[發明專利]一種可完全生物降解材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910106176.4
• 申請日: 2009-03-23
• 公開（公告）號: CN101519524A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 劉釗;居學成;尹建偉;余漢成;劉勇;翟茂林
• 申請（專利權）人: 深圳市未名北科環保材料有限公司;深港產學研基地產業發展中心
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04;C08L3/04;C08K13/02;C08K3/34;C08K3/26;C08K3/30;C08K5/544;C08K5/5415;B29B9/06
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 曾旻輝;朱曉江

【技術領域】

本發明涉及高分子材料領域，尤其涉及一種可完全生物降解材料及其制備 方法。

【背景技術】

塑料制品因其具有重量輕，機械性能良好，耐水，耐化學腐蝕，外形美觀， 制造及安裝方便，以及價格低廉等特點，在很大程度上迅速代替了金屬，木材， 玻璃甚至紙制品，被廣泛應用于國民經濟各個部門。塑料的誕生確實給人們的 日常生活帶過來很多方便。然而，隨著塑料工業發展到一定的程度，其本身存 在的一些隱患也逐漸暴露出來。塑料的化學穩定性使得塑料在自然界中幾乎不 被降解，塑料垃圾越來越多，棄于環境中的塑料廢棄物殘膜急劇增加，幾乎到 了隨處可見，無處不有的程度。塑料垃圾不僅影響環境美觀，而且污染了水源 和土壤，危及禽畜及野生動物，給地球生態環境帶來了沉重負擔。

目前對塑料廢棄物的處理，主要采用回收，焚燒，掩埋等方法，但效果均 不理想。因而，越來越多的人提倡開發和應用降解塑料，特別是生物降解塑料 的研究與開發已成為受人矚目的研究熱點之一。一般來說，生物降解高分子材 料指的是：在生物或生物化學作用過程中，或生物環境中可發生降解的高分子。 因此，由于其具有生物降解能力，生物降解塑料的使用，可以大大的降低塑料 垃圾給生態環境帶來的污染。在生物降解高分子材料中，種類較多，其中使用 頻繁的有熱塑性淀粉(TPS)，聚己內酯(PCL)，聚乳酸(PLA)，聚丁二酸丁 二醇酯(PBS)等等。其中，在材料的綜合性能方面，以PLA和PBS較為突出。

早在幾年前，可完全生物降解的PCL，PLA，PBS等聚酯已經研發成功， 而且，在日本和美國等地的多家公司已經具備成熟的生產能力，這幾年國內少 數公司也開始生產，但由于這幾種聚酯在價格上比較昂貴，以及部分性能還不 夠完善，聚乳酸等對加工成型設備還需要特殊的要求，合成工藝也較為復雜， 種種條件使得這幾種聚酯還不能普遍被市場接受，所以，必須對以上樹脂材料 進行改性。目前，行業上對PBS和PLA等樹脂的改性已有不少成果，但是部 分的改性產品，為了達到關鍵的性能指標，無法保留產品的完全生物降解性能； 多數改性產品在保留產品的完全生物降解性能的同時，其部分性能要求與現行 的非生物降解塑料產品相比，還有一定的差距；同時，改性后的產品，價格上 還是無法達到或接近目前的通用塑料產品。所以，到目前為止可完全生物降價 材料產品仍然無法得到推廣和大量生產。

同時，由于可完全生物降解材料的不穩定，特別是普通復合變性淀粉的不 穩定性，而使得改性制品存在不少問題，比如：耐候性能不好，導致產品在生 產完成以后存放的一段時間，出現物理性質和力學性能變化，比如硬度變大， 斷裂伸長率下降較明顯等不穩定的情況；耐水性不強，導致產品與水長時間接 觸后，出現外觀不良，硬度下降，產品變軟等現象。以上現象，在一定程度上 限制了改性制品的實用價值。

【發明內容】

本發明的發明目的是提供一種可完全生物降解材料及其制備方法，以克服 目前通用塑料制品不能降解或部分降解而帶來的白色污染問題；克服降解塑料 耐候性，耐水性不好的缺陷；降低可完全生物降解塑料的生產成本，提高其綜 合性能；改善生物降解塑料中各種材料的相容性和加工性能，優化生產工藝。

為達到上述發明目的，本發明提出以下的技術方案：

一種可完全生物降解材料，由以下重量份數的成分組成：

其中所述聚酯樹脂是聚丁二酸丁二醇酯樹脂、聚己二酸丁二醇酯(PBSA)樹脂 及其共聚物中的至少一種。

本發明所提供的可完全生物降解材料中，所述復合變性淀粉是羥烷基取代 的改性淀粉，其取代度為0.05～0.1％；也可以是羥烷基交聯改性淀粉，其交聯 度為5～50％；這些復合變性淀粉的細度為100～600目，水分含量≤8％。

本發明所提供的可完全生物降解材料中，所述聚丁二酸丁二醇酯樹脂、聚 己二酸丁二醇酯樹脂及其共聚物的分子量為5～20萬，所述聚乳酸樹脂及其共 聚物的分子量為5～30萬。

本發明所提供的可完全生物降解材料中，所述無機填料是選自細度在3000 目以上的滑石粉、蒙脫土、高嶺土、云母、碳酸鈣或硫酸鋇中的至少一種。

本發明所提供的可完全生物降解材料中，所述偶聯劑是硅烷類偶聯劑，優 選γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰 氧基丙基三甲氧基硅烷中一種或幾種。