[發(fā)明專利]一種生物可降解吸管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911119087.3
• 申請(qǐng)日: 2019-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN111040398B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李進(jìn);吳興旺;劉之燁;戴春發(fā);王仕杰;吳立豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中船重工鵬力（南京）塑造科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L67/04
• 分類號(hào): C08L67/04;C08L97/02;C08L91/00;C08K5/10;C08K5/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開一種生物可降解吸管及其制備方法，該吸管按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括如下組分：聚乳酸50～80％，聚羥基脂肪酸酯10～40％，竹粉3～12％，環(huán)氧大豆油1～2％，鋁鈦偶聯(lián)劑0.3～1％，潤(rùn)滑劑0.1～1％，抗水解劑0.1～1％。其制備方法為：將竹粉和鋁鈦偶聯(lián)劑攪拌均勻得到竹粉預(yù)處理料備用；在100～250r/min的攪拌速度下，向聚乳酸和聚羥基脂肪酸酯的樹脂混合物中依次加入環(huán)氧大豆油、竹粉預(yù)處理料、潤(rùn)滑劑和抗水解劑，攪拌均勻，形成聚乳酸混合料；將聚乳酸混合料加入雙螺桿擠出設(shè)備中，擠出吸管管胚，管胚在牽引設(shè)備牽引下依次經(jīng)水冷、風(fēng)冷、除水和切割，得到生物可降解吸管產(chǎn)品。本發(fā)明的生物可降解吸管材料可以有效延長(zhǎng)PLA吸管的降解時(shí)間，提供PLA吸管的力學(xué)性能，并有效改善吸管抑制有害菌的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種吸管材料及其制備方法，特別涉及一種生物可降解吸管及其制備方法，屬于高分子材料及其加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

吸管產(chǎn)品是飲用各類飲料的用品，它極大的方便了人們的日常的飲食生活，已成為日常生活中必不可少的用品。但是，傳統(tǒng)吸管材料通常為聚丙烯等，這些無回收價(jià)值又無法快速降解的塑料吸管的大量使用，給人們生活環(huán)境造成嚴(yán)重的白色污染。基于此，人們開始使用生物可降解材料聚乳酸作來替代傳統(tǒng)的聚丙烯吸管。

然而，聚乳酸材料因硬而脆、韌性差等問題無法滿足現(xiàn)有塑料吸管的生產(chǎn)成型要求，造成聚乳酸吸管無法全面替代塑料吸管的困局。目前聚乳酸吸管主要存在如下技術(shù)問題：傳統(tǒng)的聚乳酸吸管耐熱溫度低，保存環(huán)境溫度超過60℃時(shí)，產(chǎn)品在短時(shí)間內(nèi)快速降解造成吸管整體降解脆裂無法使用的現(xiàn)象，使得吸管產(chǎn)品還在貨架期就失效，造成大量材料浪費(fèi)，不利于環(huán)保性聚乳酸材料的推廣使用；同時(shí)聚乳酸吸管產(chǎn)品生產(chǎn)儲(chǔ)存過程中表面容易滋生有害微生物，造成食品安全問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有聚乳酸吸管材料存在的力學(xué)性能差、耐熱溫度低易降解、儲(chǔ)存過程中易滋生有害微生物等問題，本發(fā)明提供了一種生物可降解吸管，另外，還提供了一種該生物可降解吸管的制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種生物可降解吸管，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括如下組分：聚乳酸50～80％，聚羥基脂肪酸酯10～40％，竹粉3～12％，環(huán)氧大豆油1～2％，鋁鈦偶聯(lián)劑0.3～1％，潤(rùn)滑劑0.1～1％，抗水解劑0.1～1％。

上述組分中，聚乳酸(以下簡(jiǎn)寫為“PLA”)、聚羥基脂肪酸酯(以下簡(jiǎn)寫為“PHA”)和竹粉為主要原料。優(yōu)選的，聚乳酸的重均分子量為10～25萬。聚羥基脂肪酸酯優(yōu)選為3-羥基丁酸酯和3-羥基戊酸酯的共聚物，其重均分子量≥25萬，沖擊強(qiáng)度≥6KJ/m²。竹粉為粉料狀，其粒徑優(yōu)選為150～200目，用于提高材料的耐熱性和剛性。

環(huán)氧大豆油、鋁鈦偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑、抗水解劑為輔助成分。較優(yōu)的，環(huán)氧大豆油的環(huán)氧值為6.0-6.5％，用于提高吸管的塑性、熱穩(wěn)定性，在加工中可改善吸管的回彈性和成型穩(wěn)定性。鋁鈦偶聯(lián)劑為市售的鋁鈦復(fù)合型偶聯(lián)劑，用于改善竹粉和復(fù)合材料的界面作用，提高吸管的綜合性能。潤(rùn)滑劑優(yōu)選采用乙撐雙硬脂酸酰胺(以下簡(jiǎn)寫為“EBS”)，能顯著改善樹脂、填料的分散性，在加工中，可改善樹脂的流動(dòng)性，提高工效，使制品有光澤，色彩均勻鮮艷。抗水解劑可為聚碳化二甲胺、化二甲胺中的至少一種，可降低PLA/PHA在加工過程中出現(xiàn)的降解。

本發(fā)明所述的一種生物可降解吸管的制備方法，包括如下步驟：

(1)將竹粉和鋁鈦偶聯(lián)劑攪拌均勻得到竹粉預(yù)處理料，備用；

(2)將聚乳酸和聚羥基脂肪酸酯加入攪拌機(jī)，在100～250r/min的攪拌速度下，依次加入環(huán)氧大豆油、竹粉預(yù)處理料、潤(rùn)滑劑和抗水解劑，攪拌均勻，形成聚乳酸混合料；

(3)將聚乳酸混合料加入雙螺桿擠出設(shè)備中，通過熔融、混煉、擠出吸管管胚，管胚在牽引設(shè)備牽引下依次通過水冷裝置、風(fēng)冷裝置、除水裝置和切割裝置，得到生物可降解吸管產(chǎn)品。