[發明專利]一種生物可降解塑料瓶蓋及其制備方法

在審

• 申請號: 202011146046.6
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112625409A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 鄧琪
• 申請（專利權）人: 威駿（上海）環保包裝有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08L3/06;C08L67/00;C08K13/04;C08K7/14;C08K5/053;C08K3/34;C08K5/523;C08K5/5435;C08K3/22;C08K5/11;C08K5/544
• 代理公司: 長沙智德知識產權代理事務所(普通合伙) 43207
• 代理人: 段芳萼

本發明公開了一種生物可降解復合材料，以及用該復合材料制備得到的塑料瓶蓋，其制備方法包括，步驟1)塑化淀粉制備，將改性淀粉和多元醇加熱塑化，所述多元醇為丙三醇，得到丙三醇塑化淀粉；步驟2)將得到的丙三醇塑化淀粉與聚丁二酸丁二醇酯共混，得到淀粉/PBS材料；步驟3)：按照配方比例，將聚乳酸，淀粉/PBS材料，添加劑、偶聯劑、分散劑、增溶劑、增強劑混合均勻，得混合料；步驟4)：將混合料通過雙螺桿擠出機進行擠出，擠出頭的溫度為梯度溫度；步驟5)：制備得到的復合材料，通過注塑機注塑，得到瓶蓋。該瓶蓋的機械性能和生物兼容性優異，對環境影響較小。

技術領域

本發明屬于生物復合可降解材料領域，尤其涉及一種生物可降解塑料瓶蓋及其制備方法。

背景技術

隨著社會的不斷發展，人們對于環保材料的需求日益增加。近年來，源于可再生、可降解的天然高分子材料受到廣泛關注，而對于可降解的塑料材料的需求，也是近期的研究熱點。

聚乳酸的原材料是玉米、馬鈴薯等，其以乳酸為單體經化學合成或生物合成得到的高分子材料，具有較好的生物兼容性，改材料無毒無刺激性，易被自然界的多種微生物或動植物體內的酶分解代謝，最終形成二氧化碳和水，是理想的綠色高分子材料。聚乳酸制成的產品除能生物降解外，生物相容性、光澤度、透明性好，還具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此在塑料瓶等生活用品上已開始應用。然而聚乳酸的熱變形溫度只有55～65℃，無法直接應用在耐熱性要求較高的產品，甚至不能滿足常規的運輸需求。因此聚乳酸應用于奶瓶，透明水杯等方面時首先需要解決的就是在保證材料透明性的同時，提高材料的耐熱性能。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)由丁二酸和丁二醇經縮合聚合合成而得，樹脂呈乳白色，無嗅無味，易被自然界的多種微生物或動植物體內的酶分解、代謝，最終分解為二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料，具有良好的生物相容性和生物可吸收性。其合成原料來源既可以是石油資源，也可以通過生物資源發酵得到。相比于其他的生物可降解聚酯，PBS在生物降解性、可加工性、熱性能和化學穩定性等方面具有優異的性能。淀粉是自然界來源最豐富的天然高分子化合物，可完全生物降解，正快速成為主要的綠色化工材料，PBS價格較低，熔點為114℃，但脆性大。

為了降低復合材料的成本，通常還需要向復合物中加入其它材料，淀粉材料是一種常用的添加劑，淀粉作為一種“取之不盡用之不竭”的綠色天然聚合物，廣泛存在于各種植物的根、莖、果實、葉等組織中，具有來源廣泛，價格低廉，可完全生物降解等優點，是作為聚乳酸的優良填料。但由于淀粉的親水性和聚乳酸的疏水性，使兩者直接共混時相容性較差，存在相分離，導致聚乳酸/淀粉共混物的機械性能較差。

現有技術中,公開號為：CN111019308A，發明名稱：一種隔熱型PLA復合塑料瓶及其制備方法，其公開了包含如下重量份的組分：聚乳酸粉體45-65份，SiO₂氣凝膠微球5-15份，硅烷偶聯劑KH5500.5-1.5份，天然植物纖維1-5份，增塑劑0.01-0.05份，分散劑0.8-2份。本發明制備得到的塑料瓶綠色環保，可生物降解，二氧化硅氣凝膠是一種輕質多孔結構材料，具有良好的絕熱性能，采用二氧化硅氣凝膠與聚乳酸復合，在滿足復合材料的機械性能良好的情況下，使得制備得到的塑料瓶具有一定的隔熱保溫功能。該發明專利使用二氧化硅氣凝膠作為添加劑，來提高玻璃瓶塑料的隔熱效果，但是對于塑料蓋的制備，并未給出任何的制備方案提示。對于塑料瓶蓋的，其要求材料具有較高的硬度和適應的韌性，而對于目前PLA材料而言，單純的PLA材料是無法滿足瓶蓋材料的性能需求。

基于現有技術公開的內容，本發明旨在制備一種生物可降解的復合材料，該材料可以用于制備塑料瓶蓋，該復合材料具備優異的硬度和適應的韌性，在力學性能和耐熱性能上具有顯著的提高。

發明內容