[發明專利]一種高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010533893.1
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111548611A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 雷保興
• 申請（專利權）人: 汕頭市雷氏塑化科技有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04;C08L97/02;C08L5/08;C08K3/34;C08K3/22;C08K5/092;C08K5/053;C08K13/02
• 代理公司: 汕頭興邦華騰專利代理事務所(特殊普通合伙) 44547
• 代理人: 張樹峰

本發明提供了一種高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料及其制備方法。本發明提供的高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料包括以下組分：竹粉10～15份、丁二酸8～15份、PBAT30～55份、聚乳酸12～18份、無機粉體助劑15～25份、穩定劑0.5～2份等。通過纖維素、PLA與PBAT大分子鏈上的基團在生物酶催化作用下活化，再在高溫熔融狀態下發生交聯，充分利用PBAT分子鏈段良好的柔軟性和延展性提高復合材料的韌性和抗沖擊性能。本發明制備的高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料安全環保、易降解，可用于生產農用地膜，背心袋，購物袋，平口袋，食品包裝袋，以及刀叉勺、杯蓋、吸管、餐碗、餐盒等一次性餐具產品。

技術領域

本發明涉及生物降解新材料技術領域，特別涉及一種高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料及其制備方法。

背景技術

聚乳酸(PLA)作為一種可降解、可再生的聚合物，具有優異的生物相容性和高強度、高模量的力學性能。但是聚乳酸韌性較差，抗沖擊和抗撕裂能力差，且成本高，與普通石油基塑料相比沒有優勢，造成其大范圍的推廣應用受到限制。將生物質原料如竹粉、木粉，與聚乳酸進行復合制備聚乳酸生物基降解塑料是目前流行的改性處理方法。該方法可在一定程度上降低原料成本，但是采用該方法制備的聚乳酸生物基降解塑料中聚乳酸含量仍然較高。

聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)是一種兼具硬段與軟段的熱塑性彈性體聚合物，擁有較長的脂肪族柔性鏈與芳環構成的剛性側基，結合了聚丙酸丁酯(PBA)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的性能，鏈段具有良好的柔軟性和延展性，是PLA增韌的良好候選物。利用PBAT和PLA熔融共混是改善PLA脆性、提升PLA加工性能的有效途徑。但是為了提高PBAT和PLA的相容性，在制備過程中均不可避免的添加增塑劑、增容劑、偶聯劑等物質，從而引入高分子聚合物，影響材料本身的環保性和安全性。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料及其制備方法，旨在提高聚乳酸生物降解材料的環保性和安全性，并降低生產成本的問題。

為實現上述目的，本發明提出了一種高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料，按質量份數計，所述生物降解塑料包括以下組分：

優選的，所述無機粉體助劑包括：鈦白粉、滑石粉中的至少一種。

優選地，所述鈦白粉與所述滑石粉與的添加比例為1:2～3，所述滑石粉為超細滑石粉，所述超細滑石粉的粒徑為5000～7000目，所述鈦白粉為納米級鈦白粉。

滑石粉是一種層狀的硅酸鹽類成核劑，其典型的層狀結構有利于PLA分子鏈的排列，改善結晶性能。

優選地，所述穩定劑包括：環氧大豆油、甘油中的至少一種。

環氧大豆油可與PBAT在生物降解酶的作用下引發雙鍵交聯反應形成低聚物，降低PLA與PBAT兩相界面的張力，提高界面粘合力。

優選地，按質量份數計，所述甘油的添加量為0.3～0.7份。

優選地，所述甘油與所述環氧大豆油的添加比例為1:1～1.5。

優選地，所述生物酶包括：裂解酶、葡萄糖異構酶、連接酶中的一種或多種。

為實現上述目的，本發明還提出一種高密度竹粉/PBAT/聚乳酸生物降解塑料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將竹粉投入高速研磨機內進行研磨至粒徑為5000～7000目，生物酶、無機粉體助劑投入高速研磨機中混合均勻，得到混合物料A；

(2)將混合物料A直接轉移至捏合混煉機，依次加入聚乳酸、丁二酸、穩定劑進行混煉，混煉時間為5～8h，混煉溫度為90～105℃；