一种新型生物降解材料薄膜及其制备方法与流程

文档序号:14936717发布日期:2018-07-13 19:30阅读:224来源:国知局

本发明涉及高分子材料技术域,特指一种新型生物降解材料薄膜及其制备方法。



背景技术:

在包装材料领域,pbat(聚已二酸/对苯二甲酸丁二酯)是最具商业开发价值的生物可降解塑料,目前,正在使用的包装类生物可降解塑料中,有接近60%是pbat为基材的各类改性材料。巨大市场需求,导致世界各国争相研发、投资,加速了其商业化进程。毫无疑问,生物可降解产业是一个具高成长性和关系环保、减排的战略性行业。

pbat具有优越的物理特性和降解性,但普通的pbat也存在着断裂伸长率低,成本过高,降解速度太慢等缺陷,影响了其在市场上的接受度。

有鉴于此,本发明人提出以下技术方案。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种新型生物降解材料薄膜及其制备方法。

为了解决上述技术问题,本发明采用了下述第一种技术方案:该新型生物降解材料薄膜包括以下按重量份配比的原料:a料20-50%,b料40-60%,pbat热塑性生物降解塑料20-30%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯5-8%,vinnex2504聚乙酸乙烯酯3-8%;所述a料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料40-60%、pla30-50%、无机填料8-15%;所述b料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料40-60%、淀粉母粒%40-60%,其中,该淀粉母粒包括有以下按重量份配比的原料:淀粉60-70%、偶联剂1-3%、石蜡1-3%、甘油25-30%、柠檬酸0.1-0.3%和环氧大豆油2-5%。

进一步而言,上述技术方案中,所述a料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料40-50%、pla40-50%、无机填料10-15%;所述b料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50-60%、淀粉母粒%40-50%,其中,该淀粉母粒包括有以下按重量份配比的原料:淀粉65-70%、偶联剂2-3%、石蜡2-3%、甘油25-28%、柠檬酸0.1-0.2%和环氧大豆油2-3%。

进一步而言,上述技术方案中,该新型生物降解材料薄膜包括以下按重量份配比的原料:所述a料25%,b料35%,pbat热塑性生物降解塑料30%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯5%,vinnex2504聚乙酸乙烯酯5%;所述a料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%;所述b料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%,其中,该淀粉母粒包括有以下按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%。

进一步而言,上述技术方案中,该新型生物降解材料薄膜包括以下按重量份配比的原料:所述a料20%,b料37%,pbat热塑性生物降解塑料30%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯8%,vinnex2504聚乙酸乙烯酯5%;所述a料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%;所述b料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%,其中,该淀粉母粒包括有以下按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%。

进一步而言,上述技术方案中,该新型生物降解材料薄膜包括以下按重量份配比的原料:所述a料25%,b料37%,pbat热塑性生物降解塑料25%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯5%、vinnex2504聚乙酸乙烯酯8%;所述a料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%;所述b料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%,其中,该淀粉母粒包括有以下按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%。

进一步而言,上述技术方案中,所述无机填料为蒙脱土、碳酸钙或者滑石粉。

进一步而言,上述技术方案中,所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂。

为了解决上述技术问题,本发明采用了下述第二种技术方案:该新型生物降解材料薄膜的制备方法包括以下步骤:

s001:制备a料,按按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%进行混合制成a料,待用;

s002:制备b料,先将按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120-180℃,经过拉条切粒后可得到淀粉母粒;再将按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%进行混合制成b料,待用;

s003:将由步骤s001中制得的a料、由步骤s002中制得的b料及pbat热塑性生物降解塑料、vinnex2505聚乙酸乙烯酯、vinnex2504聚乙酸乙烯酯加入高速混料机中后进行均匀混合,其中,其配比为:所述a料25%,b料35%,pbat热塑性生物降解塑料30%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯5%,vinnex2504聚乙酸乙烯酯5%;

s004:将步骤s003中混合好的原材料加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120~180℃,经过拉条切粒后可得到pbat改性树脂;

s005:干燥,将pbat改性树脂放入干燥机中充分干燥至含水量≤500pm;

s006:吹膜,将干燥后的pbat改性树脂放入吹膜机中吹膜,吹膜机各温区操作温度为100~180℃,最终得到新型生物降解材料薄膜。

为了解决上述技术问题,本发明采用了下述第三种技术方案:该新型生物降解材料薄膜的制备方法包括以下步骤:

s001:制备a料,按按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%进行混合制成a料,待用;

s002:制备b料,先将按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120-180℃,经过拉条切粒后可得到淀粉母粒;再将按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%进行混合制成b料,待用;

s003:将由步骤s001中制得的a料、由步骤s002中制得的b料及pbat热塑性生物降解塑料、vinnex2505聚乙酸乙烯酯、vinnex2504聚乙酸乙烯酯加入高速混料机中后进行均匀混合,其中,其配比为:所述a料20%,b料37%,pbat热塑性生物降解塑料30%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯8%,vinnex2504聚乙酸乙烯酯5%;

