[發明專利]一種可生物降解的改性聚乳酸膠帶及其制備方法

有效

• 申請號: 201710075796.0
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106833449B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 周春年;楊春香;彭霞;羅勇鋒;周彬
• 申請（專利權）人: 深圳市壹零壹工業設計有限公司
• 主分類號: C09J133/08
• 分類號: C09J133/08;C09J7/25;C09J7/38;C08L67/04;C08L67/02;C08L1/02;C08L3/02;C08F220/18;C08F218/08;C08F220/28;C08F220/06;C08F230/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明涉及一種可生物降解的改性聚乳酸膠帶及制備方法。所述的可降解膠帶的構成包括以聚乳酸(PLA)、丁二酸丁二醇酯?己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)、納米纖維素和熱塑性淀粉(TPS)為基材，改性丙烯酸酯壓敏膠為黏膠。所述的基材層為無毒、無污染的混合可降解材料層，所述的膠黏劑為改性耐高溫的壓敏膠。該可降解膠帶選材合理，安全環保，不僅滿足膠帶的剝離強度、持黏性等要求，而且還具備優良的可生物降解性，能在微生物作用下降解為水和二氧化碳，且在多等方面具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于高分子材料加工領域，更具體的說涉及一種可生物降解的改性聚乳酸膠帶及其制備方法。

背景技術

常見聚合物材料的廢棄物在給環境帶來負面影響外，除了本身不可自然降解，不良增塑劑和防老劑的使用進一步添加了其危害度。綠色材料的開發和研究將有助于緩解這些實際生產和應用中的問題。

綠色可降解材料來源廣泛、耗能低、易回收循環利用率高，在生產、使用、廢棄及回收利用處理過程中，可做到資源和能源的節約，廢棄后能以較快速度降解或再利用，不造成對生態平衡的破壞，同時這種材料對人體無害。生物質材料PLA和PBSA正是符合這些要求的理想材料之一。

聚乳酸(PLA)是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物，原料來源充分而且可以再生。PLA的生產過程無污染，而且產品可以生物降解，實現在自然界中的循環，因此是理想的綠色高分子材料。盡管PLA具有優良的力學性能，但因脆性大而限制了其在許多方面的應用。丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)是一種熱塑性脂肪族聚酯，具有可生物降解性，可熔融加工性，良好的機械性能、耐熱性和耐化學腐蝕性。

膠帶在人們日常生活中應用非常廣泛，隨著人們對環保意識的不斷增強，環保可降解型的膠帶研發也逐漸受到青睞。現階段，國內對可降解膠帶的研發較少，市場上也少有較成熟的產品推出。

發明內容

本發明人通過研究發現將PBSA按一定質量比添加到PLA可有效改善PLA制備薄膜過程中存在的缺陷。納米纖維素由于其質輕且具有優良的可生物降解性、可再生性，用其作為PLA的填充材料，可以提高PLA復合材料的力學性能和阻隔性能，并改善PLA的熱學性能及降解性能。此外，TPS的添加不僅降低了PLA材料產品的成本，更有可能進一步提高其降解速率。并且通過加入有機硅單體(KH570)及外加水性多異氰酸酯(GH)固化劑對丙烯酸酯壓敏膠改性，制備得到的膠粘劑的綜合性能相對最好。

本發明的目的是針對上述需求，提供一種可生物降解的改性聚乳酸膠帶，該新型膠帶選才合理，不僅安全可降解，還能滿足持黏性和剝離強度的要求。

本發明的另一目的是提供一種制備上述膠帶的方法。

為實現上述目的，針對聚乳酸自身的加工特性，選用PBSA、TPS及納米纖維素按一定質量比與其共混熔融進行改性，制備出混合材料以改善PLA加工中存在的缺陷。

本發明所述可降解的改性聚乳酸膠帶，其特征在于，所述的可降解膠帶包括基材層、膠黏劑層。所述的膠黏劑層位于基材層表面，所述的基材層為無毒、無污染的可降解混合材料，所述的膠黏劑為改性的耐高溫丙烯酸酯壓敏膠。

所述的基材為聚乳酸(PLA)、10-20％丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)、0-3％納米纖維素和0-30％熱塑性淀粉(TPS)(均相對于PLA質量而言)，基材膜厚度為20μm-150μm，所述的膠黏劑為壓敏膠。改性PLA基材膜的制備工藝路線如附圖2所示。

所述的膠黏劑進一步選自改性耐高溫的壓敏膠，主要是采用半連續種子乳液聚合法，通過加入有機硅單體(KH570)及外加水性多異氰酸酯(GH)固化劑對丙烯酸酯壓敏膠改性，制備的一種改性丙烯酸酯壓敏膠。

本發明更優選的改性耐高溫丙烯酸酯壓敏膠黏劑，其單體組成如下：