一种完全生物降解材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种完全生物降解材料。
【背景技术】
[0002] 塑料工业迅速发展，其用途已经渗透到国民经济的各个领域，用途十分广泛。中国 每年产生的废弃塑料约为500万吨，其中大多数废弃塑料为聚丙烯（PP)、聚乙烯（PE)和 聚苯乙烯（PS)材料，这些材料不能够自然分解。因此，由PP材料、PE材料、PS材料制备 的一次性塑料包装废弃物及其相应的农用薄膜和一次性餐具，如果被随意丢弃将会因其非 降解性堆积在土地上，从而造成严重的白色污染，而且这种潜在的污染同时也会随着人们 使用量的增加和时间的积累而加剧，目前我国白色污染严重，已经引起政府有关部门和社 会的普遍关注，相关法律法规已经出台，尤其是在欧美市场，非可降解塑料的使用受到严格 的限制。
[0003] 近些年，传统的石化基塑料正逐渐被称为"绿色材料"的可降解和可重复利用的生 物基材料所代替。目前使用最为重要和广阔的可降解聚合物是脂肪族聚酯和蛋白质，比如 聚乳酸（PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT)等等。
[0004] 聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT)，也称为聚己二酸/对苯二甲酸丁二 酯，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具聚己二酸-1，4-丁二醇酯二 醇（PBA)和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)的特性，属于热塑性生物降解塑料。PBAT既有较 好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能。此外，PBAT还具有优良的生物 降解性，是目前生物降解塑料研究中非常活跃且市场应用最好降解材料之一。但是现有的 生物降解塑料的韧性和强度往往不能很好地结合在一起，两种性能容易此消彼长，因此，研 发出一种综合性能优良的生物降解材料是目前研究工作的一个重要方向。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的问题是提供一种强度高，韧性好，可完全降解，无污染的生物降 解材料。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种完全生物降解材料， 它由以下重量份的原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋55-65份，聚乳酸35-40份， 聚已内酯2-5份，润滑剂0-2份，抗氧剂1-4份，助剂2-5份，填料1-4份。
[0007] 优选的，它由以下重量份的原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋57-62份， 聚乳酸36-38份，聚已内酯3-4份，润滑剂0-1份，抗氧剂2-3份，助剂2-3份，填料1-2份。
[0008] 优选的，所述润滑剂为硬质酸钠、硬脂酸镁和亚烷基二脂肪酰胺的混合物。
[0009] 优选的，所述硬质酸钠、硬脂酸镁和亚烷基二脂肪酰胺的混合物中各组分的质量 比为：1:1. 2:1. 5。
[0010] 优选的，所述填料为滑石粉、云母、黏土和碳酸钡中的一种或任意组合。
[0011] -种完全生物降解材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸和填料在55-65°C温度下烘干处理； (2) 按配方称取各原料，将聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸、润滑剂、抗氧剂、 助剂和填料混合均匀； (3) 将上述混合后的原料加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒即制得所需生物 降解材料。
[0012] 优选的，所述步骤（3)中熔融共混的温度为160-180°C，螺杆转速80-500rpm。
[0013] 本发明的有益效果：本发明优化了生物降解材料的配方，以聚己二酸/对苯二甲 酸丁二醇醋为材料的主要原料，再配以适当的聚乳酸、聚已内酯和其他辅料，获得的材料经 加工制得的塑料产品综合力学性能优异，不仅强度高，而且韧性好，不易拉断，延展性高，易 于加工且废料可以回收再利用，生产过程没有污染排放，终端产品在微生物作用下可以完 全分解为有机物，对土壤有补充养分的作用。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1: 一种完全生物降解材料，它由以下重量份的原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇 醋55份，聚乳酸40份，聚已内酯5份，润滑剂1份，抗氧剂1份，助剂2份，填料2份。
[0015] 在本实施例中，所述润滑剂为硬质酸钠、硬脂酸镁和亚烷基二脂肪酰胺的混合物， 所述硬质酸钠、硬脂酸镁和亚烷基二脂肪酰胺的质量比为：1:1. 2:1. 5。
[0016] 在本实施例中，所述填料为滑石粉、云母、黏土和碳酸钡，其质量比为1:1:1:1。
[0017] -种完全生物降解材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸和填料在55°C温度下烘干处理； (2) 按配方称取各原料，将聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸、润滑剂、抗氧剂、 助剂和填料混合均匀； (3) 将上述混合后的原料加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒即制得所需生物 降解材料。
[0018] 在本实施例中，所述步骤（3)中熔融共混的温度为160°C，螺杆转速lOOrpm。
[0019] 实施例2: 一种完全生物降解材料，它由以下重量份的原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇 醋60份，聚乳酸38份，聚已内酯3份，润滑剂1份，抗氧剂2份，助剂3份，填料2份。
[0020] 在本实施例中，所述润滑剂为硬质酸钠、硬脂酸镁和亚烷基二脂肪酰胺的混合物， 所述硬质酸钠、硬脂酸镁和亚烷基二脂肪酰胺的质量比为：1:1. 2:1. 5。
