一种PBAT无机物填充改性料及其制备方法与流程

文档序号:36501994发布日期:2023-12-28 05:33阅读:36来源:国知局

本发明属于橡胶,具体涉及一种pbat无机物填充改性料及其制备方法。


背景技术:

1、聚已二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)是一种全生物降解的脂肪族-芳香族共聚酯,具有较高的力学强度和断裂伸长率"。pbat薄膜产品被广泛应用于包装、购物袋、农用地膜等领域。然而,纯pbat的生产成本较高且阻隔性能较差,难以单独使用。为扩大pbat的应用范围,通常需要在加工过程中加入改性材料,以改善pbat的综合性能并降低原料成本。pla是一种具有优良力学性能和良好生物相容性的聚合物,其主要原材料是利用生物发酵技术生产的,与传统的石油生产工艺分离;pla 的生物可降解最终得到co2和水,所以它不会对周围的环境产生任何的影响。然而,尽管其强度很高,却没有足够的柔韧性能,所以在日常生活中,很容易发生变形,而且耐冲击性和抗撕裂性也很弱,因此,其应用价值会大幅度下降。而pbat恰好具有比较好的拉伸性能和柔韧性。

2、但是pbat、pla在混合的时候会存在界面斥力大,无法相容,所以在进行pbat、pla混合的时候需要添加增溶剂,以实现二者的均匀混合。现有技术中的增溶剂加入以后,pbat、pla的界面接触性仍然不高,所以得到的混合物制成薄膜、塑料等的力学性能和稳定性差。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足,提供一种pbat无机物填充改性料及其制备方法,解决现有技术中pla、pbat复合物的混合均匀性差,制备的相应的高分子产品的稳定性和力学性能差的技术问题。

2、为达到上述技术目的,本发明的技术方案提供一种pbat无机物填充改性料及其制备方法。

3、一种pbat无机物填充改性料,包括pbat、pla、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐的三元共聚、柏油和/或纳米碳酸钙。

4、作为优选的,所述纳米碳酸钙的粒径为60-100nm。

5、作为优选的,按质量份计所述改性料包括pbat 40-50份、pla 25-34份、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐的三元共聚2-3.5份、柏油4-7份和/或纳米碳酸钙6-7.6份。

6、作为优选的,按质量份计所述改性料包括pbat 45份、pla 30份、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐的三元共聚3份、柏油5份和/或纳米碳酸钙7份。

7、一种基于前文所述改性料的制备方法,包括以下步骤:

8、(1)将pbat放入干燥箱中干燥;

9、(2)将干燥好的pbat与pla在能加温的高混机中混合,同时将柏油、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐的三元共聚混合备用;

10、(3)调整混合搅拌速度,高混机温度控制在40~60℃,在搅拌pbat、pla的过程中缓慢加入调配好的柏油、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐混合物进行第二阶段搅拌;

11、(4)加入纳米碳酸钙,以及其他无机填料,进行第三阶段搅拌,混合均匀后得到所述改性料。

12、作为优选的,烘干后的pbat的含水量为0.1~0.3%。pbat中的含水量能够影响步骤(2)高混机中各物料混合的均匀性。

13、作为优选的,所述第二阶段搅拌过程中的温度为50~60℃。

14、作为优选的,所述第三阶段搅拌的温度为65-85℃。

15、作为优选的,所述第三阶段搅拌的速度为700r/min~1200r/min。

16、本发明中添加的相容剂的分子链是柔性分子链,可促使pbat

17、与相容剂较紧密地排列,提高复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。同时乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐的三元共聚中的马来酸酐基团与caco3粒子具有较强的相互作用。使pbat、pla和caco3的结合力增强。无机填料的补强作用增强,实现力学性能的提高。另外本发明中添加的是纳米碳酸钙,纳米碳酸钙具有很高的表面能,在与马来酸酐基团结合的时候更加的容易,所以在制备的过程中更容易实现均匀混合。纳米caco3颗粒尺寸小且比表面积大,填充至pbat相中,导致刚性纳米颗粒与柔性pbat界面传递应力的能力增强。

18、另外,碳酸钙的加入会使得材料结构变得不规则,使得pbat、pla的混合体系中出现大量的空穴,加入乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐能够促使空穴大量减少。caco3在基体中的良好相容性有助于其他无机填料与pbat、pla基体之间进行有效的负载转移,从而提高本发明中改性料制备的产品的抗剪切力的能力。caco3与pbat或pla中酯键断裂产生的羧基发生反应,提高材料的热稳定性。

19、与现有技术相比,本发明的有益效果包括:pbat、pla、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐的三元共聚、纳米碳酸钙的体系中马来酸酐基团与caco3粒子具有较强的相互作用,增强pbat、pla和caco3的结合力。乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐的三元共聚能够很好的增强pbat、pla的相容性,实现物料的均匀混合,提高材料性能的稳定性。添加纳米碳酸钙,刚性纳米颗粒与柔性pbat界面传递应力的能力增强,提高力学性能。本发明的制备方法采用预处理原料的生产,减少了混合不均,减少成品出现差异的发生,快速、完全生物降解,且极大降低了产品成本。而最终得到的产品,性能差异性小,稳定性高,提高了物理性能和力学性能,对制造膜袋类产品等,具有更好的实际操作性。



技术特征:

1.一种pbat无机物填充改性料,其特征在于,包括pbat、pla、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐的三元共聚、柏油和/或纳米碳酸钙。

2.根据权利要求1所述的改性料,其特征在于,所述纳米碳酸钙的粒径为60-100nm。

3.根据权利要求1所述的改性料,其特征在于,按质量份计所述改性料包括pbat 40-50份、pla 25-34份、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐的三元共聚2-3.5份、柏油4-7份和/或纳米碳酸钙6-7.6份。

4.根据权利要求3所述的改性料,其特征在于,按质量份计所述改性料包括pbat 45份、pla 30份、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐的三元共聚3份、柏油5份和/或纳米碳酸钙7份。

5.一种基于权利要求1-4中任意一项所述改性料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,烘干后的pbat的含水量为0.1~0.3%。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述第二阶段搅拌过程中的温度为50~60℃。

8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述第三阶段搅拌的温度为65-85℃。

9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述第三阶段搅拌的速度为700r/min~1200r/min。


技术总结
本发明提供一种PBAT无机物填充改性料及其制备方法,属于橡胶技术领域,一种PBAT无机物填充改性料,包括PBAT、PLA、乙烯‑丙烯酸酯‑马来酸酐的三元共聚、柏油和/或纳米碳酸钙。一种基于前文所述改性料的制备方法,包括以下步骤:将干燥好的PBAT与PLA混合,将柏油、乙烯‑丙烯酸酯‑马来酸酐的三元共聚混合备用;在搅拌情况下加入柏油、乙烯‑丙烯酸酯‑马来酸酐混合物,搅拌;本发明中马来酸酐基团与CaCO3粒子具有较强的相互作用,增强PBAT、PLA和CaCO3的结合力。实现物料的均匀混合,提高材料性能的稳定性,提高力学性能。本发明的制备方法简单,生产成本低。

技术研发人员:戴百雄,张建广,刘梓桐,刘勇,代威,朱科
受保护的技术使用者:湖北犇星生物新材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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