复合材料和环保包装薄膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物降解塑料的研宄领域，具体涉及一种？83/^&0)3复合材料的制备 方法，以及用该复合材料生产的新型环保包装薄膜的制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，全世界塑料年产量超过2亿吨，已经渗透到人们生活的各个方面，塑料产品 的生产、塑料垃圾与日剧增，造成了不可忽视的能源危机和环境污染。比如，一个塑料袋的 自然分解需要200年以上，会污染周围的土地和水质，全国每年耗费掉的塑料包装袋，在生 产中所消耗的原油超过1000万桶，而处理时要消耗的电量更是大得惊人。
[0003] 处理各种废塑料，不仅仅是简单的环境问题，在许多国家已经发展成为社会和政 治问题。为此，各国政府制定相应的政策，加大投入，研宄开发废塑料的处理技术，其中的方 法之一是发展在自然界无论生物体内外都可以自然降解、不会造成环境污染的生物降解材 料。
[0004] 聚丁二酸丁二醇酯（PBS)易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代 谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。它于20世纪90年 代进入材料研宄领域，并迅速成为可广泛推广应用的通用型生物降解塑料研宄热点材料之 一。与聚己内酯（PCL)、聚羟基丁酸酯（PHB)、聚羟基脂肪酸酯（PHA)等降解塑料相比，PBS 具有力学性能优异等特点；而与价格接近的聚乳酸（PLA)相比，PBS又具有加工方便、可适 应目前常规的塑料加工工艺、耐热性能好的特点，其热变形温度可以超过l〇〇°C (PLA的耐 热温度只有60°C左右）。其合成原料来源既可以是石油资源，也可以通过生物资源发酵得 到，引起了科技和产业界的高度关注，PBS是生物降解塑料材料中的佼佼者。
[0005] 目前，我国也已将研发全生物降解塑料列入国家环保材料工程项目的优先发展计 划。因此，研发、生产、推广使用完全生物降解塑料包装材料是高分子材料科学技术领域急 需解决的重大课题，具有十分重要的社会经济价值。
【发明内容】
[0006] 针对【背景技术】中提及到的问题，首先，本发明提出一种PBS/CaC03复合材料的制 备方法，利用无机填料填充PBS的方式来生产力学性能与降解性能均衡优化的复合材料。
[0007] -种PBS/CaOT3复合材料的制备方法，将PBS与CaCO 3填料以熔融共混方式混合密 炼，其中加入相当于CaCOJi料质量1-3%的偶联剂，以及加入适量的硬脂酸、抗氧剂B225 和聚乙烯蜡作为助剂；加热熔炼后由挤出机造粒，制得所述PBS/CaC0 3复合材料。
[0008] 于本发明的一个或多个实施例当中，所述PBS与CaCO3填料以9 : 1或8 : 2或 7 : 3的配比混合密炼。
[0009] 于本发明的一个或多个实施例当中，所述CaCO3填料选用颗粒大小为2000目的轻 质碳酸钙。
[0010] 于本发明的一个或多个实施例当中，所述偶联剂为铝酸脂，其加入量为CaCO3填料 质量的 1%、1· 5%、2%、2· 5%或 3%。
[0011] 于本发明的一个或多个实施例当中，所述混合密炼的时间为5-10分钟。
[0012] 于本发明的一个或多个实施例当中，所述硬指酸的投放量为CaCO3填料质量的 0. 5-2%，所述聚乙烯蜡的投放量为CaCO3填料质量的3-7%，所述抗氧剂Β225的投入量为 PBS 质量的 0· 3-0. 65%。
[0013] 于本发明的一个或多个实施例当中，加热熔炼的温度要求控制在100-140摄氏 度。
[0014] 本发明还提出一种环保包装薄膜的制备方法，采用由上述方法制得的PBS/CaC03 复合材料作为原料，利用单螺杆吹膜机进行包装薄膜的吹膜成型，其吹膜成型的温度控制 在100-140摄氏度。
[0015] 本发明的优点与有益效果是：
[0016] 1)获得了一种全生物降解的PBS/CaC03复合材料及由该复合材料为原料制备的包 装薄膜，缓和了由塑料垃圾所带来的能源危机和环境污染，符合我国的环保国策；
[0017] 2)采用无机填料填充PBS的方式，使得？85/〇8〇)3复合材料生产成本得到较好的 控制，与纯PBS比较成本可降低近30% ;
[0018] 3)由PBS/CaC03复合材料制成的新型环保包装薄膜，其力学性能优良，甚至超过普 通的PE薄膜，完全适合作为普通PE薄膜的替代品。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的？85/0&〇)3复合材料的制备流程示意图。
