專利名稱：一種可完全生物降解材料及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可完全生物降解材料及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
隨著科技的飛速發(fā)展，高分子材料已經(jīng)滲透到人們生活的方方面面。但是，在高分子材料制品給我們的生活帶來便利的同時(shí)，其廢棄物的殘留和不可降解也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大的威脅。因此，在“環(huán)境保護(hù)”和“可持續(xù)發(fā)展”已然成為首要議題的今天，可生物降解材料的研發(fā)與工業(yè)化生產(chǎn)已成為研究熱點(diǎn)之一。目前研究得較多的可生物降解高分子材料有聚己內(nèi)酯(PCL)、聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBQ等等，國(guó)內(nèi)外已有多家公司具備這幾種聚酯的成熟生產(chǎn)工藝。但是由于其價(jià)格比較昂貴，以及部分性能還有待完善，使得這幾種聚酯還不能為市場(chǎng)所廣泛接受。所以，對(duì)以上材料的改性以達(dá)到關(guān)鍵性能指標(biāo)并降低其成本，也就成為了現(xiàn)階段可生物降解高分子材料的研究重點(diǎn)。行業(yè)中對(duì)PCL、PLA及PBS的改性研究已取得了不少成果，但是其部分性能指標(biāo)還是無法與非可生物降解材料相比，價(jià)格也無法接近通用高分子材料制品。這些都大大限制了改性可生物降解高分子材料的實(shí)用價(jià)值，使得現(xiàn)今可完全生物降解高分子材料制品仍然無法得到推廣和量產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種可完全生物降解材料及其生產(chǎn)工藝，為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的， 本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案來解決的一種可完全生物降解材料，包含以下成分及重量份數(shù)聚己內(nèi)酯5-30份；聚乳酸10-60份；聚丁二酸丁二醇酯10-60 份；復(fù)合變性淀粉8-75份；無機(jī)填料8-60份；分散/生物降解助劑2-17份；增塑劑0.1-0. 5 份。優(yōu)選的，所述聚己內(nèi)酯的數(shù)均分子量4-6萬。優(yōu)選的，所述聚乳酸的分子量為10-15萬。優(yōu)選的，所述聚丁二酸丁二醇酯的分子量為5-10萬。優(yōu)選的，所述復(fù)合變性淀粉是交聯(lián)度為5-40%的羥烷基交聯(lián)改性淀粉，或是取代度為0. 07% -0. 的羥烷基取代改性淀粉。優(yōu)選的，所述復(fù)合變性淀粉的細(xì)度為100-300目，水分含量彡7%。優(yōu)選的，所述無機(jī)填料是細(xì)度在3500目以上的蒙脫土、高嶺土、碳酸鈣、硫酸鋇、 滑石粉或云母中的至少一種。
優(yōu)選的，所述分散/生物降解助劑為丙三醇和植物油。優(yōu)選的，所述分散/生物降解助劑中，丙三醇和植物油的質(zhì)量份數(shù)比例為1 1。優(yōu)選的，所述增塑劑是檸檬酸三丁酯、礦物油或乙酸甘油酯中的至少一種。以及一種可完全生物降解材料的生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)工藝包含如下步驟(1)、在干燥設(shè)備中分別將聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、復(fù)合變性淀粉和無機(jī)填料干燥至水分烘干。(2)、取聚己內(nèi)酯5-30份、聚乳酸10-60份、聚丁二酸丁二醇酯10-60份、復(fù)合變性淀粉8-75份、無機(jī)填料8-60份、分散/生物降解助劑2-17份、增塑劑0. 1-0. 5份。(3)、將上述配比原材料中的復(fù)合變性淀粉加入到攪拌混煉機(jī)中，加入聚己內(nèi)酯， 使聚己內(nèi)酯完全熔融到復(fù)合變性淀粉中；再加入聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、無機(jī)填料、分散/生物降解助劑和增塑劑，在常溫下攪拌至混合均勻。0)、將混合后的原料加入到同向平行雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。(5)、將造好的粒料在干燥設(shè)備中干燥至水分烘干，包裝制成共混生物降解材料。優(yōu)選的，所述步驟(3)中當(dāng)攪拌混煉機(jī)攪拌溫度到90-120°C時(shí)加入聚己內(nèi)酯。優(yōu)選的，所述步驟(5)中干燥溫度為60-80°C。