一种可降解包装材料用母料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种可降解包装材料用母料及其制备方法，母料包括以下组分：PET、PE、聚乙烯醇、乙醇胺、丙二醇、醋酸乙酯、二苯甲烷二异氰酸酯、明胶、尿素、硬脂酸、增塑剂，二氧化硅、石蜡、钛酸酯偶联剂、甲基纤维素。制备方法先按重量份将PET、PE、聚乙烯醇、醋酸乙酯、二苯甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在惰性气体保护下加热反应得反应物一；然后将乙醇胺、丙二醇、明胶、尿素、硬脂酸、增塑剂、石蜡和钛酸酯偶联剂加入其中，真空加热搅拌反应得反应物二；最后加入二氧化硅与甲基纤维素，于双螺杆挤出机中挤出即得。本发明提供的可降解包装材料用母料经测定具有良好的机械性能以及降解性能，可作为包装材料广泛应用。
【专利说明】一种可降解包装材料用母料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于包装材料制备【技术领域】，具体涉及一种可降解包装材料用母料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 可降解塑料是利用植物秸杆等制成的对人体和环境友好的物品，不同于三大合成 的塑料，废弃后，在生物环境的作用下，可以自行分解，无论对人还是环境都无害，属于绿 色包装。可降解塑料袋是"能降解、易降解"的一种一次性购物袋。可降解塑料袋从原料和 分解因素的不同，可分为两种：一种是以聚乙烯塑料为主，掺混淀粉等生物降解剂制成的塑 料袋，也叫做可生物降解型塑料袋。这种塑料袋主要靠微生物作用而分解。但这种可降解 塑料只能将大块的塑料降解成较小的塑料块，塑料分子的成分并没有完全消失，所以它的 降解是有限度的。另一种是以聚乙烯塑料为主，掺混光降解剂和碳酸钙等矿物粉体制成的 塑料袋，也叫做光降解型塑料袋。这种塑料袋是在太阳光的作用下分解。其缺点是降解时 间因日照和气候变化难以预测，因而无法控制降解时间。
[0003] 目前国内研究出了一种新的可降解塑料，其成分是聚乙烯醇加淀粉再加光敏剂合 成的，聚乙烯醇本来就比聚乙烯容易降解，添加光敏剂可以通过吸收阳光来加速塑料的降 解，淀粉则可以促进塑料在土壤中生物降解的速度。因此这种新型可降解塑料相对于前种 更容易降解，而且它降解后塑料成分分解成碳和水等简单分子结构的物质，比较环保。光、 生物双降解塑料比光降解型塑料和生物降解型塑料有了很大的改进，迄今为止具有工业规 模的光一生物双降解塑料是在普通非降解聚烯烃塑料中添加光降解剂（如铁盐类光敏剂） 和微生物营养剂（如淀粉，纤维素，甲壳质等）掺混性光一生物双降解塑料。降解时间：双 降解塑料完全分解为二氧化碳和水是需要很长时间的，一般而言2-12个月内。制品失去了 原形变成小的碎片即可认为降解已基本完成。
[0004] 目前尽管有关降解塑料的研究和报道较多，但许多具体问题不能解决，可降解塑 料袋色泽暗淡发黄，透明度低，给人一种不够清洁和难看之感，用起来不放心。另外可降解 塑料袋承重能力低，不能满足顾客多装东西和反复使用的要求；含淀粉的降解塑料耐水性 都不好，湿强度差，一遇水则力学性能大降。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种除臭透气医用膜及 其制备方法，提高材料机械性能以及可降解性。
[0006] 本发明通过以下技术方案实现：
[0007] 一种可降解包装材料用母料，以重量组分计包括：PET 30-40份、PE 40-50份、聚 乙烯醇10-20份、乙醇胺5-10份、丙二醇5-10份、醋酸乙酯8-15份、二苯甲烷二异氰酸酯 3-8份、明胶4-9份、尿素3-8份、硬脂酸2-6份、增塑剂2-6份，二氧化硅3-8份、石蜡6-12 份、钛酸酯偶联剂3-7份、甲基纤维素5-10份。
