本發(fā)明涉及無紡布領(lǐng)域，尤其涉及一種植物基生物可降解無紡布及其制備方法。

背景技術(shù)：

無紡布(英文名:Non Woven Fabric)是由定向的或隨機(jī)的纖維構(gòu)成，是新一代環(huán)保材料，具有防潮、透氣、柔韌、質(zhì)輕、不助燃、容易分解、無毒無刺激性、色彩豐富、價格低廉、可循環(huán)再用等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于尿布、手術(shù)衣、購物袋、服裝輔料和一次性日用制品等諸多領(lǐng)域 。

由于無紡布的成本低廉和廣泛應(yīng)用且多用于一次性產(chǎn)品，因此人們對無紡布產(chǎn)品通常采取用后即棄的處理方式。但目前市場上大多數(shù)無紡布多是用聚丙烯、丙綸絲原料制成，如果對廢棄的無紡布釆用焚燒方式來處理,會造成空氣污染；而采用填埋處理則上百年難以分解造成土壤環(huán)境污染。

申請?zhí)枮?01310067606.2的中國專利公開了一種生物基無紡布，所述生物基無紡布各組分按質(zhì)量份數(shù)計的配比為：聚丙烯30～60；淀粉25～55；增塑劑5～10；聚丙烯流動助劑0.5～2；填料0.5～5。雖然該發(fā)明中使用的淀粉一定程度上能使聚丙烯改性材料崩解成碎片， 滑石粉、云母等填料一定程度上減少了聚丙烯的用量，達(dá)到降低成本的目的，但是由于紡粘聚丙烯專用料所占比例大大高于淀粉，所以實際上該產(chǎn)品依然不能通過堆肥自然降解。因此，需要開發(fā)一種真正環(huán)境友好的無紡布產(chǎn)品。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種節(jié)能低碳可堆肥化處理的植物基生物可降解無紡布。

實現(xiàn)本發(fā)明目的一的技術(shù)方案是，一種植物基生物可降解無紡布，其包括以下組分：

生物可降解聚合物 40～80 份；

植物基粉料 20～50 份；

增塑劑 3～8 份；

偶聯(lián)劑 1～3 份；

穩(wěn)定劑 0.5～3 份；

潤滑劑 1～5 份；

其中，所述增塑劑為環(huán)氧大豆油、丙三醇、環(huán)烷基橡膠油、白礦油、合成植物脂中的一種或其任意組合；

所述偶聯(lián)劑為鋁鈦酸脂偶聯(lián)劑、硼酸脂偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、硬酸脂中的一種或其任意組合；

所述穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸錫、硬脂酸鹽、硬脂酸鈣鋅中的一種或其任意組合；

所述潤滑劑為石蠟、聚已烯蠟的一種或其任意組合。

優(yōu)選地，所述的植物基粉料為玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉、木粉、竹粉中的一種或其任意組合。

優(yōu)選地，所述的生物可降解聚合物為聚已內(nèi)脂、聚乳酸、聚乙烯醇、聚乙交酯，聚丁二酸丁二醇酯、二氧化碳/環(huán)氧丙烷共聚物、二氧化碳/環(huán)氧乙烷共聚物、聚-3-羥基丁酸脂、聚羥基丁酸/戊酸酯、（丁二酸/已二酸/丁二醇酯）共聚物的一種或其任意組合。

優(yōu)選地，所述組分中還包括用于調(diào)色的色母料，所述色母料用量為1～3 份，云母料使植物基生物可降解無紡布的視覺效果更好，顏色更加豐富多彩。

本發(fā)明使用偶聯(lián)劑使植物基粉料親水性變成疏水性，從而消除與生物可降解聚合物的極性差異；使用增塑劑使植物基粉料具有熱塑性，從而提高植物基粉料與生物可降解聚合物的相容性；使用穩(wěn)定劑可以減慢植物基粉料的物理反應(yīng)，保持化學(xué)平衡，降低表面張力防止過早熱分解或氧化分解；使用潤滑劑提高植物基粉料的可塑性和熔體流動速率，塑化效果好。發(fā)明目的一實現(xiàn)的植物基生物可降解無紡布采用價廉的植物基粉料與其他生物可降解聚合物的材料共混，制得的產(chǎn)品不但具有良好的彈性、機(jī)械強(qiáng)度和布料的柔韌性能，并且可以大幅降低成本，與傳統(tǒng)聚丙烯無紡布相比還具有更優(yōu)異的環(huán)境友好性。

本發(fā)明的目的之二在于提供上述植物基生物可降解無紡布的制備方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的二的技術(shù)方案是，一種植物基生物可降解無紡布的制造方法，其包括如下步驟：

（1）將植物基粉料、偶聯(lián)劑、增塑劑、穩(wěn)定劑以及潤滑劑放入高混機(jī)組共混，溫度100～120℃，高混9～11分鐘后放入潤滑劑、穩(wěn)定劑混合；