由以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明采用可生物降解高分子材料PCL、PLA和PBS，與復(fù)合變性淀粉及無毒無害的無機(jī)填料和其他助劑，經(jīng)有機(jī)復(fù)合共混得到可以在土壤、水域或厭氧條件下完全生物降解并可回收利用的環(huán)境友好生物降解材料。通過不同配比，能夠很好地按要求對(duì)材料各方面性能進(jìn)行調(diào)控，并由復(fù)合變性淀粉和無機(jī)填料的加入大大降低了成本，使得可完全生物降解高分子材料更具實(shí)用性。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合通過實(shí)驗(yàn)例以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行闡述，然而本發(fā)明的保護(hù)范圍并非僅僅局限于以下實(shí)施例。所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，均可實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的目的。
一種可完全生物降解材料，所述可完全生物降解材料包含以下成分及重量份數(shù)
聚己內(nèi)酯5-30 份；
聚乳酸10-60 份；
聚丁二酸丁二醇酯10-60 份；
復(fù)合變性淀粉8-75 份；
無機(jī)填料8-60 份；
分散/生物降解助劑2-17 份；
增塑劑0. 1-0. 5 份。
其中所述聚己內(nèi)酯的i(均分子量4-6萬；所述聚乳酸的分子量為10-15萬；所述聚丁二 —f丁二醇酯的分子量為5-10萬；所述復(fù)合變性淀粉是交聯(lián)度為5-40%的羥烷基交
聯(lián)改性淀粉，或是取代度為0. 07% -0. 的羥烷基取代改性淀粉；所述復(fù)合變性淀粉的細(xì)度為100-300目，水分含量所述無機(jī)填料是細(xì)度在3500目以上的蒙脫土、高嶺土、碳酸鈣、硫酸鋇、滑石粉或云母中的至少一種；所述分散/生物降解助劑為丙三醇和植物油； 所述分散/生物降解助劑中，丙三醇和植物油的質(zhì)量份數(shù)比例為1 1;所述增塑劑是檸檬酸三丁酯、礦物油或乙酸甘油酯中的至少一種。實(shí)施例一(1)、在干燥設(shè)備中分別將聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、復(fù)合變性淀粉和無機(jī)填料干燥至水分烘干。O)、取Mn = 4萬的聚己內(nèi)酯5千克、Mn= 10萬的聚乳酸10千克、Mn = 5萬的聚丁二酸丁二醇酯10千克、復(fù)合變性淀粉8千克、無機(jī)填料8千克、分散/生物降解助劑2千克、增塑劑0.1千克。(3)、將上述配比原材料中的復(fù)合變性淀粉加入到攪拌混煉機(jī)中，在攪拌溫度到 90°C時(shí)，加入聚己內(nèi)酯，使聚己內(nèi)酯完全熔融到復(fù)合變性淀粉中；再加入聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、無機(jī)填料、分散/生物降解助劑和增塑劑，在常溫下攪拌至混合均勻。G)、將混合后的原料加入到同向平行雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。(5)、將造好的粒料在60°C的干燥設(shè)備中干燥至水分烘干，包裝制成共混生物降解材料。實(shí)施例二 (1)、在干燥設(shè)備中分別將聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、復(fù)合變性淀粉和無機(jī)填料干燥至水分烘干。O)、取Mn = 6萬的聚己內(nèi)酯30千克、Mn= 15萬的聚乳酸60千克、Mn = 10萬的聚丁二酸丁二醇酯60千克、復(fù)合變性淀粉75千克、無機(jī)填料60千克、分散/生物降解助劑 17千克、增塑劑0.5千克。(3)、將上述配比原材料中的復(fù)合變性淀粉加入到攪拌混煉機(jī)中，在攪拌溫度到 120°C時(shí)，加入聚己內(nèi)酯，使聚己內(nèi)酯完全熔融到復(fù)合變性淀粉中；再加入聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、無機(jī)填料、分散/生物降解助劑和增塑劑，在常溫下攪拌至混合均勻。G)、將混合后的原料加入到同向平行雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。(5)、將造好的粒料在80°C的干燥設(shè)備中干燥至水分烘干，包裝制成共混生物降解材料。實(shí)施例三(1)、在干燥設(shè)備中分別將聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、復(fù)合變性淀粉和無機(jī)填料干燥至水分烘干。O)、取Mn= 5萬的聚己內(nèi)酯20千克、Mn= 12萬的聚乳酸40千克、Mn = 7萬的聚丁二酸丁二醇酯40千克、復(fù)合變性淀粉55千克、無機(jī)填料40千克、分散/生物降解助劑12 千克、增塑劑0.4千克。