生物降解材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种生物降解材料及其制备方法。一种生物降解材料，按重量份数计，包括以下组分：聚己二酸?对苯二甲酸丁二酯50份～75份；聚碳酸亚丙酯25份～50份；无机填料2份～8份；增塑剂1份～5份；及成核剂0.5份～1份；其中，所述无机填料选自蒙脱土、滑石粉、云母及纳米Al2O3中的至少一种。上述生物降解材料能有效的阻隔水蒸气。
【专利说明】
生物降解材料及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明设及一种生物降解材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 传统的薄膜主要采用聚乙締为原材料，但是聚乙締属于不可降解材料，使用丢弃 后无法生物降解从而会造成白色污染。在环境问题日益严重的今天，不可降解材料不是未 来发展趋势。环境友好的生物可降解材料将是解决白色污染的首选，是未来发展的重点材 料。
[0003] 聚己二酸-对苯二甲酸下二醋(PBAT)是一种生物可降解材料，其最终的分解产物 是水和二氧化碳。此外，PBAT还具有优异的耐撕裂性能和冲击性能，是生产高性能膜材料的 首选材料。WPBAT作为原材料生产的薄膜，不仅具有优异的力学性能，还具有完全生物降解 性能，不会造成环境污染。
[0004] 但是，WPBAT作为原材料生产的薄膜水蒸气透过量高，无法满足食品医药、电子产 品等的包装要求。
【发明内容】
[0005] 基于此，有必要提供一种能有效的阻隔水蒸气的生物降解材料及其制备方法。
[0006] 一种牛物隆條材魁，巧雷畳份掛计，甸巧W下纽A，
[0007]
[000引其中，所述无机填料选自蒙脱±、滑石粉、云母及纳米Ah化中的至少一种。
[0009] 在其中一个实施例中，所述聚碳酸亚丙醋为采用封端剂进行封端处理的聚碳酸亚 丙醋。
[0010] 在其中一个实施例中，所述封端剂为马来酸酢。
[0011] 在其中一个实施例中，所述的无机填料为700~5000目。
[0012] 在其中一个实施例中，其中无机填料为采用有机改性剂改性处理后的蒙脱±、滑 石粉、云母及纳米Ah化中的至少一种。
[0013] 在其中一个实施例中，所述有机改性剂选自硅烷偶联剂、对（乙締基苯)=甲基氯 化锭、漠化十二烷基=甲基锭、十八烷基=甲基漠化锭中的至少一种。
[0014] 在其中一个实施例中，所述增塑剂选自乙酷化巧樣酸正下醋、山梨醇、已二酸二辛 醋及邻苯二甲酸二辛醋中的至少一种。
[0015] 在其中一个实施例中，所述成核剂选自N，N'-亚乙基双硬脂酷胺、癸二酸二苯甲酯 阱、苯基憐酸锋及多酷胺中的至少一种。
[0016] 上述的生物降解材料的制备方法，包括W下步骤：
[0017] 将各组分采用高速揽拌机揽拌均匀得到混合料;及
[0018] 将所述混合料采用双螺杆挤出机挤出后造粒得到所述生物降解材料。
[0019] 在其中一个实施例中，所述将所述混合料采用双螺杆挤出机挤出的步骤中，所述 双螺杆挤出机溫度为120°C~180°C，螺杆转速为150~35化pm，长径比为30~40。
[0020] 上述生物降解材料，通过在聚己二酸-对苯二甲酸下二醋中加入聚碳酸亚丙醋及 无机填料，无机填料选自蒙脱±、滑石粉、云母及纳米Al2〇3中的至少一种，无机填料属于单 斜晶系，具有层片状分子结构，分布在生物降解材料中可W延长水蒸气的通过路径，聚碳酸 亚丙醋及无机填料配合可W提高PBAT的阻隔性能，降低生物降解材料的水蒸气透过率，有 效的阻隔水蒸气。
【具体实施方式】
[0021 ]下面主要结合具体实施例对生物降解材料及其制备方法作进一步详细的说明。
[0022] -实施方式的生物降解材料，按重量份数计，包括W下组分：
[0023]
[0024] 12345678910 其中，无机填料选自蒙脱±、滑石粉、云母及纳米A12化中的至少一种。 2
