一種可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物降解材料領(lǐng)域，尤其涉及一種可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜 級(jí)樹(shù)脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們生活水平的提高，對(duì)于環(huán)境的要求也越來(lái)越高，同時(shí)，各國(guó)對(duì)于環(huán)境的保 護(hù)也越來(lái)越重視，而塑料作為一種日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中非常普遍的使用材料，由于其降 解速度非常慢，甚至不可降解，導(dǎo)致白色污染的產(chǎn)生，對(duì)此，關(guān)于可生物分解的樹(shù)脂的研發(fā) 也越來(lái)越多，目前，也有不少可降解的材料產(chǎn)生，并應(yīng)用于一些日常的生活中，比如垃圾袋、 購(gòu)物袋等，普遍是可降解材料（如光降解，氧化降解等），雖然帶來(lái)了可降解這一優(yōu)異的性 能，但同時(shí)是以犧牲諸多物理性能為代價(jià)，成本也相對(duì)較高，且不能減少對(duì)普通塑料的使 用，傳統(tǒng)普通塑料制品丟棄后并不能被微生物所分解，因而不是有效解決"白色垃圾"的方 法?，F(xiàn)有可降解塑料在很大程度上降低了其物理性能，比如材料的拉力大大降低，導(dǎo)致同樣 厚度的材料，可降解材料的承載能力降低，以及延展性降低，不能堆肥化降解處理，并且導(dǎo) 致使用壽命縮短等缺陷，有些廠(chǎng)家為了達(dá)到生物降解材料的性能，不惜添加一些高成本的 組分，導(dǎo)致產(chǎn)品的成本大大提升，以上也就限制了可降解材料在更大范圍的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種既可以達(dá)到完全生物降解的 目的，同時(shí)物理性能方面獲得較大程度保留并且成本相對(duì)較低的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂及 其制備工藝。
[0004] 本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂，按照 重量百分比計(jì)，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：
[0005]
[0006]
[0007] 優(yōu)選地，按照重量百分比計(jì)，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：
[0008]
[0009] 優(yōu)選地，按照重量百分比計(jì)，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：
[0010]
[0011]
[0012] 優(yōu)選地，按照重量百分比計(jì)，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：
[0013]
[0014] 優(yōu)選地，按照重量百分比計(jì)，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：
[0015]
[0016] 本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供本發(fā)明第一個(gè)方面所述的可完全生物降解的改性聚 乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：
[0017] 步驟1，將所需百分比含量的聚乳酸、聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚碳酸亞丙 酯樹(shù)脂、滑石粉、乙烯-丙烯酸共聚物、PE蠟加入低速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌混合，攪拌混合均勻 后再添加所需百分比含量的擴(kuò)鏈劑、芥酸酰胺、硬脂酸鋅、熔體強(qiáng)度增強(qiáng)劑、抗水解穩(wěn)定劑 然后轉(zhuǎn)入高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌混合均勻；
[0018] 步驟2,將步驟1的混合物繼續(xù)攪拌8~lOmin，控制攪拌過(guò)程中的溫度保持在 70°C以下；
[0019] 步驟3，將步驟2攪拌好的物料擠出造粒；
[0020] 步驟4,將步驟3得到的物料真空壓縮，冷卻，再烘干，冷卻，切成粒即得。
[0021] 優(yōu)選地，當(dāng)物料量大時(shí)，步驟2為：將步驟1的混合物按150~250kg進(jìn)行分鍋攪 拌，每鍋攪拌時(shí)間為8~lOmin，控制攪拌過(guò)程中的溫度保持在70°C以下。
[0022] 優(yōu)選地，驟3具體為：將步驟2攪拌好的物料加入到雙螺桿高速造粒機(jī)里，雙螺桿 高速造粒機(jī)已設(shè)定好溫度170°C _175°C，開(kāi)始造料時(shí)應(yīng)由低速啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)1分鐘后，立即轉(zhuǎn)換 進(jìn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)并一直保持。
