本发明涉及一种扎带材料及其制备方法，尤其是一种可降解扎带材料及其制备方法，属于材料技术领域。
背景技术：
塑料扎带的使用带来了极大的便利，不但东西小不占地方，携带方便，而且牢固性好，困扎性强，非常实用。因此，不但常用于日常包装袋扎口，电线电缆和电子器件的捆扎线束，机械设备管路等，还会在一些特殊领域，比如汽车发动机仓、航空航天管线困扎等。这些领域一般都要求扎带具有高强度、高延伸率、耐高温性能(80℃使用不出现变形)，优良的低温韧性(零下40℃的低温冲击性能)等。
目前塑料捆扎带材料主要以尼龙、聚丙烯等为主，大多数都有很好的稳定性，在自然界中难以降解，这给环境造成很大污染，因此，开发源自可再生资源的高分子扎带材料意义重大。聚乳酸是一种可完全降解、对环境友好的脂肪族聚酯类高分子材料，它以谷物发酵得到的乳酸为原料聚合而得，废弃后可在微生物、水、酸、碱等作用下完全分解，最终产物是co2和h2o；pla也可回收，使其制品在酶的作用下降解为乳酸，循环使用；然而，聚乳酸在用于扎带材料时，面临非常大的挑战，具体如下：1、其属于聚酯，为疏水性物质，这降低了它的生物兼容性，也使其降解周期难控制；2、其热变形温度只有55℃，耐热性差，严重影响了其作为扎带的适用范围；3、其韧性非常差，缺乏柔性和弹性等，以上这些都限制了其在扎带材料上的使用。因此，至今还无法直接替代目前现有不可降解高分子材料制备困扎带。
技术实现要素：
本发明通过采用源自可再生高分子材料聚乳酸材料，具有天然易降解、良好生物相容性及使用后可直接降解或进行堆肥处理等优点，天然环保，无污染，满足环境友好要求；同时，本发明具有高强度、高延伸率、优良的高、低温性能等特点，满足了扎带在高温耐热至85℃正常使用，低温在新疆、黑龙江等极端气候下都无断裂的使用要求；而且，本发明还具有良好亲水性、抗静电性能，可满足电子行业线束扎带抗静电要求，进一步拓宽了聚乳酸扎带的应用范围。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可降解扎带材料，原料由以下重量份的组分组成：
聚乳酸40-60份，
聚乙烯醇30-50份，
脂肪族聚酰胺5-20份，
聚酯1-10份，
增韧剂5-15份，
降解协效剂1-10份，
填充剂5-10份，
其他助剂1-3份
更进一步，所述聚乳酸在200℃，2.16kg载荷下熔体流动速率为30-80g/10min，优选熔融指数为50-80g/10min的聚乳酸；
更进一步，所述聚乙烯醇(pva)的醇解度≥88％，优选醇解度92％的聚乙烯醇；
更进一步，所述脂肪族聚酰胺为尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙66、尼龙1010、尼龙1212中的一种，优选尼龙66；所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚芳酯中的一种，优选聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)。
更进一步，所述增韧剂为聚酯弹性体、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚己二酸-丙三醇酯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、乙烯醋酸乙烯共聚物(eva)、聚丙撑碳酸脂(ppc)、乙烯甲基丙烯酸酯共聚物(emma)中的一种，优选聚酯弹性体；
更进一步，所述一种可降解扎带材料，所述协效降解剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚醚二元醇、聚氧乙烯、聚环氧氯丙烷、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯丙烯酸共聚物中的一种，优选聚乙烯吡咯烷酮；
更进一步，所述一种可降解扎带材料，所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、云母、玻璃纤维中的一种，优选碳酸钙；
更进一步，所述一种可降解扎带材料，所述其他助剂包括成核剂、抗氧剂、光稳定剂，其中成核剂为纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米碳管、石墨烯中的一种，优选石墨烯；所述抗氧剂为1010、168、624、1098中的一种，优选1098；所述光稳定剂为氰特3808；
更进一步，所述一种可降解扎带材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乳酸40-60份，聚乙烯醇30-50份，脂肪族聚酰胺5-20份，聚酯1-10份，增韧剂5-15份，降解协效剂1-10份，其他助剂1-3份按照重量份数加入到混料机中，预混2-4min，得到混合物。
(2)将以上步骤(1)得到的混合物通过料斗加入双螺杆挤出机中，填充剂5-10份通过失重称准确称量，按照重量份数通过侧喂料机引入挤出机中，经啮合塑化、混合、挤出、拉条、风干、造粒，得到扎带用可降解聚乳酸复合材料；其中，挤出机温度设置一区至机头：180-230℃。
(3)将步骤(2)中所得到的混合物通过注塑机，进行注塑成型，获得可降解聚乳酸扎带。其中注塑机温度设置进料口至喷嘴：180-240℃。
有益效果
1、本发明具有高强度、高延伸率、优良的耐高低温性能，尤其是良好的低温韧性，满足了扎带高温至85℃正常使用，低温在新疆、黑龙江等极端气候下都无断裂的使用要求，使聚乳酸扎带材料应用环境大大拓宽。
2、本发明具有天然易降解、良好生物相容性及使用后可直接降解或进行堆肥处理等优点，天然环保，无污染，满足环境友好要求；同时，本发明因采用具有强极性聚乙烯醇材料，使本发明材料具有良好亲水性、抗静电性能，可满足电子行业线束扎带抗静电要求；而且，本发明可根据产品应用领域及工作环境；同时，调整材料组分配方中降解协效剂比例，可调控材料降解周期，满足扎带后续使用要求。
3、本发明材料具有高流动、高强度、高韧性特点，可满足结构复杂、可重复使用的扎带加工成型性能要求，甚至是薄壁化设计要求；另外，本发明优良的加工流动性可实现短周期快速注塑成型，相比传统材料注塑周期可缩短50％以上，提高了扎带生产效率，可降低扎带的材料和制造成本。
4、本发明材料制备方法工艺经济、操作易行、生产效率高、易于实现工业化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
根据下表具体配方按照上述制备方法，得到实施例1、实施例2、实施例3、实施例4，其中，以下所述的熔融指数为聚乳酸200℃，2.16kg载荷下熔体流动速率。实施例1中聚乳酸200℃，2.16kg载荷下熔体流动速率为熔融指数为80g/10min，pva醇解度为92％，其他助剂中抗氧剂为10101份，石墨烯0.5份，光稳定剂38080.5份；实施例2中聚乳酸熔融指数为50g/10min，pva醇解度为88％，其他助剂中抗氧剂为10981份，纳米碳管1.5份，光稳定剂38080.5份；实施例3中聚乳酸熔融指数为60g/10min，pva醇解度为95％，其他助剂中抗氧剂为1680.3份，纳米蒙脱土0.5份，光稳定剂38080.2份；实施例4中聚乳酸熔融指数为30g/10min，pva醇解度为92％，其他助剂中抗氧剂为10101份，纳米二氧化硅0.5份，光稳定剂38080.5份；具体配方如下表所示：
本发明产品实施例性能表
通过以上表格，可以看出，本发明材料具有高流动、高强度、更模量和优良的高、高热变形温度、低温冲击性能以及高延伸率，这些特点使得本发明材料均可满足扎带使用要求。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。