[0008] 所述的可降解包装材料用母料，可以优选为以重量组分计包括：PET 33-38份、PE 45-48份、聚乙烯醇14-17份、乙醇胺6-8份、丙二醇7-9份、醋酸乙酯10-13份、二苯甲烷二 异氰酸酯4-7份、明胶5-8份、尿素5-7份、硬脂酸3-5份、增塑剂3-5份，二氧化硅4-6份、 石蜡8-10份、钛酸酯偶联剂4-7份、甲基纤维素6-9份。
[0009] 以上所述的可降解包装材料用母料，钛酸酯偶联剂可以为TC-201或TC-130。
[0010] 以上所述的可降解包装材料用母料，增塑剂可以为甘油与水溶性卵磷脂的混合 物，其中甘油与水溶性卵磷脂的质量比为1-5:2-3。
[0011] 以上所述的可降解包装材料用母料的制备方法，包括以下步骤：
[0012] 步骤一，按重量份将PET、PE、聚乙烯醇、醋酸乙酯、二苯甲烷二异氰酸酯加入到反 应釜中，在惰性气体保护的条件下加热至120_140°C，反应50-100分钟，得到反应物一；
[0013] 步骤二，将乙醇胺、丙二醇、明胶、尿素、硬脂酸、增塑剂、石蜡和钛酸酯偶联剂加入 到反应物一中，在真空度为0. 01-0. 〇4MPa的条件下，加热至70-80°C，搅拌反应100-200分 钟，得到反应物二；
[0014] 步骤三，将二氧化硅与甲基纤维素加入到反应物二中，搅拌混合均匀，于双螺杆挤 出机中挤出，得到可降解包装材料用母料。
[0015] 所述的可降解包装材料用母料的制备方法，步骤二中搅拌反应的搅拌速度可以为 100-120转/分钟。
[0016] 所述的可降解包装材料用母料的制备方法，步骤三中挤出条件可以为挤出温度 170-190°C，螺杆转速60-80转/分钟。
[0017] 本发明提供的可降解包装材料用母料具有良好的性能，将母料通过吹塑制得薄膜 后，膜的拉伸强度达到了 20MPa以上，断裂伸长率达到了 302%以上，透光率达到了 82%以 上，降解率在土壤中20天后达到了 65%以上，因此具有良好的机械性能以及降解性能，可 以作为包装材料广泛使用。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1
[0019] 一种可降解包装材料用母料，以重量组分计包括：PET 30份、PE 40份、聚乙烯醇 10份、乙醇胺5份、丙二醇5份、醋酸乙酯8份、二苯甲烷二异氰酸酯3份、明胶4份、尿素 3份、硬脂酸2份、增塑剂2份，二氧化硅3份、石蜡6份、钛酸酯偶联剂3份、甲基纤维素5 份。
[0020] 以上所述的钛酸酯偶联剂为TC-201 ;增塑剂为甘油与水溶性卵磷脂的混合物，其 中甘油与水溶性卵磷脂的质量比为1:2。
[0021] 以上所述的可降解包装材料用母料的制备方法，包括以下步骤：
[0022] 步骤一，按重量份将PET、PE、聚乙烯醇、醋酸乙酯、二苯甲烷二异氰酸酯加入到反 应釜中，在惰性气体保护的条件下加热至120°C，反应50分钟，得到反应物一；
[0023] 步骤二，将乙醇胺、丙二醇、明胶、尿素、硬脂酸、增塑剂、石蜡和钛酸酯偶联剂加入 到反应物一中，在真空度为〇. OlMPa的条件下，加热至70°C，搅拌反应100分钟，搅拌速度为 100转/分钟，得到反应物二；
[0024] 步骤三，将二氧化硅与甲基纤维素加入到反应物二中，搅拌混合均匀，于双螺杆挤 出机中挤出，挤出条件为挤出温度170°C，螺杆转速60转/分钟，得到可降解包装材料用母 料。
[0025] 实施例2
[0026] -种可降解包装材料用母料，以重量组分计包括：PET 33份、PE 45份、聚乙烯醇 14份、乙醇胺6份、丙二醇7份、醋酸乙酯10份、二苯甲烷二异氰酸酯4份、明胶5份、尿素 5份、硬脂酸3份、增塑剂3份，二氧化硅4份、石蜡8份、钛酸酯偶联剂4份、甲基纤维素6 份。
