一种可生物降解ppc与pbs多层阻隔膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜，其特征在于：其组分为：改性轻质碳酸钙与PPC的质量比为:1～20：100；扩链剂与PPC的质量比为0.1～3:100；PBS与PPC、扩链剂、改性纳米碳酸钙的总质量比为10～100:100。该高性能的PPC与PBS多层膜的制备工艺简单、非常适宜于工业化的生产；同时本发明所使用的原材料易于获得，用本发明制备的高性能PPC与PBS多层膜，在膜厚度不变的情况下，可以通过膜层数的调控，获得层数在2～2048之间的多层膜，单层膜的厚度可以达到纳米级别，其多层膜的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、氧气阻隔性能得到了提高，同时该多层膜是完全可生物降解。
【专利说明】-种可生物降解PPC与PBS多层阻隔膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可生物降解高性能PPC与PBS多层膜的制备方法，属于聚合物加 工领域。
【背景技术】
[0002] 随着人类社会的发展，温室效应、白色污染等环境问题越来越严重，成为当今社会 面临的最严重的问题之一，迫切需要进行解决；二氧化碳是工业领域及人类生活所产生的 废气，直接排放到大气层中，造成了全球气温的升高，严重威胁到了人类社会的生存；同时 人类在日常生活中，使用了大量的非降解塑料后，造成了"白色污染"。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种高性能的PPC与PBS多层阻隔膜及其制备 方法，已解决现有技术的不足。
[0004] 本发明的技术方案是：一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜，其组分为： 改性轻质碳酸钙与PPC的质量比为：1?20:100 ;扩链剂与PPC的质量比为0. 1?3:100 ; PBS与PPC、扩链剂、改性纳米碳酸钙的总质量比为10?100:100。
[0005] 所述的改性轻质碳酸钙是经过硅烷、钛酸酯、磷酸酯中的一种或多种表面改性， 轻质碳酸钙的颗粒大小在1000?6000目之间。
[0006] 所述扩链剂为低分子量的改性或未改性的双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂中 的一种或几种。
[0007] -种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜的制备方法，将扩链剂与 纳米碳酸钙配比称量，在搅拌机中在不高于40°C的情况下进行混合均匀，将混合均匀的共 混料用双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温度不超过200°C，得到PPC粒料；然后将 挤出的PPC粒料与PBS分别加入微纳多层共挤出装置的两个挤出机中挤出多层阻隔膜。
[0008] 所述的环氧树脂，其环氧当里在l〇〇g/eq.?1000 g/eq.之间。
[0009] 冷混时间为6?12分钟。
[0010] 搅拌机的转速为500?1400转/分钟。
[0011] 所述多层阻隔膜的挤出温度不超过200°C。
[0012] 所述多层阻隔膜的总厚度为0. 05?1mm，膜的总层数为2?2048层。
[0013] 本发明的有益效果：该高性能的PPC与PBS多层膜的制备工艺简单、非常适宜于工 业化的生产；用本发明制备的高性能PPC与PBS多层膜，在膜厚度不变的情况下，可以通过 膜层数的调控，获得层数在2?2048之间的多层膜，单层膜的厚度可以达到纳米级别，多层 膜的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、氧气阻隔性能得到了提高，同时该多层膜是完全可 生物降解。
[0014] 本发明的原理在于：在PPC中加入改性的轻质碳酸钙一方面可以提高PPC的力学 性能，另一方面又可以降低成本，同时还可以提高PPC的发粘温度。PPC在高温情况下容易 发生降解，加入的扩链剂可以与PPC分子链之间发生反应，从而一定程度缓解热降解带来 的PPC力学性能的下降。PBS是可完全生物降解的高分子材料，具有良好的耐热性，热变形 温度和产品使用温度可超过100°c;具有良好的加工性能，加工温度范围140?260°C;加工 性能非常好，使用PBS与PPC进行微纳多层共挤出，一方面可以改善PPC的加工性能，另一 方面可以提高挤出膜的尺寸稳定性；多层共挤出最大的优点是可以挤出上千层的膜，而膜 的总厚度不变，在多层共挤出下，单层膜的厚度可以达到纳米级别，高分子材料的分子链高 度发生取向，同时可以使用PBS受限结晶，PBS的晶型由球晶向片晶转变，从而提高膜的力 学性能及氧气阻隔性能。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1:称取PPC 1000克，改性轻质碳酸钙50克，扩链剂2克，分别加入到高 速搅拌机中，在20°C下搅拌6分钟，搅拌转速为1000转/分钟；然后将混好的料放出，用双 螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的最高加热区温度为170°C，最低加热区温度为120°C，用得 到的粒料干燥后与PBS按照9:1的比例分别加入到微纳多层共挤出装置的两个挤出机中， 挤出4层的0. 4mm厚膜，按照GB/T17037-1997的要求进行制样，然后按照GB/T 1040-2006 的要求进行拉伸性能的测试，接照ASTMD3985-1995进行氧气透过率测试，并记录相应的测 试结果。
