一种含有pbat的组合物及其制备方法和pbat保鲜膜的制作方法

一种含有pbat的组合物及其制备方法和pbat保鲜膜的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含有PBAT的组合物及其制备方法和PBAT保鲜膜。该含有PBAT的组合物含有PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂；以组合物的总重量为基准，PBAT的含量为73-95重量%，改性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量%，相容剂的含量为2-3重量%，抗氧剂的含量为0.1-2重量%，润滑剂的含量为0.1-2重量%。通过在PBAT中添加改性纳米碳酸钙，使制备的材料在吹塑成膜后的强度得到了较大的提高，同时因改性纳米碳酸钙的使用，也降低了成本，提高了性价比，制备出了一种性价比高、加工性能良好、开口性良好的含有PBAT的材料及基于该材料生产的保鲜膜。
【专利说明】一种含有PBAT的组合物及其制备方法和PBAT保鲜膜
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子化学材料，具体地，涉及一种含有PBAT的组合物及其制备方法和PBAT保鲜膜。
【背景技术】
[0002]目前，在日常生产生活中，保鲜膜已经被广泛应用于家庭生活中及部分包装行业，这种被广泛应用的塑料保鲜膜基本上都是传统的石油基的PE保鲜膜。这种保鲜膜由于厚度非常薄，很难被回收利用，废弃后在自然界中也不会降解，造成了白色污染。
[0003]PBAT是聚己二酸和对苯二甲酸丁二酯共聚物，具有优良的生物降解性，同时兼具PBA和PBT的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能，因此目前备受世界各国专家和学者的关注，成为目前生物降解塑料研究的热点之一。
[0004]目前，各种PBAT合金树脂专利已经是层出不穷，其应用领域也在不断扩展，但是就目前而言，专门的PBAT保鲜膜专利并不多见，并且目前纯PBAT树脂较传统的PE树脂价格较高，并且其开口性较差，不利于加工，因此不利于市场的推广。因此，制备一种性价比高、加工性能良好、开口性良好的含有PBAT的材料及基于该材料生产的保鲜膜是本发明亟需解决的问题。

【发明内容】

[0005]针对上述现有技术，本发明的目的是为了制备一种高强度、高性价比、加工性能良好、开口性良好的含有PBAT的材料及基于该材料生产的保鲜膜，从而提供一种含有PBAT的组合物及其制备方法和PBAT保鲜膜。
`[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种含有PBAT的组合物，其中，该含有PBAT的组合物含有PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂；以所述组合物的总重量为基准，所述PBAT的含量为73-95重量％,所述改性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量％,所述相容剂的含量为2-3重量％，所述抗氧剂的含量为0.1-2重量％，所述润滑剂的含量为0.1-2
重量％。
[0007]本发明还提供了一种含有PBAT的组合物的制备方法，其中，该制备方法包括将PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂混料后进行造粒；各组分的用量使得制备的组合物中，所述PBAT的含量为73-95重量％，所述改性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量％，所述相容剂的含量为2-3重量％,所述抗氧剂的含量为0.1-2重量％，所述润滑剂的含量为0.1-2重量％ ;优选地，所述PBAT的含量为78-88重量％，所述改性纳米碳酸?丐的含量为7-17重量％，所述相容剂的含量为2-3重量％，所述抗氧剂的含量为0.8-1.5重量％，所述润滑剂的含量为0.8-1.5重量％。
[0008]本发明还提供了一种PBAT保鲜膜。
[0009]本发明通过在PBAT中添加改性纳米碳酸钙，使得制备的材料在进行吹塑成膜后的强度得到了较大的提高，同时因改性纳米碳酸钙的使用，也大大降低了产品的成本，提高了产品的性价比，通过在组合物中添加相容剂，借助于分子间的键合力，促使PBAT和改性纳米碳酸钙结合在一起，使得得到的产品稳定性更高，也通过润滑剂的使用，增加了产品的开口性。
[0010]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0011]以下通过具体实施例对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0012]本发明提供了一种含有PBAT的组合物，其中，该含有PBAT的组合物含有PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂；以所述组合物的总重量为基准，所述PBAT的含量为73-95重量％，所述改性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量％，所述相容剂的含量为2_3重量％，所述抗氧剂的含量为0.1-2重量％,所述润滑剂的含量为0.1-2重量％。
[0013]在所述组合物中，为了使该组合物具有更好的物理性能和加工性能，优选地，以所述组合物的总重量为基准，所述PBAT的含量为78-88重量％，所述改性纳米碳酸钙的含量为7-17重量％，所述相容剂的含量为2-3重量％，所述抗氧剂的含量为0.8-1.5重量％，所述润滑剂的含量为0.8-1.5重量％。
[0014]在所述组合物中，所述PBAT为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，在本发明中，为了得到更好的使用效果，优选地，所述PBAT的密度为1.15-1.36g/cm3，重均分子量为 50000-80000，熔点为 100°C _130°C。
[0015]所述相容剂可 以为本领域常规使用的相容剂，在本发明中，为了使所述PBAT和所述改性纳米碳酸钙具有更好的相容性，得到稳定性更佳的产品，优选地，所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物。