[0023] 本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化組分配比，可以使樹(shù)脂達(dá)到完全生物降解的目的，生物分解性能 完全符合EN13432、ASTM D6400和GB/T20197的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)物理性能方面獲得較大 程度保留并且成本相對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品降低不少，其拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率完全達(dá)到石油基塑料 聚乙烯HDPE的效果，可完全替代石油基塑料聚乙烯PE產(chǎn)品的應(yīng)用，同時(shí)具有良好的加工性 能，且不需要特殊的加工設(shè)備進(jìn)行處理。采用本發(fā)明提供的樹(shù)脂制得的薄膜制品在23°C的 常溫下儲(chǔ)存時(shí)間大于18個(gè)月，在強(qiáng)制堆肥情況下的生物分解率在90天內(nèi)大于等于92 %，本 發(fā)明可廣泛應(yīng)用于薄膜類(lèi)包裝、農(nóng)用地膜、垃圾分類(lèi)填埋堆肥處理等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，以更好地理解本發(fā)明。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] -種可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂，按照重量百分比計(jì)，所述改性聚 乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：
[0027] 聚乳酸 20%,
[0028]
[0029] 按照下述步驟制備而成：
[0030] 步驟1，將所聚乳酸（PLA)、聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBAT)、聚碳酸亞丙酯樹(shù) 脂（二氧化碳基材料PPC)、滑石粉、乙烯-丙烯酸共聚物、PE蠟加入低速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌混 合，攪拌混合均勻后再添加所需百分比含量的擴(kuò)鏈劑、芥酸酰胺、硬脂酸鋅（Zist)、熔體增 強(qiáng)劑、抗水解穩(wěn)定劑然后轉(zhuǎn)入高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌混合，后可制得混合物；
[0031] 步驟2,步驟1的混合物按150~250kg進(jìn)行分鍋攪拌，每鍋攪拌時(shí)間為8~10分 鐘，攪拌時(shí)不需要加溫，由于攪拌機(jī)在攪拌過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生溫度，所以在高/低速攪拌時(shí)溫度 須控制保持在70°C以下；
[0032] 步驟3,將步驟2攪拌好的物料加入到雙螺桿高速造粒機(jī)里，雙螺桿高速造粒機(jī)已 設(shè)定好溫度170°C~175°C的，開(kāi)始造料時(shí)應(yīng)由低速啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)1分鐘后，立即轉(zhuǎn)換進(jìn)入高速 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)并一直保持正常速度。
[0033] 步驟4,將步驟3造料出料后開(kāi)啟兩臺(tái)真空壓縮機(jī)，物料通過(guò)兩道真空壓縮工序 后，將物料拉成條狀經(jīng)過(guò)水糟冷卻，拉條長(zhǎng)度為25~35m，再經(jīng)烘干及內(nèi)冷卻后切成粒即制 得所述可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂。
[0034] 采用制得的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂制成薄膜制品，在23°C的常溫下儲(chǔ)存時(shí)間18 個(gè)月，無(wú)變化；在強(qiáng)制堆肥情況下的生物分解率90天內(nèi)為92. 4%。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂的組分配比不 同，按照重量百分比計(jì)，本實(shí)施例的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：
[0037]
[0038] 采用本實(shí)施例提供的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂制成薄膜制品，在23°C的常溫下儲(chǔ)存 時(shí)間18個(gè)月，無(wú)變化；在強(qiáng)制堆肥情況下的生物分解率90天內(nèi)為93. 8%。
[0039] 實(shí)施例3
[0040] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂的組分配比不 同，按照重量百分比計(jì)，本實(shí)施例的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：
[0041]
[0042] 采用本實(shí)施例提供的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂制成薄膜制品，在23°C的常溫下儲(chǔ)存 時(shí)間18個(gè)月，無(wú)變化；在強(qiáng)制堆肥情況下的生物分解率90天內(nèi)為94. 6%。
[0043] 實(shí)施例4
[0044] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂的組分配比不 同，按照重量百分比計(jì)，本實(shí)施例的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：
[0045]
[0046] 采用本實(shí)施例提供的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂制成薄膜制品，在23°C的常溫下儲(chǔ)存 時(shí)間18個(gè)月，無(wú)變化；在強(qiáng)制堆肥情況下的生物分解率90天內(nèi)為92. 6%。