s004:将步骤s003中混合好的原材料加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120~180℃,经过拉条切粒后可得到pbat改性树脂;

s005:干燥,将pbat改性树脂放入干燥机中充分干燥至含水量≤500pm;

s006:吹膜,将干燥后的pbat改性树脂放入吹膜机中吹膜,吹膜机各温区操作温度为100~180℃,最终得到新型生物降解材料薄膜。

为了解决上述技术问题,本发明采用了下述第四种技术方案:该新型生物降解材料薄膜的制备方法包括以下步骤:

s001:制备a料,按按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%进行混合制成a料,待用;

s002:制备b料,先将按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120-180℃,经过拉条切粒后可得到淀粉母粒;再将按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%进行混合制成b料,待用;

s003:将由步骤s001中制得的a料、由步骤s002中制得的b料及pbat热塑性生物降解塑料、vinnex2505聚乙酸乙烯酯、vinnex2504聚乙酸乙烯酯加入高速混料机中后进行均匀混合,其中,其配比为:所述a料25%,b料37%,pbat热塑性生物降解塑料25%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯5%、vinnex2504聚乙酸乙烯酯8%;

s004:将步骤s003中混合好的原材料加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120~180℃,经过拉条切粒后可得到pbat改性树脂;

s005:干燥,将pbat改性树脂放入干燥机中充分干燥至含水量≤500pm;

s006:吹膜,将干燥后的pbat改性树脂放入吹膜机中吹膜,吹膜机各温区操作温度为100~180℃,最终得到新型生物降解材料薄膜。

采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比较具有如下有益效果:

1、本发明新型生物降解材料薄膜配比合理,能够提高降解速度,且阻隔性能好,并通过增设vinnex2505聚乙酸乙烯酯增强产品的韧性和柔软程度,增设vinnex2504聚乙酸乙烯酯能提高产品相容性及热封性能,在制成薄膜后,其纵向伸长率200.22%,强度23.27mpa,横向伸长率287.12%,强度18.49mpa,且其更加柔软,韧性更高,防穿刺效果更为理想,并能够保证产品的质量及使用寿命。

2、先制作成淀粉母粒,淀粉母粒中不含pbat,确保淀粉母粒能够大量生产和大量存放,淀粉母粒不易老化,存放寿命更长。

3、采用淀粉母粒与pbat进行共粉制作过程中,温度变化更稳定,从而在操作时能够更稳定地控制工艺的温度。

4、先制作成淀粉母粒再与pbat进行共粉,能够起到更好的分散作用,共粉效果更好,而且共粉更均匀,塑化效果更好,更方便。

5、可减少对颗粒的损伤,确保设备能够正常运作,不影响设备的正常使用寿命。

具体实施方式:

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

本发明一种新型生物降解材料薄膜,其包括以下按重量份配比的原料:a料20-50%,b料40-60%,pbat热塑性生物降解塑料20-30%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯5-8%,vinnex2504聚乙酸乙烯酯3-8%;所述a料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料40-60%、pla30-50%、无机填料8-15%;所述b料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料40-60%、淀粉母粒%40-60%,其中,该淀粉母粒包括有以下按重量份配比的原料:淀粉60-70%、偶联剂1-3%、石蜡1-3%、甘油25-30%、柠檬酸0.1-0.3%和环氧大豆油2-5%。

所述无机填料为蒙脱土、碳酸钙或者滑石粉。

所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂。

vinnex2505聚乙酸乙烯酯为现有技术材料,其能够极其出色地与pla相容,明显改善其整体性能,能提高产品韧性及防穿刺性能。

vinnex2504聚乙酸乙烯酯为现有技术材料,其能够极其出色地与pla相容,明显改善其整体性能,能提高产品相容性及热封性能。

pla(聚乳酸)是一种新型的生物基及可再生生物降解材料。

更进一步限定,所述a料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料40-50%、pla40-50%、无机填料10-15%;所述b料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50-60%、淀粉母粒%40-50%,其中,该淀粉母粒包括有以下按重量份配比的原料:淀粉65-70%、偶联剂2-3%、石蜡2-3%、甘油25-28%、柠檬酸0.1-0.2%和环氧大豆油2-3%。

本发明新型生物降解材料薄膜配比合理,能够提高降解速度,且阻隔性能好,并通过增设vinnex2505聚乙酸乙烯酯增强产品的韧性和柔软程度,增设vinnex2504聚乙酸乙烯酯能提高产品相容性及热封性能,在制成薄膜后,其纵向伸长率200.22%,强度23.27mpa,横向伸长率287.12%,强度18.49mpa,且其更加柔软,韧性更高,防穿刺效果更为理想,并能够保证产品的质量及使用寿命。

实施例一:

本发明一种新型生物降解材料薄膜包括以下按重量份配比的原料:所述a料25%,b料35%,pbat热塑性生物降解塑料30%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯5%,vinnex2504聚乙酸乙烯酯5%;所述a料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%;所述b料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%,其中,该淀粉母粒包括有以下按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%。

