[發明專利]一種生物降解材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201410408055.6
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN105419261A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 張磊
• 申請（專利權）人: 青島煒燁鍛壓機械有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08L91/00;C08L71/08;C08K5/29;C08K5/544;B29C47/92;B29C55/28
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技術領域

本發明涉及高分子化合物的組合物，具體涉及一種生物降解材料，以及這種生物降解材料的制備方法和應用。

背景技術

自20世紀30年代塑料材料投入使用以來，以其質輕、價廉、外表光潔美觀、耐腐蝕、生產工藝簡單等卓越特性，廣泛應用于國民經濟各部門和人民生活各領域。由于塑料的大量應用，廢棄塑料制品與日俱增，而塑料大多性能穩定，因此出現了所謂的白色污染，給環境帶來了很大的危害。近年來，人們對廢棄塑料的治理采取了積極的措施，例如，塑料包裝材料的減量化，多次重復使用，以及回收再利用等等。然而，對于那些不易回收、回收價值不大或者回收利用在經濟上難以運行的制品，如購物袋、一次性餐具、農用地膜、醫用塑料制品等，采用降解塑料制作則更為有利。

但是降解塑料是較晚發展起來的材料，目前還處于一個成長、完善的階段?，F有的降解塑料雖然具有生物可降解性，有利于環境保護，但大多不能保持良好的透明性，且/或力學性能不佳，所制作的制品特別是薄膜類制品容易破損。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種生物降解材料，以及這種生物降解材料的制備方法和應用，這種生物降解材料不但具有生物降解性，而且具有優異的力學性能，并保持較好的透明性。采用的技術方案如下：

一種生物降解材料，其特征在于由下述重量百分比的原料制成：

3-羥基丁酸和4-羥基丁酸共聚物10~35%；

聚丁二酸丁二醇酯10~35%；

聚乳酸0~50%；

植物油5~25%；

增塑劑1~10%；

反應促進劑0.02~5%。

上述3-羥基丁酸和4-羥基丁酸共聚物、聚丁二酸丁二醇酯、植物油、增塑劑和反應促進劑組合在一起，體現出良好的斷裂伸長率和良好的拉伸強度，整體力學性能較好。

優選上述生物降解材料由下述重量百分比的原料制成：

3-羥基丁酸和4-羥基丁酸共聚物15~22%；

聚丁二酸丁二醇酯15~22%；

聚乳酸25~50%；植物油14~25%；

增塑劑5~10%；

反應促進劑1~5%。

上述重量配比的3-羥基丁酸和4-羥基丁酸共聚物、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、植物油、增塑劑和反應促進劑組合在一起，體現良好的斷裂伸長率和優異的拉伸強度，綜合性能優異。

進一步優選上述生物降解材料由下述重量百分比的原料制成：

3-羥基丁酸和4-羥基丁酸共聚物15~19%；

聚丁二酸丁二醇酯15~19%；

聚乳酸37~50%；

植物油14~18%；

增塑劑5~7%；

反應促進劑1~2%。

上述重量配比的3-羥基丁酸和4-羥基丁酸共聚物、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、植物油、增塑劑和反應促進劑組合在一起，具有良好的斷裂伸長率和非常優異的拉伸強度，非常適合于制作購物塑料袋等制品。

上述3-羥基丁酸和4-羥基丁酸共聚物、聚丁二酸丁二醇酯能夠提高本發明生物降解材料的斷裂伸長率。

上述聚乳酸可采用L型聚乳酸、D型聚乳酸或者LD混合型聚乳酸。聚乳酸能夠提高本發明生物降解材料的強度。

優選上述植物油為菜籽油、蓖麻油、大豆油、花生油、椰子油、棕櫚油、亞麻油、棉籽油、玉米油、葵花籽油、松子油和桐油中的一種或其中多種的組合。加入植物油，通過植物油中的反應活性基團與基體樹脂（即3-羥基丁酸和4-羥基丁酸共聚物以及聚丁二酸丁二醇酯）中的活性官能團的相互作用，以達到增容目的。

上述增塑劑為山梨醇、聚乙二醇、乙?；瘷幟仕岷透视椭械囊环N或其中多種的組合。加入增塑劑，能夠提高聚合物鏈的移動性能，使生物降解材料的可塑效果得到提高，降低生物降解材料的脆性，提高生物降解材料的柔性。

優選上述反應促進劑為偶聯劑和催化劑中的一種或兩者的組合。

優選上述偶聯劑為硅烷化合物和異氰酸酯化合物中的一種或兩者的組合。作為優選，上述偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）和聚甲基對苯異氰酸酯（簡稱PMDI）中的一種或者其中多種的組合。

優選上述催化劑為有機酸和無機質子酸中的一種或兩者的組合。作為優選，上述催化劑為檸檬酸、己二酸、丁二酸和鹽酸中的一種或者其中多種的組合。