[0027] 以上所述的钛酸酯偶联剂为TC-201 ;增塑剂为甘油与水溶性卵磷脂的混合物，其 中甘油与水溶性卵磷脂的质量比为2:3。
[0028] 以上所述的可降解包装材料用母料的制备方法，包括以下步骤：
[0029] 步骤一，按重量份将PET、PE、聚乙烯醇、醋酸乙酯、二苯甲烷二异氰酸酯加入到反 应釜中，在惰性气体保护的条件下加热至125°C，反应60分钟，得到反应物一；
[0030] 步骤二，将乙醇胺、丙二醇、明胶、尿素、硬脂酸、增塑剂、石蜡和钛酸酯偶联剂加入 到反应物一中，在真空度为〇. 〇2MPa的条件下，加热至72°C，搅拌反应120分钟，搅拌速度为 105转/分钟，得到反应物二；
[0031] 步骤三，将二氧化硅与甲基纤维素加入到反应物二中，搅拌混合均匀，于双螺杆挤 出机中挤出，挤出条件为挤出温度170°c，螺杆转速65转/分钟，得到可降解包装材料用母 料。
[0032] 实施例3
[0033] 一种可降解包装材料用母料，以重量组分计包括：PET 35份、PE 46份、聚乙烯醇 16份、乙醇胺7份、丙二醇8份、醋酸乙酯12份、二苯甲烷二异氰酸酯5份、明胶7份、尿素 6份、硬脂酸4份、增塑剂4份，二氧化硅5份、石蜡9份、钛酸酯偶联剂6份、甲基纤维素8 份。
[0034] 以上所述的钛酸酯偶联剂为TC-130 ;增塑剂为甘油与水溶性卵磷脂的混合物，其 中甘油与水溶性卵磷脂的质量比为3:2。
[0035] 以上所述的可降解包装材料用母料的制备方法，包括以下步骤：
[0036] 步骤一，按重量份将PET、PE、聚乙烯醇、醋酸乙酯、二苯甲烷二异氰酸酯加入到反 应釜中，在惰性气体保护的条件下加热至130°C，反应70分钟，得到反应物一；
[0037] 步骤二，将乙醇胺、丙二醇、明胶、尿素、硬脂酸、增塑剂、石蜡和钛酸酯偶联剂加入 到反应物一中，在真空度为〇. 〇2MPa的条件下，加热至75°C，搅拌反应150分钟，搅拌速度为 110转/分钟，得到反应物二；
[0038] 步骤三，将二氧化硅与甲基纤维素加入到反应物二中，搅拌混合均匀，于双螺杆挤 出机中挤出，挤出条件为挤出温度180°C，螺杆转速70转/分钟，得到可降解包装材料用母 料。
[0039] 实施例4
[0040] 一种可降解包装材料用母料，以重量组分计包括：PET 38份、PE 48份、聚乙烯醇 17份、乙醇胺8份、丙二醇9份、醋酸乙酯13份、二苯甲烷二异氰酸酯7份、明胶8份、尿素 7份、硬脂酸5份、增塑剂5份，二氧化硅6份、石蜡10份、钛酸酯偶联剂7份、甲基纤维素9 份。
[0041] 以上所述的钛酸酯偶联剂为TC-130 ;增塑剂为甘油与水溶性卵磷脂的混合物，其 中甘油与水溶性卵磷脂的质量比为2:1。
[0042] 以上所述的可降解包装材料用母料的制备方法，包括以下步骤：
[0043] 步骤一，按重量份将PET、PE、聚乙烯醇、醋酸乙酯、二苯甲烷二异氰酸酯加入到反 应釜中，在惰性气体保护的条件下加热至135°C，反应80分钟，得到反应物一；
[0044] 步骤二，将乙醇胺、丙二醇、明胶、尿素、硬脂酸、增塑剂、石蜡和钛酸酯偶联剂加入 到反应物一中，在真空度为〇. 〇3MPa的条件下，加热至80°C，搅拌反应170分钟，搅拌速度为 118转/分钟，得到反应物二；
[0045] 步骤三，将二氧化硅与甲基纤维素加入到反应物二中，搅拌混合均匀，于双螺杆挤 出机中挤出，挤出条件为挤出温度185°C，螺杆转速73转/分钟，得到可降解包装材料用母 料。
[0046] 实施例5
[0047] 一种可降解包装材料用母料，以重量组分计包括：PET 40份、PE 50份、聚乙烯醇 20份、乙醇胺10份、丙二醇10份、醋酸乙酯15份、二苯甲烷二异氰酸酯8份、明胶9份、尿 素8份、硬脂酸6份、增塑剂6份，二氧化硅8份、石蜡12份、钛酸酯偶联剂7份、甲基纤维 素10份。