[00%] 在其中一个实施例中，聚己二酸-对苯二甲酸下二醋(PBAT)的烙点为110-130°c， 分子量为10-20万。优选的，PBAT的烙体质量流动速率(MFR)为3-5g/10min(19(TC，2160g)。 3 在其中一个实施例中，聚碳酸亚丙醋(PPC)的分子量为20-25万。 4 在其中一个实施例中，聚碳酸亚丙醋为采用封端剂进行封端处理的聚碳酸亚丙 醋。进一步的，封端剂为马来酸酢。 5 在其中一个实施例中，无机填料的尺寸为700~5000目。 6 在其中一个实施例中，无机填料为经过有机改性剂改性的无机填料，有机改性剂 选自硅烷偶联剂、对（乙締基苯)=甲基氯化锭、漠化十二烷基=甲基锭、十八烷基=甲基漠 化锭中的至少一种。 7 在其中一个实施例中，无机填料为采用有机改性剂改性处理后的蒙脱±、滑石粉、 云母及纳米A12化中的至少一种。 8 在其中一个实施例中，增塑剂选自乙酷化巧樣酸正下醋、山梨醇、已二酸二辛醋及 邻苯二甲酸二辛醋中的至少一种。 9 在其中一个实施例中，成核剂选自N，N'-亚乙基双硬脂酷胺化BS)癸二酸二苯甲酯 10 阱、苯基憐酸锋及多酷胺中的至少一种。
[0034] 上述生物降解材料，通过在聚己二酸-对苯二甲酸下二醋中加入聚碳酸亚丙醋及 无机填料，无机填料选自蒙脱±、滑石粉、云母及纳米A1203中的至少一种，无机填料属于单 斜晶系，具有层片状分子结构，分布在树脂中可W延长水蒸气的通过路径，聚碳酸亚丙醋及 无机填料配合可W提高PBAT的阻隔性能，降低生物降解材料的水蒸气透过率，有效的阻隔 水蒸气。
[0035] 上述生物降解材料的制备方法，包括W下步骤：
[0036] 步骤S110、将各组分采用高速揽拌机揽拌均匀得到混合料。
[0037] 优选的，高速揽拌的转速为700-1300转/分钟。
[0038] 步骤S120、将所述混合料采用双螺杆挤出机挤出后造粒得到所述生物降解材料。
[0039] 在其中一个实施例中，双螺杆挤出机溫度：120°C~180°C，螺杆转速150~35化pm， 长径比30~40。
[0040] 上述生物降解材料的制备方法操作简单。
[0041 ] -实施方式的生物降解薄膜，由上述生物降解材料制成。
[0042] 在其中一个实施例中，生物降解薄膜的厚度为0.05~0.085mm。
[0043] 将上述生物降解材料在85°C下干燥3小时，使用吹膜机或流延膜机等可W制备得 到生物降解薄膜。
[0044] 上述生物降解薄膜能有效的阻隔水蒸气。
[0045] W下，结合具体实施例进行详细说明。
[0046] W下实施例中的份数均为质量份数。
[0047] 实施例1
[004引实施例1的生物降解材料的组成为：
[0049]
1234 其中，云母为硅烷偶联剂改性的云母。 2 将上述各组分使用高速揽拌机揽拌0.5小时后采用双螺杆挤出机挤出造粒得到生 物降解材料。双螺杆挤出机溫度：120°C、135°C、155°C、165°C、170°C、175°C、170°C，模头溫 度170°C，螺杆转速25化pm，长径比36。 3 将生物降解材料在85°C下干燥3小时，使用吹膜机得到生物降解薄膜。 4 生物降解薄膜的厚度为0.05mm。
[0054] 实施例2
[0055]实施例2的生物降解材料的组成为：
[0化6]
[0057]其中，改性蒙脱±为十八烷基=甲基漠化锭改性的蒙脱±。
[005引将上述各组分使用高速揽拌机揽拌0.5小时后采用双螺杆挤出机挤出造粒得到生 物降解材料。双螺杆挤出机溫度：120°C、145°C、155°C、165°C、175°C、180°C、175°C，模头溫 度170 °C，螺杆转速30化pm，长径比40。
[0059] 将生物降解材料在85°C下干燥3小时，使用吹膜机得到生物降解薄膜。
[0060] 生物降解薄膜的厚度为0.085mm。
[0061] 实施例3
[0062] 实施例3的生物降解材料的组成为：
[0063]
[0064] 其中，纳米Al2〇3为硅烷偶联剂改性的纳米Al2〇3。
[0065] 将上述各组分使用高速揽拌机揽拌0.5小时后采用双螺杆挤出机挤出造粒得到生 物降解材料。双螺杆挤出机溫度：120°C、145°C、155°C、165°C、170°C、180°C、170°C，模头溫 度170°C，螺杆转速25化pm，长径比40。
[0066] 将生物降解材料在85°C下干燥3小时，使用吹膜机得到生物降解薄膜。
[0067] 生物降解薄膜的厚度为0.08mm。
[006引实施例4
[0069] 违脯例4的牛物隆條材魁的纽成为，
[0070]