[0016]所述抗氧剂可以为本领域常规使用的抗氧剂，在本发明中，为了制得的组合物具有更高的抗氧化性能，更好的提高其使用寿命，优选地，所述抗氧剂为四[β _(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2.4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
[0017]所述润滑剂可以为本领域常规使用的润滑剂，在本发明中，为了使制得的材料经过吹塑成膜后开口性更好，在实际使用中使用性能更佳，优选地，所述润滑剂为EBS、芥酸酰胺、油酸酰胺和硬脂酸锌中的一种或多种。
[0018]在所述组合物中，为了提高所述组合物的硬度，本发明中还添加了改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙是在搅拌下，将纳米碳酸钙和改性剂进行混匀得到的。即，所述改性纳米碳酸钙含有改性剂和碳酸钙。所述混合的温度可以为10-35°C。在本发明中，为了使改性后的纳米碳酸钙具有更好的使用效果，所述改性剂优选为硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸锌和硅烷偶联剂中的一种或多种；为了使纳米碳酸钙进行最优化的改性，优选地，以100重量份的纳米碳酸钙为基准，所述改性剂的含量为0.1-1重量份。在本发明中，所述纳米碳酸钙为本领域常规使用的颗粒大小为纳米级的碳酸钙。
[0019]本发明还提供了一种含有PBAT的组合物的制备方法，其中，该制备方法包括将PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂混料后进行造粒；各组分的用量使得制备的组合物中，所述PBAT的含量为73-95重量％，所述改性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量％，所述相容剂的含量为2-3重量％,所述抗氧剂的含量为0.1-2重量％，所述润滑剂的含量为0.1-2重量％ ;优选地,所述PBAT的含量为78-88重量％,所述改性纳米碳酸?丐的含量为7-17重量％，所述相容剂的含量为2-3重量％，所述抗氧剂的含量为0.8-1.5重量％，所述润滑剂的含量为0.8-1.5重量％。
[0020]在所述制备方法中，所述PBAT、所述相容剂、所述抗氧剂、所述润滑剂和所述改性纳米碳酸钙均与前文描述的相同。
[0021]在所述制备方法中，优选地，所述混料的方法包括:将所述PBAT和所述改性纳米碳酸钙混合，再将得到的混合物与所述相容剂、所述抗氧剂和所述润滑剂进行混合。
[0022]在所述制备方法中，为了使制备的组合物具有更好的加工性能，优选地，该方法还包括在混料之前，将所述PBAT和所述改性纳米碳酸钙进行干燥处理，所述干燥处理的温度为70-85°C，时间为1-3小时。
[0023]在所述制备方法中，优选地，所述的造粒过程在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的长度与直径比为40-50:1，所述双螺杆挤出机的温度为120-140°C。
[0024]本发明还提供了一种PBAT保鲜膜，其中，所述保鲜膜是由上述制备方法制得的含有PBAT的组合物进行吹塑成膜得到的。
[0025]在所述地膜的制备过程中，优选的，所述方法还包括将所述含有PBAT的组合物进行吹塑成型，所述的吹塑过程在单螺杆挤出机中进行，所述单螺杆挤出机的长度和直径比为20-35:1，所述单螺杆挤出机的温度为120-140°C。优选情况下，在吹塑过程前，还包括将造粒后得到的颗粒材料进行干燥处理，所述干燥处理的温度为50-70°C，时间为3-5小时。
[0026]根据本发明中一种PBAT保鲜膜的一种优选的制备方式包括:
[0027](1)将所述PBAT和所述改性纳米碳酸钙在温度为70_85°C，时间为1_3小时的条件下进行干燥处理；
[0028](2)将处理后的所述PBAT和所述改性纳米碳酸钙与所述相容剂、所述抗氧剂和所述润滑剂进行混合，得到混合物；
[0029](3)将得到的混合物通过长度与直径比为40-50:1，挤出模头温度为120_140°C的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒物；
[0030](4)将得到的颗粒物在温度为50_70°C，时间为3-5小时的条件下进行干燥处理；
[0031](5)将干燥后的颗粒物通过长度和直径比为20-35:1，挤出模头温度为120_140°C的单螺杆挤出机进行吹塑成膜。
[0032]以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明。
[0033]需要阐明的是，在本发明的实施例中，所述PBAT为浙江鑫富药业生产的聚己二酸和对苯二甲酸丁二酯共聚物，所述PBAT的密度为1.15-1.36g/cm3,重均分子量为50000-80000，熔点为100°C _130°C，所述相容剂为市售常规的牌号为EMH4210的乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物，所述EBS为本领域常规使用的亚乙基双硬脂酰胺。
[0034]实施例1
[0035]将73重量份的PBAT和22.2重量份的改性纳米碳酸钙(改性纳米碳酸钙为21.85重量份的纳米碳酸钙和0.1重量份的硬脂酸和0.05重量份的硬脂酸钙在25°C下进行混合得到的)在75°C下干燥1.5小时；将上述干燥后的PBAT和改性纳米碳酸钙置于室温条件下冷却后与2重量份的EMH4210、1.3重量份的四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和1.5重量份的EBS进行混合，混匀后得到混合物Ml ;将得到的混合物Ml通过长度与直径比为45:1，挤出模头温度为125°C的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂M2 ;将112在55°C下干燥3.5小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为30:1，挤出模头温度为120°C的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。
[0036]实施例2