[0016] 实施例2:称取PPC 1000克，改性轻质碳酸钙50克，扩链剂2克，分别加入到高速 搅拌机中，在20°C下搅拌6分钟，搅拌转速为1000转/分钟；然后将混好的料放出，用双螺 杆挤出机挤出造粒，挤出机的最高加热区温度为170°C，最低加热区温度为120°C，用得到 的粒料干燥后与PBS按照9:1的比例分别加入到微纳多层共挤出装置的两个挤出机中，挤 出512层的0. 4mm厚膜，按照GB/T17037-1997的要求进行制样，然后按照GB/T 1040-2006 的要求进行拉伸性能的测试，接照ASTMD3985-1995进行氧气透过率测试，并记录相应的测 试结果。
[0017] 实施例3:称取PPC 1000克，改性轻质碳酸钙50克，扩链剂2克，分别加入到高速 搅拌机中，在20°C下搅拌6分钟，搅拌转速为1000转/分钟；然后将混好的料放出，用双螺 杆挤出机挤出造粒，挤出机的最高加热区温度为170°C，最低加热区温度为120°C，用得到 的粒料干燥后与PBS按照9:1的比例分别加入到微纳多层共挤出装置的两个挤出机中，挤 出1024层的0. 4mm厚膜，按照GB/T17037-1997的要求进行制样，然后按照GB/T 1040-2006 的要求进行拉伸性能的测试，接照ASTMD3985-1995进行氧气透过率测试，并记录相应的测 试结果。
[0018] 实施例4:称取PPC 1000克，改性轻质碳酸钙50克，扩链剂2克，分别加入到高速 搅拌机中，在20°C下搅拌6分钟，搅拌转速为1000转/分钟；然后将混好的料放出，用双螺 杆挤出机挤出造粒，挤出机的最高加热区温度为170°C，最低加热区温度为120°C，用得到 的粒料干燥后与PBS按照9:1的比例分别加入到微纳多层共挤出装置的两个挤出机中，挤 出2048层的0. 4mm厚膜，按照GB/T17037-1997的要求进行制样，然后按照GB/T 1040-2006 的要求进行拉伸性能的测试，接照ASTMD3985-1995进行氧气透过率测试，并记录相应的测 试结果。
[0019] 实施例5:称取PPC 1000克，改性轻质碳酸钙100克，扩链剂4克，分别加入到高 速搅拌机中，在25°C下搅拌6分钟，搅拌转速为1000转/分钟；然后将混好的料放出，用双 螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的最高加热区温度为175°C，最低加热区温度为120°C，用得 到的粒料干燥后与PBS按照8:2的比例分别加入到微纳多层共挤出装置的两个挤出机中， 挤出512层的0. 2mm厚的膜，按标准制样并进行相应的实验测试。
[0020] 实施例6:称取PPC 1000克，改性轻质碳酸钙200克，扩链剂4克，分别加入到高 速搅拌机中，在25°C下搅拌8分钟，搅拌转速为1000转/分钟；然后将混好的料放出，用双 螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的最高加热区温度为180°C，最低加热区温度为120°C，用得 到的粒料干燥后与PBS按照8:2的比例分别加入到微纳多层共挤出装置的两个挤出机中， 挤出1024层的0. 2mm厚的膜，按标准制样并进行相应的实验测试。
【权利要求】
1. 一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜，其特征在于：其组分为：改性轻质碳 酸钙与PPC的质量比为：1?20:100 ;扩链剂与PPC的质量比为0. 1?3:100 ;PBS与PPC、 扩链剂、改性纳米碳酸钙的总质量比为10?100:100。
2. 根据权利要求1所述的一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜，其特征在于：所述的改性轻质碳酸钙是经过硅烷、钛酸酯、磷酸酯中的一种或多种表面改性，轻质碳酸 钙的颗粒大小在1000?6000目之间。
3. 根据权利要求1所述的一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜，其特征在于：所述扩链剂为低分子量的改性或未改性的双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂中的一种或 几种。
4. 如权利要求1-3之一所述的一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜的制备方 法，其特征在于：将扩链剂与PPC、改性纳米碳酸钙配比称量，在搅拌机中在不高于40°C的 情况下进行混合均匀，将混合均匀的共混料用双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温 度不超过200°C，得到PPC粒料；然后将挤出的PPC粒料与PBS分别加入微纳多层共挤出装 置的两个挤出机中挤出多层阻隔膜。
5. 根据权利要求3所述的一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜，其特征在于：所述的环氧树脂，其环氧当里在l〇〇g/eq.?1000 g/eq.之间。
6. 根据权利要求4所述的一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜的制备方法， 其特征在于：冷混时间为6?12分钟。
7. 根据权利要求4所述的一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜的制备方法， 其特征在于：搅拌机的转速为500?1400转/分钟。
8. 根据权利要求4所述的一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜的制备方法， 其特征在于：所述多层阻隔膜的挤出温度不超过200°C。
9. 根据权利要求4所述的一种可生物降解高性能PPC与PBS多层阻隔膜的制备方法， 其特征在于：所述多层阻隔膜的总厚度为0. 05?1mm，膜的总层数为2?2048层。
【文档编号】B29C47/92GK104403294SQ201410770466
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】刘渝, 孙静, 杨荣强, 韦良强, 票多文, 高京 申请人:贵州凯科特材料有限公司