(3)、將上述配比原材料中的復(fù)合變性淀粉加入到攪拌混煉機(jī)中，在攪拌溫度到 110°C時(shí)，加入聚己內(nèi)酯，使聚己內(nèi)酯完全熔融到復(fù)合變性淀粉中；再加入聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、無機(jī)填料、分散/生物降解助劑和增塑劑，在常溫下攪拌至混合均勻。0)、將混合后的原料加入到同向平行雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。(5)、將造好的粒料在70°C的干燥設(shè)備中干燥至水分烘干，包裝制成共混生物降解材料。實(shí)施例四(1)、在干燥設(shè)備中分別將聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、復(fù)合變性淀粉和無機(jī)填料干燥至水分烘干。O)、取Mn = 6萬的聚己內(nèi)酯25千克、Mn= 13萬的聚乳酸35千克、Mn = 8萬的聚丁二酸丁二醇酯45千克、復(fù)合變性淀粉45千克、無機(jī)填料35千克、分散/生物降解助劑13 千克、增塑劑0.4千克。(3)、將上述配比原材料中的復(fù)合變性淀粉加入到攪拌混煉機(jī)中，在攪拌溫度到 100°c時(shí)，加入聚己內(nèi)酯，使聚己內(nèi)酯完全熔融到復(fù)合變性淀粉中；再加入聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、無機(jī)填料、分散/生物降解助劑和增塑劑，在常溫下攪拌至混合均勻。0)、將混合后的原料加入到同向平行雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。(5)、將造好的粒料在70°C的干燥設(shè)備中干燥至水分烘干，包裝制成共混生物降解材料。實(shí)施例五(1)、在干燥設(shè)備中分別將聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、復(fù)合變性淀粉和無機(jī)填料干燥至水分烘干。O)、取Mn = 4萬的聚己內(nèi)酯25千克、Mn= 11萬的聚乳酸30千克、Mn = 8萬的聚丁二酸丁二醇酯30千克、復(fù)合變性淀粉35千克、無機(jī)填料25千克、分散/生物降解助劑10 千克、增塑劑0.3千克。(3)、將上述配比原材料中的復(fù)合變性淀粉加入到攪拌混煉機(jī)中，在攪拌溫度到 120°C時(shí)，加入聚己內(nèi)酯，使聚己內(nèi)酯完全熔融到復(fù)合變性淀粉中；再加入聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、無機(jī)填料、分散/生物降解助劑和增塑劑，在常溫下攪拌至混合均勻。0)、將混合后的原料加入到同向平行雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。(5)、將造好的粒料在80°C的干燥設(shè)備中干燥至水分烘干，包裝制成共混生物降解材料。實(shí)施例六(1)、在干燥設(shè)備中分別將聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、復(fù)合變性淀粉和無機(jī)填料干燥至水分烘干。O)、取Mn = 6萬的聚己內(nèi)酯15千克、Mn= 14萬的聚乳酸30千克、Mn = 9萬的聚丁二酸丁二醇酯30千克、復(fù)合變性淀粉M千克、無機(jī)填料M千克、分散/生物降解助劑6 千克、增塑劑0.2千克。(3)、將上述配比原材料中的復(fù)合變性淀粉加入到攪拌混煉機(jī)中，在攪拌溫度到 110°C時(shí)，加入聚己內(nèi)酯，使聚己內(nèi)酯完全熔融到復(fù)合變性淀粉中；再加入聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、無機(jī)填料、分散/生物降解助劑和增塑劑，在常溫下攪拌至混合均勻。G)、將混合后的原料加入到同向平行雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。(5)、將造好的粒料在70°C的干燥設(shè)備中干燥至水分烘干，包裝制成共混生物降解材料。以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想； 同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1. 一種可完全生物降解材料，其特征在于所述可完全生物降解材料包含以下成分及重量份數(shù)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解材料，其特征在于所述聚己內(nèi)酯的分子量 4-6 萬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解材料，其特征在于所述聚乳酸的分子量為 10-15 萬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解材料，其特征在于所述聚丁二酸丁二醇酯的分子量為5-10萬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解材料，其特征在于所述復(fù)合變性淀粉是交聯(lián)度為5-40%的羥烷基交聯(lián)改性淀粉，或是取代度為0. 