一种可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物降解材料领域，尤其涉及一种可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜 级树脂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高，对于环境的要求也越来越高，同时，各国对于环境的保 护也越来越重视，而塑料作为一种日常生活和工业生产中非常普遍的使用材料，由于其降 解速度非常慢，甚至不可降解，导致白色污染的产生，对此，关于可生物分解的树脂的研发 也越来越多，目前，也有不少可降解的材料产生，并应用于一些日常的生活中，比如垃圾袋、 购物袋等，普遍是可降解材料（如光降解，氧化降解等），虽然带来了可降解这一优异的性 能，但同时是以牺牲诸多物理性能为代价，成本也相对较高，且不能减少对普通塑料的使 用，传统普通塑料制品丢弃后并不能被微生物所分解，因而不是有效解决"白色垃圾"的方 法。现有可降解塑料在很大程度上降低了其物理性能，比如材料的拉力大大降低，导致同样 厚度的材料，可降解材料的承载能力降低，以及延展性降低，不能堆肥化降解处理，并且导 致使用寿命缩短等缺陷，有些厂家为了达到生物降解材料的性能，不惜添加一些高成本的 组分，导致产品的成本大大提升，以上也就限制了可降解材料在更大范围的应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种既可以达到完全生物降解的 目的，同时物理性能方面获得较大程度保留并且成本相对较低的改性聚乳酸吹膜级树脂及 其制备工艺。
[0004] 本发明的第一个方面是提供一种可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂，按照 重量百分比计，所述改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：
[0005]
[0006]
[0007] 优选地，按照重量百分比计，所述改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：
[0008]
[0009] 优选地，按照重量百分比计，所述改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：
[0010]
[0011]
[0012] 优选地，按照重量百分比计，所述改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：
[0013]
[0014] 优选地，按照重量百分比计，所述改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：
[0015]
[0016] 本发明的第一个方面是提供本发明第一个方面所述的可完全生物降解的改性聚 乳酸吹膜级树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0017] 步骤1，将所需百分比含量的聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸亚丙 酯树脂、滑石粉、乙烯-丙烯酸共聚物、PE蜡加入低速搅拌机进行搅拌混合，搅拌混合均匀 后再添加所需百分比含量的扩链剂、芥酸酰胺、硬脂酸锌、熔体强度增强剂、抗水解稳定剂 然后转入高速搅拌机进行搅拌混合均匀；
[0018] 步骤2,将步骤1的混合物继续搅拌8~lOmin，控制搅拌过程中的温度保持在 70°C以下；
[0019] 步骤3，将步骤2搅拌好的物料挤出造粒；
[0020] 步骤4,将步骤3得到的物料真空压缩，冷却，再烘干，冷却，切成粒即得。
[0021] 优选地，当物料量大时，步骤2为：将步骤1的混合物按150~250kg进行分锅搅 拌，每锅搅拌时间为8~lOmin，控制搅拌过程中的温度保持在70°C以下。
[0022] 优选地，骤3具体为：将步骤2搅拌好的物料加入到双螺杆高速造粒机里，双螺杆 高速造粒机已设定好温度170°C _175°C，开始造料时应由低速启动运转1分钟后，立即转换 进入高速运转状态并一直保持。
[0023] 本发明通过优化组分配比，可以使树脂达到完全生物降解的目的，生物分解性能 完全符合EN13432、ASTM D6400和GB/T20197的相关标准要求，同时物理性能方面获得较大 程度保留并且成本相对同类产品降低不少，其拉伸强度及断裂伸长率完全达到石油基塑料 聚乙烯HDPE的效果，可完全替代石油基塑料聚乙烯PE产品的应用，同时具有良好的加工性 能，且不需要特殊的加工设备进行处理。采用本发明提供的树脂制得的薄膜制品在23°C的 常温下储存时间大于18个月，在强制堆肥情况下的生物分解率在90天内大于等于92 %，本 发明可广泛应用于薄膜类包装、农用地膜、垃圾分类填埋堆肥处理等领域。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，以更好地理解本发明。
[0025] 实施例1
[0026] -种可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂，按照重量百分比计，所述改性聚 乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：
[0027] 聚乳酸 20%,
[0028]
[0029] 按照下述步骤制备而成：
[0030] 步骤1，将所聚乳酸（PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT)、聚碳酸亚丙酯树 脂（二氧化碳基材料PPC)、滑石粉、乙烯-丙烯酸共聚物、PE蜡加入低速搅拌机进行搅拌混 合，搅拌混合均匀后再添加所需百分比含量的扩链剂、芥酸酰胺、硬脂酸锌（Zist)、熔体增 强剂、抗水解稳定剂然后转入高速搅拌机进行搅拌混合，后可制得混合物；
[0031] 步骤2,步骤1的混合物按150~250kg进行分锅搅拌，每锅搅拌时间为8~10分 钟，搅拌时不需要加温，由于搅拌机在搅拌过程中会产生温度，所以在高/低速搅拌时温度 须控制保持在70°C以下；
[0032] 步骤3,将步骤2搅拌好的物料加入到双螺杆高速造粒机里，双螺杆高速造粒机已 设定好温度170°C~175°C的，开始造料时应由低速启动运转1分钟后，立即转换进入高速 运转状态并一直保持正常速度。
[0033] 步骤4,将步骤3造料出料后开启两台真空压缩机，物料通过两道真空压缩工序 后，将物料拉成条状经过水糟冷却，拉条长度为25~35m，再经烘干及内冷却后切成粒即制 得所述可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂。
