專利名稱：：一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜及其生產方法與應用的制作方法
技術領域：
：本發明屬于生物降解高分子材料領域，特別是涉及一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜及其生產方法與應用。
背景技術：
：人類日常生活中使用的包裝膜袋、保鮮膜袋、一次性使用膜袋(例如垃圾袋、桌布、清潔衛生袋)、農用薄膜(地膜、覆蓋膜、棚膜)等材料越來越多，其中絕大部分都是石油基塑料，它們雖然價格低廉，但降解性能差，使用后成為破壞環境的污染源。當綠色環保成為社會關注的熱點時，越來越多的降解塑料制品開始涌現，然而目前的降解產品大都不完善，未能達到預期效果。目前國內外所做的可降解母粒有光降解塑料、生物降解塑料、化學降解塑料、上述三種組合的降解塑料。上述降解塑料存在一個共性的問題，即都是以石油基塑料聚烯烴材料作為載體，而聚烯烴材料在土壤里是幾十年、幾百年也不降解的，裂解的碎小顆粒進入土壤中，不僅不能改良土壤反而使土壤惡化，從而造成環境的二次污染。為了取代降解性能差的石油基高分子材料，人們采用生物或化學方法合成了一些可完全生物降解的高分子材料，例如美國生產聚乳酸的公司Cargill，其采用玉米等谷類為原料，采用淀粉水解發酵成乳酸再開環聚合的方法合成了可完全生物降解的聚乳酸，聚乳酸可經由水解反應以及微生物分解作用而完全分解成二氧化碳與水，其在大氣環境下、在土壤或水中、在垃圾掩埋場中以及在堆肥中所需的分解時間分別為3-5年、2-3年、2-4月以及l-4周。因此聚乳酸在適當處理后，可完全分解，對大自然生態環境不會造成負擔。在特開平4-335060,特開平9-272794,特開平6-306264，特開平8-199052號公報，U.S.Pat5180765，U.S.Pat5076983，CN1962244均公開了聚乳酸類薄膜的生產方法。雖然聚乳酸具有上述優點，但由于聚乳酸的價格成本很高，而很多天然高分子具有很好的生物降解性能，價格非常低廉，但采用一般高分子材料成型方法加工后，材料的水溶性大，材料耐熱性能不足，難以滿足包裝膜袋、保鮮膜袋、一次性使用膜袋(例如垃圾袋、桌布、清潔衛生袋)、農用薄膜(地膜、覆蓋膜、棚膜)的使用要求。因此，基于上述原因，人們致力于研究合成可降解高分子材料與天然高分子材料的共混，以期解決成本-綜合性能的問題，目前研究較多的是采用淀粉與合成降解高分子復合。如將淀粉與聚己內酯(PCL)和聚(羥基丁酸酯)(PHB)等合成聚合物共混。但目前尚沒有成功地制得聚乳酸與淀粉或改性淀粉組成的高強度可生物降解高分子吹塑薄膜材料。
發明內容技術問題本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，提供一種低成本的可生物降解的用于制造包裝膜袋、保鮮膜袋、一次性使用膜袋(例如垃圾袋、桌布、清潔衛生袋)、農用薄膜(地膜、覆蓋膜、棚膜)的聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜以及聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜的生產方法和聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜的用途。技術方案為了達到上述之目的，本發明提出的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜，其原料組分按重量份數如下聚乳酸20-80熱塑性淀粉20-80脂肪族-芳香族聚酯的共聚物2-20聚乳酸增韌劑1-20成核劑0.2-5內潤滑劑0.2-3外潤滑劑0.2-3抗氧劑0.1-1增強劑0.5-5抗紫外劑0.1-1本發明中，所述的聚乳酸為聚-L-乳酸或聚-DL-乳酸或兩者的共聚共混物，重均分子量優選為6-50萬，更優選為8-40萬，特別優選為10-30萬。分子量分布為l-2，結晶度為15-60%。分子量過小，其機械物性和耐熱性等實際物性不顯現，分子量過大，熔融黏度過高從而影響到成型加工性能。本發明中，所述的淀粉為經化學或物理改性的熱塑性淀粉。該熱塑性淀粉的具體制備方法詳見中國發明專利申請200510016771.0。本發明中，所述的聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜，其中熱塑性淀粉與聚乳酸的重量比約為20:80-80:20。本發明中，所述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物可為有三個脂肪族單體合并在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分子結構中的共聚物。本發明中，所述的增韌劑為聚乙二醇(PEG)，重均分子量優選為400-20000,更優選為400-10000，特別優選為4000-6000。本發明中，所述的成核劑是滑石粉、碳酸鈣、云母、蒙脫土、粘土、二氧化鈦、碳酸鎂中的1種或幾種混和物構成。本發明中，所述的內潤滑劑為脂肪酸酯類或酰胺類。本發明中，所述的外潤滑劑為硬脂酸鋅鹽、鎂鹽、鈣鹽或鋇鹽。本發明中，所述的抗氧劑為鄰苯二酚或對苯二酚中的1種或2種混合物。本發明中，所述的增強劑為甲基纖維素或乙基纖維素中的1種或2種混合物。本發明中還提供了一種使用擠出吹塑方法生產的聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜。為了實現以上目的，本發明通過以下技術方案實現生產聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜的方法，其步驟為A、混合聚乳酸、脂肪族-芳香族聚酯的共聚物、熱塑性淀粉、聚乳酸增韌齊U、成核劑、內潤滑劑、外潤滑劑、抗氧劑、增強劑與抗紫外線劑，將該混合物加入至雙螺桿擠出機中熔融共混后拉條、水冷、切粒，以獲得聚乳酸/熱塑性淀粉粒狀材料；B、將步驟A獲得的材料經單螺桿擠出機擠出吹塑生產聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜。其中，步驟A中所述的雙螺桿擠出機，擠出后的物質為條狀，雙螺桿擠出步驟的操作溫度為100-180°C，螺桿轉速100r/min-600r/min，螺桿的長徑比40:1-45:1;步驟B中所述的擠出吹塑生產聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜的單螺桿擠出步驟的操作溫度為120-170°C，螺桿轉速為100r/min-300r/min，螺桿的長徑比為25:1-35:1，單螺桿擠出機的模頭口與泡管直徑之比選擇為3:1-5:1。