07% -0. 的羥烷基取代改性淀粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求5所述的可完全生物降解材料，其特征在于所述復(fù)合變性淀粉的細(xì)度為100-300目，水分含量彡7%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解材料，其特征在于所述無機(jī)填料是細(xì)度在 3500目以上的蒙脫土、高嶺土、碳酸鈣、硫酸鋇、滑石粉或云母中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解材料，其特征在于所述分散/生物降解助劑為丙三醇和植物油。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求8所述的可完全生物降解材料，其特征在于所述分散/ 生物降解助劑中，丙三醇和植物油的質(zhì)量份數(shù)比例為1 1。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解材料，其特征在于所述增塑劑是檸檬酸三丁酯、礦物油或乙酸甘油酯中的至少一種。
11.權(quán)利要求1所述的可完全生物降解材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于生產(chǎn)工藝包含如下步驟(1)、在干燥設(shè)備中分別將聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、復(fù)合變性淀粉和無機(jī)填料干燥至水分烘干。(2)、取聚己內(nèi)酯5-30份、聚乳酸10-60份、聚丁二酸丁二醇酯10-60份、復(fù)合變性淀粉 8-75份、無機(jī)填料8-60份、分散/生物降解助劑2-17份、增塑劑0. 1-0. 5份。(3)、將上述配比原材料中的復(fù)合變性淀粉加入到攪拌混煉機(jī)中，加入聚己內(nèi)酯，使聚己內(nèi)酯完全熔融到復(fù)合變性淀粉中；再加入聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、無機(jī)填料、分散/ 生物降解助劑和增塑劑，在常溫下攪拌至混合均勻。G)、將混合后的原料加入到同向平行雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。(5)、將造好的粒料在干燥設(shè)備中干燥至水分烘干，包裝制成共混生物降解材料。聚己內(nèi)酯聚乳酸5-30 份； 10-60 份； 10-60 份； 8-75 份； 8-60 份； 2-17 份； 0. 1-0. 5 份。聚丁二酸丁二醇酯復(fù)合變性淀粉無機(jī)填料分散/生物降解助劑增塑劑
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可完全生物降解材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟 (3)中當(dāng)攪拌混煉機(jī)攪拌溫度到90-120°C時(shí)加入聚己內(nèi)酯。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可完全生物降解材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟 (5)中干燥溫度為60-80°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可完全生物降解材料，包含的成分及重量份數(shù)為5-30份聚己內(nèi)酯、10-60份聚乳酸、10-60份聚丁二酸丁二醇酯、8-75份復(fù)合變性淀粉、8-60份無機(jī)填料、2-17份分散/生物降解助劑、0.1-0.5份增塑劑。本發(fā)明還提供了該材料的生產(chǎn)工藝，它由聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、復(fù)合變性淀粉、無機(jī)填料、分散/生物降解助劑、增塑劑、經(jīng)攪拌混煉、同向平行雙螺桿擠出造粒而成。本發(fā)明提供的生物降解材料結(jié)合了各成分的優(yōu)點(diǎn)，滿足市場(chǎng)上多種塑料制品，特別是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥及日用包裝等領(lǐng)域制品的性能要求，是一種低成本、環(huán)境友好的生物降解材料。
文檔編號(hào)C08L3/04GK102241836SQ20101028967
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者徐東, 徐永, 蔡少君 申請(qǐng)人:深圳市科聚新材料有限公司