[0034] 采用制得的改性聚乳酸吹膜级树脂制成薄膜制品，在23°C的常温下储存时间18 个月，无变化；在强制堆肥情况下的生物分解率90天内为92. 4%。
[0035] 实施例2
[0036] 本实施例与实施例1的不同之处在于，所述改性聚乳酸吹膜级树脂的组分配比不 同，按照重量百分比计，本实施例的改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：
[0037]
[0038] 采用本实施例提供的改性聚乳酸吹膜级树脂制成薄膜制品，在23°C的常温下储存 时间18个月，无变化；在强制堆肥情况下的生物分解率90天内为93. 8%。
[0039] 实施例3
[0040] 本实施例与实施例1的不同之处在于，所述改性聚乳酸吹膜级树脂的组分配比不 同，按照重量百分比计，本实施例的改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：
[0041]
[0042] 采用本实施例提供的改性聚乳酸吹膜级树脂制成薄膜制品，在23°C的常温下储存 时间18个月，无变化；在强制堆肥情况下的生物分解率90天内为94. 6%。
[0043] 实施例4
[0044] 本实施例与实施例1的不同之处在于，所述改性聚乳酸吹膜级树脂的组分配比不 同，按照重量百分比计，本实施例的改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：
[0045]
[0046] 采用本实施例提供的改性聚乳酸吹膜级树脂制成薄膜制品，在23°C的常温下储存 时间18个月，无变化；在强制堆肥情况下的生物分解率90天内为92. 6%。
[0047] 对实施例1~4提供的树脂制品的物理性能进行检测，拉伸强度及断裂伸长率完 全达到石油基塑料聚乙烯HDPE的效果，可完全替代石油基塑料聚乙烯PE产品的应用，同时 具有良好的加工性能，且不需要特殊的加工设备进行处理。
[0048] 以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限 制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和 替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和 修改，都应涵盖在本发明的范围内。
【主权项】
1. 一种可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂，其特征在于，按照重量百分比计，所 述改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：2. 根据权利要求1所述的可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂，其特征在于，按 照重量百分比计，所述改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：3. 根据权利要求1所述的可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂，其特征在于，按 照重量百分比计，所述改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成： 聚乳酸 25%,4. 根据权利要求1所述的可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂，其特征在于，按 照重量百分比计，所述改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：5. 根据权利要求1所述的可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂，其特征在于，按 照重量百分比计，所述改性聚乳酸吹膜级树脂由以下组分制成：6. -种权利要求1~5中任意一项所述的可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂的 制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，将所需百分比含量的聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸亚丙酯树 月旨、滑石粉、乙烯-丙烯酸共聚物、PE蜡加入低速搅拌机进行搅拌混合，搅拌混合均匀后再 添加所需百分比含量的扩链剂、芥酸酰胺、硬脂酸锌、熔体强度增强剂、抗水解稳定剂然后 转入高速搅拌机进行搅拌混合均匀； 步骤2,将步骤1的混合物继续搅拌8~lOmin，控制搅拌过程中的温度保持在70°C以 下； 步骤3,将步骤2搅拌好的物料挤出造粒； 步骤4,将步骤3得到的物料真空压缩，冷却，再烘干，冷却，切成粒即得。7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，当物料量大时，步骤2为：将步骤1的 混合物按150~250kg进行分锅搅拌，每锅搅拌时间为8~lOmin，控制搅拌过程中的温度 保持在70°C以下。8. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3具体为：将步骤2搅拌好的物 料加入到双螺杆高速造粒机里，双螺杆高速造粒机已设定好温度170°C_175°C，开始造料 时应由低速启动运转1分钟后，立即转换进入高速运转状态并一直保持。
【专利摘要】本发明提供了一种可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜级树脂及其制备方法，改性聚乳酸吹膜级树脂的组分包括聚乳酸20～60％，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯20～45％，聚碳酸亚丙酯树脂12～20％，滑石粉3～5％，乙烯-丙烯酸共聚物1～2％，扩链剂1.5～3％，芥酸酰胺0.5～1％，硬脂酸锌0.5～1％，熔体强度增强剂0.5～1％，抗水解稳定剂0.5～1％，PE蜡0.5～1％。本发明提供的树脂制得的薄膜制品常温稳定，在强制堆肥情况下的生物分解率在90天内≥92％，完全符合相关标准要求，同时物理性能较大程度保留且成本相对同类产品降低，可广泛应用于薄膜类包装、农用地膜、垃圾分类填埋堆肥处理等领域。
【IPC分类】C08L23/06, C08K5/20, C08L69/00, C08L23/08, C08L67/04, C08K3/34, C08K5/098, C08L67/02
【公开号】CN104945870
【申请号】CN201510170701
【发明人】杜俊速, 杜泽鑫
【申请人】普宁市华芝路生物材料有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年4月10日