[發(fā)明專利]一種全降解仿真材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811367328.1
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109535670B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周文強(qiáng);顧偉軍;劉桂剛;何坤鵬;何曉峰;成士安
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東眾塑降解材料有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04;C08L97/02;C08L23/06;C08K13/02;C08K3/34;C08K5/20;C08K3/26;C08K5/17
• 代理公司: 東莞市華南專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44215
• 代理人: 李慧

本發(fā)明涉及仿真材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全降解仿真材料及其制備方法，全降解仿真材料包括PBAT、植物纖維粉、礦物粉、生物降解促進(jìn)劑、潤滑劑和抗氧劑。本發(fā)明以PBAT為基體樹脂，以礦物粉為主要改性填充物，植物纖維粉為次要改性填充物，有效提高仿真材料的拉伸性能和抗沖擊性能，并且加入生物降解促進(jìn)劑后，可以提高仿真材料的可降解性，在自然降解的情況下，最終生成二氧化碳和水，參與植物的光合作用，不僅對環(huán)境無污染，而且可以達(dá)到全降解的效果，1年的降解殘重率可以降低至13.4％以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及仿真材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全降解仿真材料及其制備方法。

背景技術(shù)

世界范圍內(nèi)的環(huán)境惡化、資源缺乏等問題日益突出，生態(tài)固體廢棄物對環(huán)境的污染以及所造成的資源浪費(fèi)問題日益嚴(yán)重。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，固體廢棄物的排放量激增。據(jù)估算，全球每年新增固體廢棄物約100億噸，人均2噸。日益增長的固體廢棄物給人類生存環(huán)境帶來了極大的挑戰(zhàn)，已成為環(huán)境污染的主要因素之一。

PBAT屬于熱塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有較好的延展性和斷裂伸長率，也有較好的耐熱性和沖擊性能；此外，還具有優(yōu)良的生物降解性，是目前生物降解塑料研究中非常活躍和市場應(yīng)用最好降解材料之一。

為了改善PBAT的力學(xué)性能，共混改性是常見的方法。在PBAT的共混研究中，纖維素是常見改性材料之一。纖維素來源廣泛，價(jià)格低廉，因此纖維素基復(fù)合材料價(jià)格較低。但纖維素由于是一種多羥基化合物，具有一定的吸水性，與疏水性的PBAT容易出現(xiàn)不相容的現(xiàn)象，反而導(dǎo)致力學(xué)性能的降低，而使用偶聯(lián)劑改性處理又會導(dǎo)致成本的大大提供，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械性能好、降解速度快和具有優(yōu)良加工性的仿真材料，本發(fā)明的另一目的在于提供該仿真材料的制備方法，可以實(shí)現(xiàn)各物料的均勻分散，避免應(yīng)力集中現(xiàn)象發(fā)生，制得的仿真材料具有優(yōu)異性能。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種全降解仿真材料，包括如下重量份的原料：

所述基體樹脂由0～15重量份PLA、55～80重量份PBAT和0～10重量份的PCL組成。

本發(fā)明以PBAT為基體樹脂，以礦物粉為主要改性填充物，植物纖維粉為次要改性填充物，有效提高仿真材料的拉伸性能和抗沖擊性能，并且加入生物降解促進(jìn)劑后，可以提高仿真材料的可降解性，在自然降解的情況下，最終生成二氧化碳和水，參與植物的光合作用，不僅對環(huán)境無污染，而且可以達(dá)到全降解的效果，1年的降解殘重率可以降低至13.4％以下。

其中，所述PLA的熔融指數(shù)為8～10g/min，測試條件為210℃/2.16kg，重均分子量在20000～80000，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60～65℃，結(jié)晶溫度155～160℃。

一般而言，在PBAT中加入PLA可以適當(dāng)提高PBAT的剛性，但本發(fā)明選用的PLA具有較好的加工流動性和韌性，加入至PBAT中可以提高PBAT的斷裂伸長率和缺口沖擊強(qiáng)度，并且仍然保有良好的生物降解性。

其中，所述PBAT的熔融指數(shù)為3～6g/min，測試條件為190℃/2.16kg，重均分子量在30000～100000，維卡軟化點(diǎn)為75～85℃，熱變形溫度為40～50℃。

本發(fā)明選用的PBAT的熔融指數(shù)在3g/min以上，具有較好的加工流動性，而重均分子量在30000以上，PBAT的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、斷裂伸長率等力學(xué)性質(zhì)均有較好的表現(xiàn)，與PLA和PCL具有較好的相容性，并且適當(dāng)粒徑的植物纖維粉和礦物粉也能在PBAT中具有較好的分散性。