一種完全生物降解材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種完全生物降解材料。
【背景技術】
[0002] 塑料工業迅速發展，其用途已經滲透到國民經濟的各個領域，用途十分廣泛。中國 每年產生的廢棄塑料約為500萬噸，其中大多數廢棄塑料為聚丙烯（PP)、聚乙烯（PE)和 聚苯乙烯（PS)材料，這些材料不能夠自然分解。因此，由PP材料、PE材料、PS材料制備 的一次性塑料包裝廢棄物及其相應的農用薄膜和一次性餐具，如果被隨意丟棄將會因其非 降解性堆積在土地上，從而造成嚴重的白色污染，而且這種潛在的污染同時也會隨著人們 使用量的增加和時間的積累而加劇，目前我國白色污染嚴重，已經引起政府有關部門和社 會的普遍關注，相關法律法規已經出臺，尤其是在歐美市場，非可降解塑料的使用受到嚴格 的限制。
[0003] 近些年，傳統的石化基塑料正逐漸被稱為"綠色材料"的可降解和可重復利用的生 物基材料所代替。目前使用最為重要和廣闊的可降解聚合物是脂肪族聚酯和蛋白質，比如 聚乳酸（PLA)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯（PBAT)等等。
[0004] 聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯（PBAT)，也稱為聚己二酸/對苯二甲酸丁二 酯，是己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具聚己二酸-1，4-丁二醇酯二 醇（PBA)和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)的特性，屬于熱塑性生物降解塑料。PBAT既有較 好的延展性和斷裂伸長率，也有較好的耐熱性和沖擊性能。此外，PBAT還具有優良的生物 降解性，是目前生物降解塑料研究中非常活躍且市場應用最好降解材料之一。但是現有的 生物降解塑料的韌性和強度往往不能很好地結合在一起，兩種性能容易此消彼長，因此，研 發出一種綜合性能優良的生物降解材料是目前研究工作的一個重要方向。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的問題是提供一種強度高，韌性好，可完全降解，無污染的生物降 解材料。
[0006] 為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：所提供的一種完全生物降解材料， 它由以下重量份的原料組成：聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋55-65份，聚乳酸35-40份， 聚已內酯2-5份，潤滑劑0-2份，抗氧劑1-4份，助劑2-5份，填料1-4份。
[0007] 優選的，它由以下重量份的原料組成：聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋57-62份， 聚乳酸36-38份，聚已內酯3-4份，潤滑劑0-1份，抗氧劑2-3份，助劑2-3份，填料1-2份。
[0008] 優選的，所述潤滑劑為硬質酸鈉、硬脂酸鎂和亞烷基二脂肪酰胺的混合物。
[0009] 優選的，所述硬質酸鈉、硬脂酸鎂和亞烷基二脂肪酰胺的混合物中各組分的質量 比為：1:1. 2:1. 5。
[0010] 優選的，所述填料為滑石粉、云母、黏土和碳酸鋇中的一種或任意組合。
[0011] -種完全生物降解材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸和填料在55-65°C溫度下烘干處理； (2) 按配方稱取各原料，將聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸、潤滑劑、抗氧劑、 助劑和填料混合均勻； (3) 將上述混合后的原料加入到雙螺桿擠出機中熔融共混，擠出造粒即制得所需生物 降解材料。
[0012] 優選的，所述步驟（3)中熔融共混的溫度為160-180°C，螺桿轉速80-500rpm。
[0013] 本發明的有益效果：本發明優化了生物降解材料的配方，以聚己二酸/對苯二甲 酸丁二醇醋為材料的主要原料，再配以適當的聚乳酸、聚已內酯和其他輔料，獲得的材料經 加工制得的塑料產品綜合力學性能優異，不僅強度高，而且韌性好，不易拉斷，延展性高，易 于加工且廢料可以回收再利用，生產過程沒有污染排放，終端產品在微生物作用下可以完 全分解為有機物，對土壤有補充養分的作用。
【具體實施方式】
[0014] 實施例1: 一種完全生物降解材料，它由以下重量份的原料組成：聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇 醋55份，聚乳酸40份，聚已內酯5份，潤滑劑1份，抗氧劑1份，助劑2份，填料2份。
[0015] 在本實施例中，所述潤滑劑為硬質酸鈉、硬脂酸鎂和亞烷基二脂肪酰胺的混合物， 所述硬質酸鈉、硬脂酸鎂和亞烷基二脂肪酰胺的質量比為：1:1. 2:1. 5。
[0016] 在本實施例中，所述填料為滑石粉、云母、黏土和碳酸鋇，其質量比為1:1:1:1。
[0017] -種完全生物降解材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸和填料在55°C溫度下烘干處理； (2) 按配方稱取各原料，將聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸、潤滑劑、抗氧劑、 助劑和填料混合均勻； (3) 將上述混合后的原料加入到雙螺桿擠出機中熔融共混，擠出造粒即制得所需生物 降解材料。
[0018] 在本實施例中，所述步驟（3)中熔融共混的溫度為160°C，螺桿轉速lOOrpm。
[0019] 實施例2: 一種完全生物降解材料，它由以下重量份的原料組成：聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇 醋60份，聚乳酸38份，聚已內酯3份，潤滑劑1份，抗氧劑2份，助劑3份，填料2份。
