[發(fā)明專利]一種增強型全生物降解材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710167009.5
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106883564B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 秦文生;陸海榮;秦體文
• 申請（專利權）人: 蘭州鑫銀環(huán)橡塑制品有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04;C08K5/5425;C08K5/057;C08K7/24
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產(chǎn)權代理有限公司 11514
• 代理人: 安娜

本發(fā)明涉及一種增強型全生物降解材料及其制備方法。全生物降解材料的原料組分按重量計，包括：聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯61?69.5重量份、聚乳酸27?30重量份、碳納米管0.5?1重量份以及偶聯(lián)劑2?8重量份。本發(fā)明提供的全生物降解材料中，通過添加適量的碳納米管，可使制備得到的全降解材料具有優(yōu)異的機械力學性能；且該全生物降解材料成膜性好，由其制備得到的薄膜具備高拉伸強度和高伸長率；與普通全生物降解材料制成的薄膜相比，本發(fā)明提供的全生物降解材料制成的薄膜拉伸強度和伸長率均可提高50％以上。此外，本發(fā)明提供的全生物降解材料能快速降解為二氧化碳、水和腐殖質(zhì)等，不會對環(huán)境造成任何污染。

技術領域

本發(fā)明涉及降解材料技術領域，具體涉及一種增強型全生物降解材料及其制備方法。

背景技術

塑料作為一種價廉物美的材料，廣泛應用于包裝材料和一次性用品中。但長期大量使用塑料制品嚴重污染環(huán)境，且造成了嚴峻的白色污染。眾所周知，白色污染引起的生態(tài)災難已經(jīng)成為二十一世紀困擾人類生存與發(fā)展的重大難題之一。

為了減少白色污染、保護生態(tài)環(huán)境，對于可降解材料的研究、開發(fā)和使用顯得尤為重要。目前，常用的可生物降解塑料有聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯、聚己二酸丁二酸丁二醇酯、聚己內(nèi)酯、聚乙烯醇、聚-3-羥基丁酸酯、聚羥基烷酸酯以及脂肪族芳香族共聚物等。然而，該類可生物降解雖然具有良好的物理力學等性能，但與同樣厚度的普通聚乙烯材料制成的薄膜相比，其拉伸強度和伸長率偏小；為了滿足不同的實際需要，人們普遍采用增加可降解材料厚度的辦法來提高其機械力學性能。基于此，研究一種新型的降解材料迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種增強型全生物降解材料及其制備方法。本發(fā)明提供的全生物降解材料中，通過添加適量的碳納米管，可使制備得到的全降解材料具有優(yōu)異的機械力學性能；且該全生物降解材料成膜性好，由其制備得到的薄膜具備高拉伸強度和高伸長率。本發(fā)明提供的全生物降解材料和普通全生物降解材料制成的薄膜相比，拉伸強度和伸長率可提高50％以上。此外，本發(fā)明提供的全生物降解材料能快速降解為二氧化碳、水和腐殖質(zhì)等，不會對環(huán)境造成任何污染。

為此，本發(fā)明提供如下技術方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種全生物降解材料，原料組分按重量計，包括：聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯61-69.5重量份、聚乳酸27-30重量份、碳納米管0.5-1重量份以及偶聯(lián)劑2-8重量份。具體地，聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT,牌號為Ecoflex FBX7011)，是己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，結(jié)晶溫度約為110℃，熔點約為130℃，密度為1.18g/ml-1.3g/ml，熔體體積速率為2-4mL/10min。此外，本發(fā)明所用的聚乳酸(具體可選用6201D、4032D和3251D中的一種或多種)熔體體積速率為15-30mL/10min(根據(jù)ISO 1133，190℃和2.16kg時的MVR)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為55℃-60℃。

在本發(fā)明的進一步實施方式中，偶聯(lián)劑包括硅烷偶聯(lián)劑1-5份和鈦酸酯偶聯(lián)劑1-3份。

在本發(fā)明的進一步實施方式中，硅烷偶聯(lián)劑包括乙烯基三乙氧基硅烷，鈦酸酯偶聯(lián)劑包括異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯。

在本發(fā)明的進一步實施方式中，碳納米管為羥基化碳納米管，且羥基化碳納米管的直徑30nm-50nm。具體地，羥基化碳納米管外徑為30nm-50nm，長度為0.5-2μm，羥基含量為0.5-2wt％。

第二方面，本發(fā)明提供一種全生物降解材料的制備方法，包括以下步驟：S101：將聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯和聚乳酸進行真空干燥；S102：將碳納米管、偶聯(lián)劑與干燥后的聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯和聚乳酸混合均勻后造粒，之后用雙螺桿擠出機造粒，得到全生物降解材料。具體地，S101中，將聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯和聚乳酸在真空度為0.08MPa-0.06MPa，溫度為55℃-65℃的條件下干燥100min-300min。