[0071 ]其中，滑石粉为硅烷偶联剂改性的滑石粉。
[0072]将上述各组分使用高速揽拌机揽拌0.5小时后采用双螺杆挤出机挤出造粒得到生 物降解材料。双螺杆挤出机溫度：120°C、145°C、155°C、165°C、170°C、180°C、170°C，模头溫 度170°C，螺杆转速25化pm，长径比40。
[0073] 将生物降解材料在85°C下干燥3小时，使用吹膜机得到生物降解薄膜。
[0074] 生物降解薄膜的厚度为0.08mm。
[00对对比例
[0076] 将纯PBAT在85°C下干燥3小时，使用吹膜机得到生物降解薄膜。
[0077] 生物降解薄膜的厚度为0.08mm。
[0078] 对实施例1~3及对比例的生物降解薄膜进行拉伸强度、断裂伸长率及水蒸气透过 量的测试，结果见表1。
[0079] 其中，力学性能采用GB/T1040.3-2006,测试条件为23°C，50%湿度下，拉伸速率 200mm/min；
[0080] 水蒸气透过量采用GB1037-88测试标准。
[0081] 表 1
[0082]
[0083] 从表1可W看出，实施例1~4的生物降解薄膜的拉伸强度相对于对比例的纯PBAT 薄膜稍有降低，断裂伸长率有明显提高，赋予薄膜优异的柔初性，水蒸气透过率大大降低， 说明本案的生物降解材料能有效阻隔水蒸气。
[0084] W上所述实施例的各技术特征可W进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要运些技术特征的组合不存 在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0085] W上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，运些都属于本发明的保护 范围。因此，本发明专利的保护范围应W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种生物降解材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分： 聚己二酸-对苯二曱酸丁二酯 50份~75儉； 聚碳酸亚丙酯 25份~50份; 无机填料 2份~8份； 增塑剂 1份~5份:;及 成核剂 0.5份~丨份； 其中，所述无机填料选自蒙脱土、滑石粉、云母及纳米ai2〇3中的至少一种。2. 根据权利要求1所述的生物降解材料，其特征在于，所述聚碳酸亚丙酯为采用封端剂 进行封端处理的聚碳酸亚丙酯。3. 根据权利要求2所述的生物降解材料，其特征在于，所述封端剂为马来酸酐。4. 根据权利要求1所述的生物降解材料，其特征在于，所述的无机填料为700~5000目。5. 根据权利要求1所述的生物降解材料，其特征在于，其中无机填料为采用有机改性剂 改性处理后的蒙脱土、滑石粉、云母及纳米Al 2〇3中的至少一种。6. 根据权利要求5所述的生物降解材料，其特征在于，所述有机改性剂选自硅烷偶联 剂、对（乙烯基苯)三甲基氯化铵、溴化十二烷基三甲基铵、十八烷基三甲基溴化铵中的至少 一种。7. 根据权利要求1所述的生物降解材料，其特征在于，所述增塑剂选自乙酰化柠檬酸正 丁酯、山梨醇、已二酸二辛酯及邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。8. 根据权利要求1所述的生物降解材料，其特征在于，所述成核剂选自N，N'_亚乙基双 硬脂酰胺、癸二酸二苯甲酰肼、苯基磷酸锌及多酰胺中的至少一种。9. 如权利要求1~8任一项所述的生物降解材料的制备方法，包括以下步骤： 将各组分采用高速搅拌机搅拌均匀得到混合料;及 将所述混合料采用双螺杆挤出机挤出后造粒得到所述生物降解材料。10. 根据权利要求1所述的生物降解材料的制备方法，其特征在于，所述将所述混合料 采用双螺杆挤出机挤出的步骤中，所述双螺杆挤出机温度为120 °C~180 °C，螺杆转速为150 ~350rpm，长径比为30~40。
【文档编号】C08K9/06GK105924908SQ201610420391
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】熊平
【申请人】深圳王子新材料股份有限公司