[0047] 對(duì)實(shí)施例1~4提供的樹(shù)脂制品的物理性能進(jìn)行檢測(cè)，拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率完 全達(dá)到石油基塑料聚乙烯HDPE的效果，可完全替代石油基塑料聚乙烯PE產(chǎn)品的應(yīng)用，同時(shí) 具有良好的加工性能，且不需要特殊的加工設(shè)備進(jìn)行處理。
[0048] 以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限 制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和 替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和 修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂，其特征在于，按照重量百分比計(jì)，所 述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂，其特征在于，按 照重量百分比計(jì)，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂，其特征在于，按 照重量百分比計(jì)，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成： 聚乳酸 25%,4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂，其特征在于，按 照重量百分比計(jì)，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂，其特征在于，按 照重量百分比計(jì)，所述改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂由以下組分制成：6. -種權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂的 制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，將所需百分比含量的聚乳酸、聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚碳酸亞丙酯樹(shù) 月旨、滑石粉、乙烯-丙烯酸共聚物、PE蠟加入低速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌混合，攪拌混合均勻后再 添加所需百分比含量的擴(kuò)鏈劑、芥酸酰胺、硬脂酸鋅、熔體強(qiáng)度增強(qiáng)劑、抗水解穩(wěn)定劑然后 轉(zhuǎn)入高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌混合均勻； 步驟2,將步驟1的混合物繼續(xù)攪拌8~lOmin，控制攪拌過(guò)程中的溫度保持在70°C以 下； 步驟3,將步驟2攪拌好的物料擠出造粒； 步驟4,將步驟3得到的物料真空壓縮，冷卻，再烘干，冷卻，切成粒即得。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，當(dāng)物料量大時(shí)，步驟2為：將步驟1的 混合物按150~250kg進(jìn)行分鍋攪拌，每鍋攪拌時(shí)間為8~lOmin，控制攪拌過(guò)程中的溫度 保持在70°C以下。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟3具體為：將步驟2攪拌好的物 料加入到雙螺桿高速造粒機(jī)里，雙螺桿高速造粒機(jī)已設(shè)定好溫度170°C_175°C，開(kāi)始造料 時(shí)應(yīng)由低速啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)1分鐘后，立即轉(zhuǎn)換進(jìn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)并一直保持。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種可完全生物降解的改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂及其制備方法，改性聚乳酸吹膜級(jí)樹(shù)脂的組分包括聚乳酸20～60％，聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯20～45％，聚碳酸亞丙酯樹(shù)脂12～20％，滑石粉3～5％，乙烯-丙烯酸共聚物1～2％，擴(kuò)鏈劑1.5～3％，芥酸酰胺0.5～1％，硬脂酸鋅0.5～1％，熔體強(qiáng)度增強(qiáng)劑0.5～1％，抗水解穩(wěn)定劑0.5～1％，PE蠟0.5～1％。本發(fā)明提供的樹(shù)脂制得的薄膜制品常溫穩(wěn)定，在強(qiáng)制堆肥情況下的生物分解率在90天內(nèi)≥92％，完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)物理性能較大程度保留且成本相對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品降低，可廣泛應(yīng)用于薄膜類(lèi)包裝、農(nóng)用地膜、垃圾分類(lèi)填埋堆肥處理等領(lǐng)域。
【IPC分類(lèi)】C08L23/06, C08K5/20, C08L69/00, C08L23/08, C08L67/04, C08K3/34, C08K5/098, C08L67/02
【公開(kāi)號(hào)】CN104945870
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510170701
【發(fā)明人】杜俊速, 杜澤鑫
【申請(qǐng)人】普寧市華芝路生物材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年4月10日