[發明專利]一種可完全生物降解塑料膜的母料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210055518.6
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102604164A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 裘陸軍;裘煜;畢道成;張陸祥;宓可均;楊文斌
• 申請（專利權）人: 浙江天禾生態科技有限公司
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L67/04;C08J3/22;C08B31/00
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技術領域

本發明屬于高分子膜技術領域，特別是涉及一種可完全生物降解塑料膜的母料配方及其制備方法。

背景技術

已知的可降解塑料材料，因含有聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴成份，以致廢棄后降解不徹底，“白色污染”問題未得到完全解決，生活中大量的塑料垃圾給環境造成了很大壓力。

近年來，《聚已內酯的特性介紹及其應用前景》、《生物基可降解塑料聚乳酸的生產技術研究》、《中國塑協降解塑料第三屆專委會的論文集》、《微生物合成聚羥基脂肪酸酯高分子母料》、《生物分解塑料與生物基塑料》等文獻資料披露：帶有酯基的聚環內酯塑料母料如聚乙交酯、聚已內酯、聚羥基脂肪酸酯等，可以被微生物分泌的酶迅速降解，其主鏈上酯基—O—C—能迅速斷裂生成二氧化碳和水達到完全生物降解。但因這類母料的單位生產成本高（5—6美元/公斤）且是非速生資源，在市場上難以推廣。而且含有聚環內酯的塑料因降解塑料的可控性受配方的影響，力學強度和化學耐油性、耐久性、耐熱性等特性不同。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種單位生產成本較低的可完全生物降解的塑料膜母料及其制備方法。

本發明的技術方案：一種可完全生物降解塑料膜的母料，其配方（按重量計）是：淀粉100份，偶聯劑2-9份，分散劑8-18份，聚環內酯8-25份，聚乳酸1-50份，聚羥基丁酸戊酸共聚酯（PHBV）8-15份，增塑劑10-25份，抗結劑0.15-1.0份，助氧化劑0.15-1.2份，化學促降劑1-15份。

所述偶聯劑為鋁酸酯或二異氰酸酯；

所述分散劑為甘油、玉米油或白油；

當制備可完全生物降解的工程塑料母料時所述聚環內酯為分子結構中重復單元鏈節短、剛性大、硬度高的聚環內酯，優選為聚乙交酯或聚丙交酯。

當制備可完全生物降解的薄膜塑料母料時所述聚環內酯為分子結構中重復單元鏈節長、柔性大、韌性強的聚環內酯，優選為聚己內酯或聚羥基脂肪酸，優選為聚β—羥基丁酯。

所述增塑劑為硅烷改性低分子蠟（CH-PA）或乙烯—醋酸乙烯共聚（EVA）低分子蠟；

所述助氧化劑為低溫熱氧化劑或不飽和脂肪酸；

所述化學促降劑為過度金屬的羥酸鹽類；

所述抗結劑為硅鋁酸鈉或二氧化硅等。

以淀粉為主要材料，以聚乳酸(PLA)，聚羥基丁酸戊酸共聚酯（PHBV）等可生物分解的樹脂為輔料的配方體系，制備使用性能好、低成本的生物基全降解膜。

以淀粉為主要材料，以聚羥基丁酸戊酸共聚酯（PHBV）、聚乳酸（PLA）等可生物分解的樹脂為輔料的生物分解制品。淀粉是一種可再生資源，易加工制得，價格便宜，也是微生物利用的主要碳源之一，又因為淀粉有很好的成膜性，因此，生物基全降解膜生產過程中選擇了淀粉作為全降解膜的主要原料。聚乳酸的特性決定了添加了聚乳酸(PLA)的塑料具有比一般塑料優越的強度、透明度及對氣候變化的抵抗能力。聚羥基丁酸戊酸共聚酯（PHBV）則具有良好的生物相容性、生物降解和生物可吸收性性能，PHBV樹脂物理性能與PP相近，相容性好，熔點低，是非常理想的熱塑性材料。為了使膜類產品有較好的使用性能和較低的生產成本，我們進行了復配使用。PHBV等是疏水性樹脂，而淀粉等填料助劑是親水性物質，為了提高混合效果，通過配方創新加入相關偶聯劑等以及工藝上的創新，解決各種材料的相容性問題。僅僅采用上述配方所制得材料，還存在產品拉伸性能差，易脆等特點，聚乳酸和少量添加一種可生物分解的增塑劑，可有效改善材料加工和使用要求，并選用合適的交聯劑，以提高膜的耐水性能。

生物基降解膜生產原料中聚羥基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)、聚乳酸（PLA）通過淀粉等原料生物發酵獲得，相比其它塑料包裝材料的原料PP、PE、PS、PVC，可以減少對石油副產品資源使用的依賴，符合當前資源節約型社會的建設趨勢。同時，產品廢棄時能過生物分解可完全分解為二氧化碳和水，實現循環型生產。

在本發明的可完全生物降解塑料母料的上述組成中，加入增塑劑、分散劑是為了降低聚環內酯的塑化溫度，使之能和淀粉較好的混煉結合。

在本發明的可完全生物降解塑料母料的上述組成中，因為淀粉分子鏈節上有三個羥基為親水基團，而聚環內酯只有在鏈尾才有這樣的基團，為了二者能夠很好的結合，所以還需加入偶聯劑進行改性。

本發明的可完全生物降解塑料母料的制備方法包括以下步驟：