本实施例一中新型生物降解材料薄膜的制备方法包括以下步骤:

s001:制备a料,按按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%进行混合制成a料,待用;

s002:制备b料,先将按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120-180℃,经过拉条切粒后可得到淀粉母粒;再将按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%进行混合制成b料,待用;

s003:将由步骤s001中制得的a料、由步骤s002中制得的b料及pbat热塑性生物降解塑料、vinnex2505聚乙酸乙烯酯、vinnex2504聚乙酸乙烯酯加入高速混料机中后进行均匀混合,其中,其配比为:所述a料25%,b料35%,pbat热塑性生物降解塑料30%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯5%,vinnex2504聚乙酸乙烯酯5%;

s004:将步骤s003中混合好的原材料加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120~180℃,经过拉条切粒后可得到pbat改性树脂;

s005:干燥,将pbat改性树脂放入干燥机中充分干燥至含水量≤500pm;

s006:吹膜,将干燥后的pbat改性树脂放入吹膜机中吹膜,吹膜机各温区操作温度为100~180℃,最终得到新型生物降解材料薄膜。

实施例二:

本发明一种新型生物降解材料薄膜包括以下按重量份配比的原料:所述a料20%,b料37%,pbat热塑性生物降解塑料30%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯8%,vinnex2504聚乙酸乙烯酯5%;所述a料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%;所述b料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%,其中,该淀粉母粒包括有以下按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%。

本实施例二中新型生物降解材料薄膜的制备方法包括以下步骤:

s001:制备a料,按按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%进行混合制成a料,待用;

s002:制备b料,先将按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120-180℃,经过拉条切粒后可得到淀粉母粒;再将按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%进行混合制成b料,待用;

s003:将由步骤s001中制得的a料、由步骤s002中制得的b料及pbat热塑性生物降解塑料、vinnex2505聚乙酸乙烯酯、vinnex2504聚乙酸乙烯酯加入高速混料机中后进行均匀混合,其中,其配比为:所述a料20%,b料37%,pbat热塑性生物降解塑料30%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯8%,vinnex2504聚乙酸乙烯酯5%;

s004:将步骤s003中混合好的原材料加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120~180℃,经过拉条切粒后可得到pbat改性树脂;

s005:干燥,将pbat改性树脂放入干燥机中充分干燥至含水量≤500pm;

s006:吹膜,将干燥后的pbat改性树脂放入吹膜机中吹膜,吹膜机各温区操作温度为100~180℃,最终得到新型生物降解材料薄膜。

实施例三:

本发明一种新型生物降解材料薄膜包括以下按重量份配比的原料:所述a料25%,b料37%,pbat热塑性生物降解塑料25%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯5%、vinnex2504聚乙酸乙烯酯8%;所述a料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%;所述b料包括有以下按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%,其中,该淀粉母粒包括有以下按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%。

本实施例三中新型生物降解材料薄膜的制备方法包括以下步骤:

s001:制备a料,按按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、pla40%、无机填料10%进行混合制成a料,待用;

s002:制备b料,先将按重量份配比的原料:淀粉70%、偶联剂3%、石蜡2%、甘油22.9%、柠檬酸0.1%和环氧大豆油2%加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120-180℃,经过拉条切粒后可得到淀粉母粒;再将按重量份配比的原料:pbat热塑性生物降解塑料50%、淀粉母粒%50%进行混合制成b料,待用;

s003:将由步骤s001中制得的a料、由步骤s002中制得的b料及pbat热塑性生物降解塑料、vinnex2505聚乙酸乙烯酯、vinnex2504聚乙酸乙烯酯加入高速混料机中后进行均匀混合,其中,其配比为:所述a料25%,b料37%,pbat热塑性生物降解塑料25%,vinnex2505聚乙酸乙烯酯5%、vinnex2504聚乙酸乙烯酯8%;

s004:将步骤s003中混合好的原材料加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为120~180℃,经过拉条切粒后可得到pbat改性树脂;

s005:干燥,将pbat改性树脂放入干燥机中充分干燥至含水量≤500pm;

s006:吹膜,将干燥后的pbat改性树脂放入吹膜机中吹膜,吹膜机各温区操作温度为100~180℃,最终得到新型生物降解材料薄膜。

综上所述,本发明新型生物降解材料薄膜配比合理,能够提高降解速度,且阻隔性能好,并通过增设vinnex2505聚乙酸乙烯酯增强产品的韧性和柔软程度,增设vinnex2504聚乙酸乙烯酯能提高产品相容性及热封性能,在制成薄膜后,其纵向伸长率200.22%,强度23.27mpa,横向伸长率287.12%,强度18.49mpa,且其更加柔软,韧性更高,防穿刺效果更为理想,并能够保证产品的质量及使用寿命。

当然,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并非来限制本发明实施范围,凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括于本发明申请专利范围内。

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