本發明中還提供了所述聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜做為日用包裝膜袋、保鮮膜袋、一次性使用膜袋(例如垃圾袋、桌布、清潔衛生袋)、農用薄膜(地膜、覆蓋膜、棚膜)的用途。有益效果本發明的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜及其生產方法與應用，其有益效果主要是工藝簡單，便于操作，生產的聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜成本大大降低，并且使用后可降解，易于處理，減少了白色污染。具體實施方式F面結合表中的實施例對本發明做進一歩說明:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例一至實施例十的生產聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜的方法，其步驟與本發明技術方案中公開的步驟A和步驟B相同。由上述實施例可知，本發明提供的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜及其生產方法，因聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜制品完全無毒且可生物降解，因此應用范圍十分廣泛，例如日用包裝膜袋、保鮮膜袋、一次性使用膜袋(例如垃圾袋、桌布、清潔衛生袋)、農用薄膜(地膜、覆蓋膜、棚膜)。此外還可根據需要加入食品級且不含重金屬色料，來形成彩色的聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜制品。上述實施例僅用于對本發明進行說明，并不構成對權利要求范圍的限制，本領域技術人員可以想到的其他替代手段，均在本發明權利要求范圍內。權利要求1、一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜，其特征在于，該薄膜的原料組分包括聚乳酸、熱塑性淀粉、脂肪族-芳香族聚酯的共聚物、聚乳酸增韌劑、成核劑、內潤滑劑、外潤滑劑、抗氧劑、增強劑、抗紫外線劑，其中各種原料組分的重量份數分別為20-80、20-80、2-20、1-20、0.2-5、0.2-3、0.2-3、0.1-1、0.5-5、0.1-1。2、根據權利要求l所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜，其特征在于，所述的熱塑性淀粉、聚乳酸其重量比約為20:80-80:20。3、根據權利要求l所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜，其特征在于，所述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物可為有三個脂肪族單體合并在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分子結構中的共聚物。4、根據權利要求l所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜，其特征在于，所述的增韌劑為聚乙二醇(PEG),其重均分子量在400-20000之間。5、根據權利要求l所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜，其特征在于，所述的成核劑包括滑石粉、碳酸鈣、云母、蒙特土或粘土。6、根據權利要求l所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜，其特征在于，所述的內潤滑劑包含脂肪酸酯類或酰胺類。7、根據權利要求l所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜，其特征在于，所述的外潤滑劑包含硬脂酸鋅鹽、鎂鹽、鈣鹽或鋇鹽。8、根據權利要求l所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜，其特征在于，所述的抗氧劑包括鄰苯二酚或對苯二酚中的1種或2種混合物。9、根據權利要求l所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜，其特征在于，所述的增強劑包括甲基纖維素或乙基纖維素中的1種或2種混合物。10、生產權利要求l所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜的方法，其特征在于，該方法的步驟是A、混合聚乳酸、脂肪族-芳香族聚酯的共聚物、熱塑性淀粉、聚乳酸增韌劑、成核劑、內潤滑劑、外潤滑劑、抗氧劑、增強劑與抗紫外線劑；將該混合物加入至雙螺桿擠出機中熔融共混后拉條、水冷、切粒，以獲得聚乳酸/熱塑性淀粉粒狀材料；B、將步驟A獲得的材料經單螺桿擠出機擠出吹塑生產聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜。11、權利要求l所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜的應用，其特征在于，聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜用做包裝膜袋、保鮮膜袋、一次性使用膜袋(例如垃圾袋、桌布、清潔衛生袋)、農用薄膜(地膜、覆蓋膜、棚膜)。全文摘要本發明公開了一種聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜及其生產方法與應用，本發明是將原料組分包括聚乳酸、脂肪族-芳香族聚酯的共聚物、熱塑性淀粉、增韌劑、成核劑、潤滑劑、抗氧劑、增強劑與抗紫外線劑混合后加入至雙螺桿擠出機，在適當的操作溫度與螺桿轉速下，自雙螺桿擠出機口模擠出造粒，然后再采用擠出吹塑的方法生產聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜材料制品。本發明提供的上述方法獲得的聚乳酸/熱塑性淀粉擠出吹塑薄膜可用作日用包裝膜袋、保鮮膜袋、一次性使用膜袋、農用薄膜等。本發明生產聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜的方法，工藝簡單，便于操作，生產的聚乳酸/熱塑性淀粉薄膜成本大大降低，并且使用后可降解，易于處理，減少了白色污染。文檔編號C08L67/00GK101235156SQ20071019006公開日2008年8月6日申請日期2007年11月16日優先權日2007年11月16日發明者周海駿,朱治愿,湯繼俊,俊鄒,郭偉杰申請人:江蘇科技大學