[發(fā)明專利]一種可生物降解復(fù)合材料及其制備方法和可生物降解透氣膜

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• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN113462132A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雷;吳摞;劉玉城;李榮群
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥圓融新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L67/02
• 分類號(hào): C08L67/02;C08L29/04;C08L67/04;C08K3/26;C08K5/053;C08K5/06;C08K13/02;C08J5/18
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 張夢媚

本發(fā)明公開了一種可生物降解復(fù)合材料及其制備方法和可生物降解透氣膜，其由聚丁二酸丁二醇酯25?30份、聚乙烯醇20?30份、碳酸鈣20?30份、甘油2?4份、山梨醇1?2份、二乙二醇3?6份、聚乳酸5?10份、抗氧劑0.1?0.3份、潤滑劑1?2份和擴(kuò)鏈劑0.1?0.3份按照重量份制備而成。該可生物降解復(fù)合材料的穩(wěn)定性和可塑性高，后續(xù)吹塑成膜過程能穩(wěn)定成型，且無孔洞、花紋、氣泡等缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可生物降解復(fù)合材料及其制備方法，還涉及一種由該可生物降解復(fù)合材料制得的可生物降解透氣膜。

背景技術(shù)

目前透氣膜主要以LLDPE、PU等基體樹脂為主，用超細(xì)碳酸鈣填充改性，廣泛應(yīng)用在醫(yī)用防護(hù)服、嬰兒紙尿褲、成人紙尿褲、衛(wèi)生巾、暖寶寶和包裝領(lǐng)域。而傳統(tǒng)的改性塑料無法生物降解，只有小部分能夠循環(huán)利用，逐年累積產(chǎn)生大量的塑料垃圾嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡，對人們的生活環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。因此，生物降解改性塑料的發(fā)展和應(yīng)用十分迫切，尤其是一次性消耗品如一次性餐具、一次性包裝膜、農(nóng)用膜、購物袋等采用生物降解材料能極大的改善塑料垃圾對生態(tài)環(huán)境的污染。

目前生物降解塑料主要用于一次性餐具(如杯子、吸管、餐盒)、購物袋、包裝膜等，而生物降解透氣膜研究較少。目前生物降解透氣膜主要應(yīng)用在包裝領(lǐng)域和農(nóng)用地膜等，其除了具有生物降解性，還具有較好的透氣性，在包裝領(lǐng)域如衛(wèi)材包裝和食品包裝增加透氣性同時(shí)可隔斷水分和微生物，有利于延長保質(zhì)期。生物降解透氣膜應(yīng)用在農(nóng)用膜領(lǐng)域，可以和外部空氣動(dòng)態(tài)交換，膜內(nèi)部的封閉空間中的氧氣和二氧化碳可以有個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)，既有一定的保溫作用，同時(shí)有充分的濕度和氧氣，有利于農(nóng)作物的快速生長。這種生物降解透氣膜可以完全生物降解，極大的改善了傳統(tǒng)塑料膜對環(huán)境的破壞。

目前生物降解透氣膜常用生物降解材料有PBAT、PLA、PBS、淀粉等，通過加入碳酸鈣共混改性，由于生物降解材料的加工性能較傳統(tǒng)材料如PE、PP較差，易出現(xiàn)分解改性后的材料吹膜容易發(fā)黃、破洞、產(chǎn)生暗紋、氣泡等缺陷。并且在填充大量碳酸鈣分體后材料的韌性下降，同時(shí)加工過程中產(chǎn)生大量的剪切熱，進(jìn)一步增加了材料分解，上述缺陷將愈加嚴(yán)重，甚至無法吹膜成型。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明有必要提供一種可生物降解復(fù)合材料及其制備方法和可生物降解透氣膜，通過特殊塑化改性和擴(kuò)鏈劑技術(shù)，顯著提高了可生物降解復(fù)合材料的穩(wěn)定性和可塑性，從而保證了后續(xù)吹塑成膜過程能穩(wěn)定成型，避免產(chǎn)生孔洞、花紋、氣泡等缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明首先提供了一種可生物降解復(fù)合材料，其由聚丁二酸丁二醇酯(PBS)25-30份、聚乙烯醇(PVA)20-30份、碳酸鈣20-30份、甘油2-4份、山梨醇1-2份、二乙二醇3-6份、聚乳酸(PLA)5-10份、抗氧劑0.1-0.3份、潤滑劑1-2份和擴(kuò)鏈劑0.1-0.3份按照重量份制備而成。

本發(fā)明中利用甘油、山梨醇、二乙二醇對PVA進(jìn)行塑化改性后，將其引入PBS中，一方面提高了熱塑加工性能，另一方面提高了生物降解速度，顯著提高了生物降解效率。此外，在體系中引入適量的PLA提高了后續(xù)吹塑成膜后的膜強(qiáng)度和硬度，改善了材料的吹膜穩(wěn)定性，并且PLA的加入極大程度降低了材料的分解，改善了碳酸鈣的分散。進(jìn)一步的，本發(fā)明中通過引入擴(kuò)鏈劑和潤滑劑體系，有效的保證了材料的熔體強(qiáng)度，減少了材料的熱分解，促進(jìn)了碳酸鈣的分散，使得材料在吹塑成膜過程中能夠穩(wěn)定成型，避免產(chǎn)生孔洞、花紋、氣泡等缺陷。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中的可生物降解復(fù)合材料主要用于吹塑成膜，因此，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述聚丁二酸丁二醇酯選自吹塑級(jí)。

進(jìn)一步的，所述聚乙烯醇的聚合度≥1700，醇解度范圍為88％-90％，優(yōu)選的，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，聚合度為1700、醇解度88％。

進(jìn)一步的，所述碳酸鈣選自微細(xì)碳酸鈣，其D50在1.5-2μm。