[0037]将78重量份的PBAT和17.4重量份的改性纳米碳酸钙(改性纳米碳酸钙为18.6重量份的纳米碳酸钙和0.1重量份的硬脂酸钠在25°C下进行混合得到的)在70°C下干燥2小时；将上述干燥后的PBAT和改性纳米碳酸钙置于室温条件下冷却后与2.5重量份的EMH4210、0.8重量份的三(2.4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、0.5重量份的芥酸酰胺和0.8重量份油酸酰胺进行混合，混匀后得到混合物Ml ;将得到的混合物Ml通过长度与直径比为40:1，挤出模头温度为135°C的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂M2 ;将皿2在70°C下干燥4.5小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为20:1，挤出模头温度为135°C的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。
[0038]实施例3
[0039]将83重量份的PBAT和12.2重量份的改性纳米碳酸钙(改性纳米碳酸钙为12.12重量份的纳米碳酸钙和0.08重量份的硬脂酸锌在25°C下进行混合得到的)在85°C下干燥1小时；将上述干燥后的PBAT和改性纳米碳酸钙置于室温条件下冷却后与2.5重量份的EMH4210U.5重量份的三(2.4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、0.2重量份的EBS、0.2重量份的芥酸酰胺、0.2重量份的油酸酰胺和0.2重量份的硬脂酸锌进行混合，混匀后得到混合物Ml ;将得到的混合物Ml通过长度与直径比为50:1，挤出模头温度为120°C的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的 混合型树脂M2 ;将112在65°C下干燥3小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为25:1，挤出模头温度为125°C的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。
[0040]实施例4
[0041 ] 将86.5重量份的PBAT和8.5重量份的改性纳米碳酸钙(改性纳米碳酸钙为8.45重量份的纳米碳酸钙和0.05重量份的硬脂酸在25°C下进行混合得到的)在80°C下干燥3小时；将上述干燥后的PBAT和改性纳米碳酸钙置于室温条件下冷却后与3重量份的ΕΜΗ4210、0.5重量份的四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.6重量份的三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、0.4重量份的油酸酰胺和0.5重量份的硬脂酸锌进行混合，混匀后得到混合物Ml ;将得到的混合物Ml通过长度与直径比为43:1，挤出模头温度为140°C的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂M2 ;将112在50°C下干燥5小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为35:1，挤出模头温度为130°C的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。
[0042]实施例5
[0043]将90重量份的PBAT和5.3重量份的改性纳米碳酸钙(改性纳米碳酸钙为5.27重量份的纳米碳酸钙和0.03重量份的硬脂酸钙在25°C下进行混合得到的)在70°C下干燥
2.5小时；将上述干燥后的PBAT和改性纳米碳酸钙置于室温条件下冷却后与3重量份的EMH4210、0.8重量份的四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.9重量份的芥酸酰胺进行混合，混匀后得到混合物Ml ;将得到的混合物Ml通过长度与直径比为40:1，挤出模头温度为130°C的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂M2 ;将皿2在70°C下干燥4小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为30:1，挤出模头温度为135°C的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。
[0044]对比例1
[0045]将95.3重量份的PBAT在70°C下干燥2.5小时；将上述干燥后的PBAT置于室温条件下冷却后与3重量份的EMH4210、0.8重量份的四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.9重量份的芥酸酰胺进行混合，混匀后得到混合物Ml ;将得到的混合物Ml通过长度与直径比为40:1，挤出模头温度为130°C的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂M2 ;将M2在70°C下干燥4小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为30:1，挤出模头温度为135°C的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。此对比例与实施例5的制备方法一致，唯一的区别在于此对比例中PBAT的含量与实施例5不同且此对比例中不含改性纳米碳酸钙。
[0046]对比例2
[0047]将50重量份的PBAT和45.2重量份的改性纳米碳酸钙(改性纳米碳酸钙为21.85重量份的纳米碳酸钙和0.1重量份的硬脂酸和0.05重量份的硬脂酸钙在25°C下进行混合得到的)在75°C下干燥1.5小时；将上述干燥后的PBAT和改性纳米碳酸钙置于室温条件下冷却后与2重量份的EMH4210、1.3重量份的四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和1.5重量份的EBS进行混合，混匀后得到混合物Ml ;将得到的混合物Ml通过长度与直径比为45:1，挤出模头温度为125°C的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂M2 ;将M2在55°C下干燥3.5小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为30:1，挤出模头温度为120°C的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。此对比例与实施例1的制备方法一致，唯一的区别在于此对比例中PBAT和改性纳米碳酸钙的含量与实施例1不同。