（2）將步驟（1）所得的混合物放入冷混機(jī)組中，加入生物可降解聚合物進(jìn)行冷混，冷混9～11分鐘后取出；

（3）將步驟（2）所得的混合物加入雙螺桿造粒制備造料得到粒料；

（4）將步驟（3）所取得的粒料，放入熔噴無紡布單螺桿設(shè)備中經(jīng)熔融擠出、纖維形成、纖維擠出、成網(wǎng)，最后加固成無紡布。

本發(fā)明的有益效果如下：

（1）植物基生物可降解無紡布的植物基粉料的原料主要源于以陽光和二氧化碳為能源及碳源的可再生資源，整個生產(chǎn)過程均為生物催化的過程，不造成環(huán)境污染，廢棄后可以被自然界的微生物完全分解生成二氧化碳和水，不對土壤和空氣產(chǎn)生污染，因此采用植物基生物可降解無紡布可以明顯減少溫室氣體二氧化碳的排放，廢棄后可以安全焚燒處理，排放后不產(chǎn)生二氧化碳。相對于傳統(tǒng)無紡布，1噸可生物降解無紡布可節(jié)約3噸以上石油資源，減少3.1噸二氧化碳排放，符合節(jié)能、低碳、環(huán)保概念，為環(huán)境友好產(chǎn)品。

（2）采用價廉的植物基粉料與其他生物可降解聚合物的材料共混所制備的植物基生物可降解無紡布，與其他生物可降解聚合物比較具有明顯價格優(yōu)勢。

制得的植物基生物可降解無紡布具備良好的彈性、機(jī)械強(qiáng)度和布料的柔韌性能。

具體實施方式

以下對本發(fā)明較佳實施例做詳細(xì)描述。

本發(fā)明實施例中各組分的來源如下：

玉米淀粉 吉林長春大成實業(yè)有限公司

木薯淀粉 南京甘汁園糖業(yè)有限公司

小麥淀粉 濟(jì)南興森淀料科技有限公司

聚乳酸 浙江海正生物材料股份有限公司

聚乙烯醇 湖州華通化輕有限公司

聚已內(nèi)脂 深圳光華偉業(yè)股份有限公司

聚丁二酸丁二醇酯 浙江杭州鑫富藥業(yè)股份有限公司

聚乙交酯 蘇州岸谷納米材料科技有限公司

環(huán)氧大豆油 濟(jì)南金邦環(huán)?？萍加邢薰?/p>

丙三醇 山東潤龍油脂有限公司

白礦油 上海焦耳蠟業(yè)有限公司

環(huán)烷基橡膠油、鋁鈦酸脂偶聯(lián)劑 、硼酸脂偶聯(lián)劑 、硅烷偶聯(lián)劑、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣鋅以及硬脂酸鹽 福建元科新材料公司

石蠟、聚已烯蠟 北京吉和科技開發(fā)中心

實施例1-實施例6

本發(fā)明提供了一種植物基生物可降解無紡布，其由生物可降解聚合物、植物基粉料、增塑劑、偶聯(lián)劑、穩(wěn)定劑以及潤滑劑組成。其中所述各成分以及用量如表一所示。

表一

上述植物基生物可降解無紡布的制造方法包括如下步驟：

（1）將植物基粉料、偶聯(lián)劑、增塑劑、穩(wěn)定劑以及潤滑劑放入高混機(jī)組共混，溫度100～120℃，高混9～11分鐘后放入潤滑劑、穩(wěn)定劑混合；

（2）將步驟（1）所得的混合物放入冷混機(jī)組中，加入生物可降解聚合物進(jìn)行冷混，冷混9～11分鐘后取出；

（3）將步驟（2）所得的混合物加入雙螺桿造粒制備造料得到粒料；

（4）將步驟（3）所取得的粒料，放入熔噴無紡布單螺桿設(shè)備中經(jīng)熔融擠出、纖維形成、纖維擠出、成網(wǎng)，最后加固成無紡布。

實施例1-5制備過程中的參數(shù)如表二所示：

表二

由于淀粉含有大量的極性集團(tuán)-OH，因此與非極性聚合物的相容性差，對淀粉進(jìn)行疏水處理是提高混合物材料相容性和力學(xué)性能的關(guān)鍵。本發(fā)明采用硅烷偶聯(lián)劑、鋁鈦酸脂偶聯(lián)劑或其他偶聯(lián)劑對淀粉進(jìn)行酯化改性，偶聯(lián)劑的極性基團(tuán)與淀粉的極性基團(tuán)羥基作用，達(dá)到消除淀粉與合成聚合物比如聚已內(nèi)脂之間的極性差異，提高淀粉的疏水性，進(jìn)而提高淀粉與生物可降解聚合物載體的相容性。

由于天然淀粉是多羥基化合物，其鄰近分子間往往以氫鍵相互作用形成微晶結(jié)構(gòu)的完整顆粒，使得天然淀粉顆粒的剛性很強(qiáng)不易粉碎，因此淀粉在樹脂中依然以顆粒形式存在，其共混物的結(jié)構(gòu)形態(tài)為單相連續(xù)結(jié)構(gòu)。將淀粉與增塑劑及穩(wěn)定劑、潤滑劑在高速混合機(jī)中高速混合，然后在雙螺桿擠出機(jī)塑化擠出，利用雙螺桿擠出壓縮段的高剪切力和高溫破壞淀粉的微晶，使其大分子呈無序狀線形排列，從而使得淀粉具有了熱塑性加工的性能。

本發(fā)明植物基生物可降解無紡布的制造方法中將植物基粉料、偶聯(lián)劑、增塑劑、穩(wěn)定劑以及潤滑劑放入高混機(jī)組共混，目的是對淀粉進(jìn)行改性，若高混溫度太低、反應(yīng)時間太短均會導(dǎo)致反應(yīng)不充分，不能實現(xiàn)淀粉改性，溫度太高、反應(yīng)時間太長會造成原料有效物質(zhì)損耗或變質(zhì)，降低產(chǎn)品性能，且能耗大。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。