专利快讯｜粤晟达新材料：一种适于膜袋的全生物降解塑料复合改性材料及其制备方法

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一种适于膜袋的全生物降解塑料复合改性材料及其制备方法

申请人：佛山粤晟达新材料有限公司

公开(公告)日,授权日：2023-03-10

 

专利摘要

本发明公开了一种适于膜袋的全生物降解塑料复合改性材料，主要由以下质量百分含量的原料制成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯：25～30％；聚丁二酸丁二醇酯：25～30％；聚乳酸：10～15％；碳酸钙：25～30％；助剂：4～6％；所述助剂为马来酸酐、2咪唑烷酮和苯乙烯与丙烯酸缩水甘油酯共聚物；该复合改性材料具有优良的力学性能，拉伸强度和断裂伸长率高，还具有较好的透明度、挺度和可印刷性。还公开了上述复合改性材料的制备方法；该方法可防止降解树脂在加工过程中焦化，提高全生物降解塑料复合改性材料的质量。

 

背景技术

塑料是一种在生产生活中使用广泛的基础材料，由于其轻便耐用性能可控的特点，及较低廉的生产成本，其制品被应用于国民经济的各个领域。但是，由于传统塑料的不可降解性，近年来废弃塑料的持续累积，造成了日益严重的环境污染及生态危机，受到了国内外的广泛关注。目前，世界各国对已陆续出台了相关的法律法规，对废弃塑料污染进行管控，我国也于2020年起全面禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。特别是膜袋类塑料制品，因其难以回收的特性，对其生物降解性能的要求日益提高。如今，全生物降解塑料，即能在自然环境或特定环境下由微生物引起降解，并最终变成二氧化碳或/和甲烷、水、及无机盐和生物质的环境友好型塑料，已逐步取代各地的传统塑料，以降低塑料污染对环境及人体健康的影响。

脂肪族聚酯类塑料是现在在膜袋类改性料应用最广泛的全生物降解塑料，特别是聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)以及聚乳酸(PLA)，已有较为成熟的工艺且实现了工业化生产。PBAT的韧性好，加工性能好，但产品的膜挺度与透明度较差；PLA的硬度高，综合性能较好，但其玻璃化转变温度较高，导致脆性大。因此，将两种材料采用共混改性并添加无机/有机填料，是生产膜袋类全生物降解原料的主要手段。但PBAT与PLA的相容性不佳，填料的分散度不够，都会影响共混改性料成膜后的最终性能。此外，PBAT价格较高，PLA加工性能不佳，在共混过程中，如何从配方及加工技术入手，提高两种材料的界面相容性与填料的分散性，以及提升加工后膜袋类产品的印刷性能和透明度，将是本发明的主要研究方向。

CN104419305A提供了一种涵盖多种生物共聚酯的配方及可能使用的相容剂与无机填料，但未提及如何针对膜袋类应用对改性料的挺度及印刷性进行提升。CN103013070B提供了一个以PLA为主成分的增韧改性料，但未对挤出制备技术进行优化，且以PLA为主成分产品的断裂伸长率较低。CN103627153A提供了一个以过氧化二异丙苯与马来酸酐为相容剂的配方，但没有对PBAT/PLA的组分比例进行优化，且断裂伸长率较低。此外，这些技术都未对样品的印刷性能进行研究，可印刷性由材料的表面张力来体现。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种适于膜袋的全生物降解塑料复合改性材料，该复合改性材料具有优良的力学性能，拉伸强度和断裂伸长率高，还具有较好的透明度、挺度和可印刷性。

本发明的目的还在于提供上述适于膜袋的全生物降解塑料复合改性材料的制备方法，该方法可防止降解树脂在加工过程中焦化，提高全生物降解塑料复合改性材料的质量。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明中的适于膜袋的全生物降解塑料复合改性材料，具有优良的力学性能，以此物料为原料进行吹膜加工的产品拉伸强度可达到28MPa，断裂伸长率可达到420％；

(2)本发明中的适于膜袋的全生物降解塑料复合改性材料的原料中，较高的PLA含量(10～15％)可提高加工后膜袋的挺度，还可以提高样品的印刷性能，较细的无机填料(碳酸钙，1000目)可提高样品的均匀度，此外，马来酸酐也可以提高材料的印刷性能；

(3)本发明适于膜袋的全生物降解塑料复合材料的制备方法中，螺杆长径比增大，螺杆填充度更高，通过特定的进料速度，增强其均匀性，减少剪切热，防止降解树脂在加工过程中焦化，改性材料的质量更好；

(4)本发明适于膜袋的全生物降解塑料复合材料的制备方法中，通过水冷拉条技术，可以显著提高改性材料加工的产品的透明度，降低雾度。

 

（数据来源：智慧芽）