[0048]测试例:`[0049]利用GB/T1040.2-2006分别`检测上述实施例1_5和对比例1和2中制得的PBAT保鲜膜的拉伸强度和断裂伸长率，利用GB/T16578.1-2008分别检测上述实施例1_5和对比例1和2中制得的PBAT保鲜膜的撕裂强度，得到的检测数据如表1所示:
[0050]表1:
【权利要求】
1.一种含有PBAT的组合物，其特征在于，该含有PBAT的组合物含有PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂；以所述组合物的总重量为基准，所述PBAT的含量为73-95重量％，所述改性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量％，所述相容剂的含量为2-3重量％，所述抗氧剂的含量为0.1-2重量％,所述润滑剂的含量为0.1-2重量％。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以所述组合物的总重量为基准，所述PBAT的含量为78-88重量％，所述改性纳米碳酸钙的含量为7-17重量％，所述相容剂的含量为2-3重量％，所述抗氧剂的含量为0.8-1.5重量％，所述润滑剂的含量为0.8-1.5重量％。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述PBAT为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，所述PBAT的密度为1.15-1.36g/cm3，重均分子量为50000-80000，熔点为 100。。-130。。； 所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物；所述抗氧剂为四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2.4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯；所述润滑剂为EBS、芥酸酰胺、油酸酰胺和硬脂酸锌中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述改性纳米碳酸钙含有纳米碳酸钙和改性剂，所述改性剂为硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸锌和硅烷偶联剂中的一种或多种；以100重量份的纳米碳酸钙为基准，所述改性剂的含量为0.1-1重量份。
5.一种含有ΡΒΑΤ的组合物的制备方法，其特征在于，该制备方法包括将ΡΒΑΤ、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂混料后进行造粒；各组分的用量使得制备的组合物中，所述ΡΒΑΤ的含量为73-95重量％，所述改性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量％，所述相容剂的含量为2-3重量％，所述抗氧剂的含量为0.1-2重量％，所述润滑剂的含量为0.1-2重量％ ;优选地，所述ΡΒΑΤ的含量为78-88重量％，所述改性纳米碳酸钙的含量为7_17重量％，所述相容剂的含量为2-3重量％,所述抗氧剂的含量为0.8-1.5重量％，所述润滑剂的含量为0.8-1.5重量％。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述ΡΒΑΤ为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，所述ΡΒΑΤ的密度为1.15-1.36g/cm3，重均分子量为50000-80000，熔点为 100。。-130。。；所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物；所述抗氧剂为四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2.4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯；所述润滑剂为EBS、芥酸酰胺、油酸酰胺和硬脂酸锌中的一种或多种；所述改性纳米碳酸钙含有纳米碳酸钙和改性剂，所述改性剂为硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸锌和硅烷偶联剂中的一种或多种；以100重量份的纳米碳酸钙为基准，所述改性剂的含量为0.1-1重量份。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述混料的方法包括:将所述ΡΒΑΤ和所述改性纳米碳酸钙混合，再将得到的混合物与所述相容剂、所述抗氧剂和所述润滑剂进行混入口 ο
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，该方法还包括在混料之前，将所述ΡΒΑΤ和所述改性纳米碳酸钙进行干燥处理，所述干燥处理的温度为70-85°C，时间为1-3小时。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述的造粒过程在挤出机中进行，所述挤出机的长度与直径比为40-50:1，所述挤出机的温度为120-140°C。
10.一种PBAT保鲜膜，其特征在于，所述保鲜膜含有权利要求1-4中任意一项所述的含有PLA的组合物或者由权利要求5-9中任意一项所述的方法制备得到的含有PLA的组合物 。
【文档编号】C08K9/04GK103724950SQ201310736269
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】王凤洋, 马腾 申请人:安徽聚美生物科技有限公司