制備方法，其特征在于，所述將所述混合料 采用雙螺桿擠出機(jī)擠出的步驟中，所述雙螺桿擠出機(jī)溫度為120 °C~180 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為150 ~350rpm，長(zhǎng)徑比為30~40。
【文檔編號(hào)】C08K9/06GK105924908SQ201610420391
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日
【發(fā)明人】熊平
【申請(qǐng)人】深圳王子新材料股份有限公司