【具体实施方式】
[0020] 如下对本发明的技术方案作进一步描述：
[0021] 如图1所示，一种PBS/CaC03复合材料的制备方法，将PBS与CaCO 3填料以熔融共 混方式混合密炼，其中加入相当于CaCOJi料质量1-3%的偶联剂，以及加入适量的硬脂酸、 抗氧剂B225和聚乙烯蜡作为助剂；加热熔炼后由挤出机造粒，制得所述PBS/CaC0 3复合材 料。
[0022] 所述偶联剂为铝酸脂，其加入量为CaCO3填料质量的1%、1.5%、2%、2.5%或
[0023] 所述PBS与CaCO3填料以9 : 1或8 : 2或7 : 3的配比混合密炼。
[0024] 所述CaCO3填料选用颗粒大小为2000目的轻质碳酸钙。
[0025] 所述硬指酸的投放量为CaCO3填料质量的0.5-2%，所述聚乙烯蜡的投放量为 CaCO3填料质量的3-7%，所述抗氧剂B225的投入量为PBS质量的0. 3-0. 65%。
[0026] 所述混合密炼的时间为5-10分钟，加热熔炼的温度要求控制在100-140摄氏度。
[0027] 上述助剂当中，以聚乙烯蜡作为润滑剂，来弥补碳酸钙作为填料对体系流动性的 影响，而硬脂酸是配合偶联剂铝酸脂使用的。
[0028] 为说明本发明的技术效果，现作如下实验分析：
[0029] -、PBS/CaC03的配比关系对产品力学性能的影响
[0030] 分别将配比关系为9 : 1、8 : 2和7 : 3的复合材料注塑成样条，进行力学性能 和降解性能的测试（力学性能参照国标GB/T 1040. 2-2006,降解性能采用土埋法），得出如 下数据。
[0031]
【主权项】
1. 一种PBS/CaCO 3复合材料的制备方法，其特征在于：将PBS与CaCO 3填料以熔融共混 方式混合密炼，其中加入相当于0&〇)3填料质量1-3%的偶联剂，以及加入适量的硬脂酸、抗 氧剂B225和聚乙烯蜡作为助剂；加热熔炼后由挤出机造粒，制得所述PBS/CaC0 3复合材料。
2. 根据权利要求1所述的PBS/CaCO 3复合材料的制备方法，其特征在于：所述PBS与 CaCO3填料以9 : 1或8 : 2或7 : 3的配比混合密炼。
3. 根据权利要求2所述的PBS/CaCO 3复合材料的制备方法，其特征在于：所述CaCO 3填 料选用颗粒大小为2000目的轻质碳酸钙。
4. 根据权利要求1或2或3所述的PBS/CaCO 3复合材料的制备方法，其特征在于：所述 偶联剂为铝酸脂，其加入量为CaCO3填料质量的1%、1. 5%、2%、2. 5%或3%。
5. 根据权利要求1或2所述的PBS/CaCO 3复合材料的制备方法，其特征在于：所述混合 密炼的时间为5-10分钟。
6. 根据权利要求1或2所述的PBS/CaCO 3复合材料的制备方法，其特征在于：所述硬 指酸的投放量为CaCO3填料质量的0. 5-2%，所述聚乙烯蜡的投放量为CaCO 3填料质量的 3-7%，所述抗氧剂B225的投入量为PBS质量的0. 3-0. 65%。
7. 根据权利要求1或2所述的PBS/CaCO 3复合材料的制备方法，其特征在于：加热熔炼 的温度要求控制在100-140摄氏度。
8. -种环保包装薄膜的制备方法，其特征在于：采用由权利要求1至7任意一项所述 方法制得的PBS/CaC0 3复合材料作为原料，利用单螺杆吹膜机进行包装薄膜的吹膜成型，其 吹膜成型的温度控制在100-140摄氏度。
【专利摘要】本发明提出一种PBS/CaCO3复合材料的制备方法，其特征在于：将PBS与CaCO3填料以熔融共混方式混合密炼，其中加入相当于CaCO3填料质量1-3％的偶联剂，以及加入适量的硬脂酸、抗氧剂B225和聚乙烯蜡作为助剂；加热熔炼后由挤出机造粒，制得所述PBS/CaCO3复合材料。本发明目的在于利用无机填料填充PBS的方式来制备力学性能与降解性能均衡优化的复合材料。同时，本发明还提出将该复合材料用于生产全生物降解包装薄膜的方法，旨在生产新型环保包装薄膜，作为普通PE薄膜的替代品。
【IPC分类】C08L67-02, C08K5-372, C08K13-02, C08L23-06, C08K5-09, C08K3-26, C08K5-524, C08K5-103, C08K5-10
【公开号】CN104861594
【申请号】CN201510278375
【发明人】刘晓艳, 涂志刚, 赵素芬, 张莉琼, 李彭, 李新芳
【申请人】中山火炬职业技术学院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月27日