[0021 ] 在本实施例中，所述填料为滑石粉、云母、黏土和碳酸钡，其质量比为1:1:1:1。
[0022] -种完全生物降解材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸和填料在60°C温度下烘干处理； (2) 按配方称取各原料，将聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸、润滑剂、抗氧剂、 助剂和填料混合均匀； (3) 将上述混合后的原料加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒即制得所需生物 降解材料。
[0023] 在本实施例中，所述步骤（3)中熔融共混的温度为170°C，螺杆转速lOOrpm。
[0024] 实施例3: 一种完全生物降解材料，它由以下重量份的原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇 醋65份，聚乳酸35份，聚已内酯2份，润滑剂2份，抗氧剂4份，助剂5份，填料3份。
[0025] 在本实施例中，所述润滑剂为硬质酸钠、硬脂酸镁和亚烷基二脂肪酰胺的混合物， 所述硬质酸钠、硬脂酸镁和亚烷基二脂肪酰胺的质量比为：1:1. 2:1. 5。
[0026] 在本实施例中，所述填料为滑石粉、云母、黏土和碳酸钡，其质量比为1:1:1:1。
[0027] -种完全生物降解材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸和填料在65°C温度下烘干处理； (2) 按配方称取各原料，将聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸、润滑剂、抗氧剂、 助剂和填料混合均匀； (3) 将上述混合后的原料加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒即制得所需生物 降解材料。
[0028] 在本实施例中，所述步骤（3)中熔融共混的温度为178°C，螺杆转速300rpm。
[0029] 经过以上工艺步骤后，取出完全生物降解材料样品，将生物降解材料粒料干燥处理后 加入到单螺杆挤出机中，挤出吹塑，得到全生物降解薄膜，并对其相关性能进行检测，得出 如下数据：
由以上数据可知，制备出的完全生物降解材料样品拉伸屈服强度达到了 70MPa左右， 拉伸弹性模量也都大于2500MPa，均处于一个较高的水平，断裂延伸率在310%以上，不易 拉断，达到了预期目标，且可完全降解，废料可回收利用，对环境无污染。
[0030] 显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技 术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其 它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种完全生物降解材料，其特征在于，它由以下重量份的原料组成：聚己二酸/对苯 二甲酸丁二醇醋55-65份，聚乳酸35-40份，聚已内酯2-5份，润滑剂0-2份，抗氧剂1-4份， 助剂2-5份，填料1-4份。2. 根据权利要求1所述的一种完全生物降解材料，其特征在于：它由以下重量份的原 料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋57-62份，聚乳酸36-38份，聚已内酯3-4份，润滑 剂0-1份，抗氧剂2-3份，助剂2-3份，填料1-2份。3. 根据权利要求1所述的一种完全生物降解材料，其特征在于：所述润滑剂为硬质酸 钠、硬脂酸镁和亚烷基二脂肪酰胺的混合物。4. 根据权利要求3所述的一种完全生物降解材料，其特征在于：所述硬质酸钠、硬脂酸 镁和亚烷基二脂肪酰胺的混合物中各组分的质量比为：1:1. 2:1. 5。5. 根据权利要求1所述的一种完全生物降解材料，其特征在于：所述填料为滑石粉、云 母、黏土和碳酸钡中的一种或任意组合。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的完全生物降解材料的制备方法，其特征在于：包 括以下步骤： (1) 将聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸和填料在55-65Γ温度下烘干处理； (2) 按配方称取各原料，将聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸、润滑剂、抗氧剂、 助剂和填料混合均匀； (3) 将上述混合后的原料加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒即制得所需生物 降解材料。7. 根据权利要求6所述的一种完全生物降解材料的制备方法，其特征在于：所述步骤 (3)中熔融共混的温度为160-180°C，螺杆转速80-500rpm。
【专利摘要】本发明公开了一种完全生物降解材料，涉及高分子材料技术领域，它由以下重量份的原料组成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋55-65份，聚乳酸35-40份，聚已内酯2-5份，润滑剂0-2份，抗氧剂1-4份，助剂2-5份，填料1-4份，本发明优化了生物降解材料的配方，以聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇醋为材料的主要原料，再配以适当的聚乳酸、聚已内酯和其他辅料，获得的材料经加工制得的塑料产品综合力学性能优异，不仅强度高，而且韧性好，不易拉断，延展性高，易于加工且废料可以回收再利用，生产过程没有污染排放，终端产品在微生物作用下可以完全分解为有机物，对土壤有补充养分的作用。
【IPC分类】C08L67/02, C08L67/04, C08K3/34, C08K13/02, C08K5/20, C08K3/26, C08K5/098
【公开号】CN105348755
【申请号】CN201510892456
【发明人】曾雅敏, 郑春生
【申请人】吉林省亿阳升生物环保科技有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月8日