[0020] 在本實施例中，所述潤滑劑為硬質酸鈉、硬脂酸鎂和亞烷基二脂肪酰胺的混合物， 所述硬質酸鈉、硬脂酸鎂和亞烷基二脂肪酰胺的質量比為：1:1. 2:1. 5。
[0021 ] 在本實施例中，所述填料為滑石粉、云母、黏土和碳酸鋇，其質量比為1:1:1:1。
[0022] -種完全生物降解材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸和填料在60°C溫度下烘干處理； (2) 按配方稱取各原料，將聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸、潤滑劑、抗氧劑、 助劑和填料混合均勻； (3) 將上述混合后的原料加入到雙螺桿擠出機中熔融共混，擠出造粒即制得所需生物 降解材料。
[0023] 在本實施例中，所述步驟（3)中熔融共混的溫度為170°C，螺桿轉速lOOrpm。
[0024] 實施例3: 一種完全生物降解材料，它由以下重量份的原料組成：聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇 醋65份，聚乳酸35份，聚已內酯2份，潤滑劑2份，抗氧劑4份，助劑5份，填料3份。
[0025] 在本實施例中，所述潤滑劑為硬質酸鈉、硬脂酸鎂和亞烷基二脂肪酰胺的混合物， 所述硬質酸鈉、硬脂酸鎂和亞烷基二脂肪酰胺的質量比為：1:1. 2:1. 5。
[0026] 在本實施例中，所述填料為滑石粉、云母、黏土和碳酸鋇，其質量比為1:1:1:1。
[0027] -種完全生物降解材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸和填料在65°C溫度下烘干處理； (2) 按配方稱取各原料，將聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸、潤滑劑、抗氧劑、 助劑和填料混合均勻； (3) 將上述混合后的原料加入到雙螺桿擠出機中熔融共混，擠出造粒即制得所需生物 降解材料。
[0028] 在本實施例中，所述步驟（3)中熔融共混的溫度為178°C，螺桿轉速300rpm。
[0029] 經過以上工藝步驟后，取出完全生物降解材料樣品，將生物降解材料粒料干燥處理后 加入到單螺桿擠出機中，擠出吹塑，得到全生物降解薄膜，并對其相關性能進行檢測，得出 如下數據：
由以上數據可知，制備出的完全生物降解材料樣品拉伸屈服強度達到了 70MPa左右， 拉伸彈性模量也都大于2500MPa，均處于一個較高的水平，斷裂延伸率在310%以上，不易 拉斷，達到了預期目標，且可完全降解，廢料可回收利用，對環境無污染。
[0030] 顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技 術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其 它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種完全生物降解材料，其特征在于，它由以下重量份的原料組成：聚己二酸/對苯 二甲酸丁二醇醋55-65份，聚乳酸35-40份，聚已內酯2-5份，潤滑劑0-2份，抗氧劑1-4份， 助劑2-5份，填料1-4份。2. 根據權利要求1所述的一種完全生物降解材料，其特征在于：它由以下重量份的原 料組成：聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋57-62份，聚乳酸36-38份，聚已內酯3-4份，潤滑 劑0-1份，抗氧劑2-3份，助劑2-3份，填料1-2份。3. 根據權利要求1所述的一種完全生物降解材料，其特征在于：所述潤滑劑為硬質酸 鈉、硬脂酸鎂和亞烷基二脂肪酰胺的混合物。4. 根據權利要求3所述的一種完全生物降解材料，其特征在于：所述硬質酸鈉、硬脂酸 鎂和亞烷基二脂肪酰胺的混合物中各組分的質量比為：1:1. 2:1. 5。5. 根據權利要求1所述的一種完全生物降解材料，其特征在于：所述填料為滑石粉、云 母、黏土和碳酸鋇中的一種或任意組合。6. 根據權利要求1-5中任一項所述的完全生物降解材料的制備方法，其特征在于：包 括以下步驟： (1) 將聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸和填料在55-65Γ溫度下烘干處理； (2) 按配方稱取各原料，將聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋、聚乳酸、潤滑劑、抗氧劑、 助劑和填料混合均勻； (3) 將上述混合后的原料加入到雙螺桿擠出機中熔融共混，擠出造粒即制得所需生物 降解材料。7. 根據權利要求6所述的一種完全生物降解材料的制備方法，其特征在于：所述步驟 (3)中熔融共混的溫度為160-180°C，螺桿轉速80-500rpm。
【專利摘要】本發明公開了一種完全生物降解材料，涉及高分子材料技術領域，它由以下重量份的原料組成：聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋55-65份，聚乳酸35-40份，聚已內酯2-5份，潤滑劑0-2份，抗氧劑1-4份，助劑2-5份，填料1-4份，本發明優化了生物降解材料的配方，以聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇醋為材料的主要原料，再配以適當的聚乳酸、聚已內酯和其他輔料，獲得的材料經加工制得的塑料產品綜合力學性能優異，不僅強度高，而且韌性好，不易拉斷，延展性高，易于加工且廢料可以回收再利用，生產過程沒有污染排放，終端產品在微生物作用下可以完全分解為有機物，對土壤有補充養分的作用。
【IPC分類】C08L67/02, C08L67/04, C08K3/34, C08K13/02, C08K5/20, C08K3/26, C08K5/098
【公開號】CN105348755
【申請號】CN201510892456
【發明人】曾雅敏, 鄭春生
【申請人】吉林省億陽升生物環保科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月8日