[0048] 以上所述的钛酸酯偶联剂为TC-201 ;增塑剂为甘油与水溶性卵磷脂的混合物，其 中甘油与水溶性卵磷脂的质量比为1:3。
[0049] 以上所述的可降解包装材料用母料的制备方法，包括以下步骤：
[0050] 步骤一，按重量份将PET、PE、聚乙烯醇、醋酸乙酯、二苯甲烷二异氰酸酯加入到反 应釜中，在惰性气体保护的条件下加热至140°C，反应100分钟，得到反应物一；
[0051] 步骤二，将乙醇胺、丙二醇、明胶、尿素、硬脂酸、增塑剂、石蜡和钛酸酯偶联剂加入 到反应物一中，在真空度为0. 〇4MPa的条件下，加热至80°C，搅拌反应200分钟，搅拌速度为 120转/分钟，得到反应物二；
[0052] 步骤三，将二氧化硅与甲基纤维素加入到反应物二中，搅拌混合均匀，于双螺杆挤 出机中挤出，挤出条件为挤出温度190°C，螺杆转速80转/分钟，得到可降解包装材料用母 料。
[0053] 将以上实施例制备得到的可降解包装材料用母料进行性能测试，将以上实施例制 备得到的可降解母料通过吹塑制得厚度为20-30 μ m厚的薄膜进行性能测试，结果如下：
[0054]
【权利要求】
1. 一种可降解包装材料用母料，其特征在于，以重量组分计包括：PET 30-40份、PE 40-50份、聚乙烯醇10-20份、乙醇胺5-10份、丙二醇5-10份、醋酸乙酯8-15份、二苯甲烷 二异氰酸酯3-8份、明胶4-9份、尿素3-8份、硬脂酸2-6份、增塑剂2-6份，二氧化硅3-8 份、石蜡6-12份、钛酸酯偶联剂3-7份、甲基纤维素5-10份。
2. 根据权利要求1所述的可降解包装材料用母料，其特征在于，以重量组分计包括： PET 33-38份、PE 45-48份、聚乙烯醇14-17份、乙醇胺6-8份、丙二醇7-9份、醋酸乙酯 10-13份、二苯甲烷二异氰酸酯4-7份、明胶5-8份、尿素5-7份、硬脂酸3-5份、增塑剂3-5 份，二氧化硅4-6份、石蜡8-10份、钛酸酯偶联剂4-7份、甲基纤维素6-9份。
3. 根据权利要求1或2所述的可降解包装材料用母料，其特征在于，钛酸酯偶联剂为 TC-201 或 TC-130。
4. 根据权利要求1或2所述的可降解包装材料用母料，其特征在于，增塑剂为甘油与水 溶性卵磷脂的混合物，其中甘油与水溶性卵磷脂的质量比为1 -5:2-3。
5. 权利要求1或2所述的可降解包装材料用母料的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤： 步骤一，按重量份将PET、PE、聚乙烯醇、醋酸乙酯、二苯甲烷二异氰酸酯加入到反应釜 中，在惰性气体保护的条件下加热至120_140°C，反应50-100分钟，得到反应物一； 步骤二，将乙醇胺、丙二醇、明胶、尿素、硬脂酸、增塑剂、石蜡和钛酸酯偶联剂加入到反 应物一中，在真空度为0. 01-0. 〇4MPa的条件下，加热至70-80°C，搅拌反应100-200分钟，得 到反应物二； 步骤三，将二氧化硅与甲基纤维素加入到反应物二中，搅拌混合均匀，于双螺杆挤出机 中挤出，得到可降解包装材料用母料。
6. 根据权利要求5所述的可降解包装材料用母料的制备方法，其特征在于，步骤二中 搅拌反应的搅拌速度为100-120转/分钟。
7. 根据权利要求5所述的可降解包装材料用母料的制备方法，其特征在于，步骤三中 挤出条件为挤出温度170_190°C，螺杆转速60-80转/分钟。
【文档编号】C08L29/04GK104371173SQ201410624339
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】潘林根, 邱东成, 刘乐峰 申请人:苏州维泰生物技术有限公司