專(zhuān)利名稱(chēng)：一種生物降解材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料材料領(lǐng)域，特別涉及一種生物降解材料及其制備方法和在制備生物降解薄膜中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)30年代塑料材料投入使用以來(lái)，以其質(zhì)輕、價(jià)廉、外表光潔美觀、耐腐蝕、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單等卓越特性，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)和人民生活各領(lǐng)域。世界塑料原料產(chǎn)量1991年首次突破一億噸，至2003年世界塑料年產(chǎn)量已接近二億噸，按體積計(jì)算已超過(guò)鋼鐵、鋁、銅等金屬材料產(chǎn)量的總和。1995年至2000年全球塑料產(chǎn)量年均增長(zhǎng)速度為6.3%。根據(jù)預(yù)測(cè)，2026年全世界塑料需求量將達(dá)到3. 8億噸，塑料工業(yè)已成為名副其實(shí)的第一大材料工業(yè)。由于塑料的大量應(yīng)用，廢棄塑料制品也與日俱增，同時(shí)塑料大多性能穩(wěn)定，因此，也出現(xiàn)了所謂的白色污染，給環(huán)境帶來(lái)了很大的危害。近年來(lái)，積累國(guó)內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn)，人們對(duì)廢棄塑料的治理采取了積極的防御措施，諸如塑料包裝材料的減量化，多次重復(fù)使用以及回收再利用等等。但是對(duì)于那些不易回收或者回收價(jià)值不大、回收利用在經(jīng)濟(jì)上難以運(yùn)行的制品，如購(gòu)物袋、一次性餐具等等，采用降解塑料則更為有利。其他制品如農(nóng)用地膜，醫(yī)用塑料制品等，也是降解塑料的巨大的潛在市場(chǎng)。降解塑料的主要適用領(lǐng)域是使用周期短，使用后的廢棄物處置較難的產(chǎn)品。但是降解塑料在整個(gè)塑料大家庭中，是一個(gè)相當(dāng)年輕的成員，目前還處于一個(gè)成長(zhǎng)、完善的階段。產(chǎn)品部分雖然已經(jīng)商業(yè)化，但尚不成熟，在不斷改善價(jià)格比、降低原材料成本以及拓寬市場(chǎng)中，都會(huì)遇到很多棘手的問(wèn)題。國(guó)際專(zhuān)利W02007/134492 Al公開(kāi)了一種可完全生物降解塑料樹(shù)脂及薄膜類(lèi)制品的生產(chǎn)方法，原料主要包括淀粉、甘油、滑石粉、乙烯丙烯酸共聚物等，混合均勻后經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒。但是該方法制備的薄膜，由于薄膜中有無(wú)機(jī)類(lèi)和淀粉填充料的存在，因此，該薄膜不能保持良好的透明性，并且該薄膜的力學(xué)性能也不理想，存在著技術(shù)等缺陷。公開(kāi)號(hào)為CN 101508830A的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種生物可降解共聚酯組合物，其組成按重量百分比包括45 % 90 %的聚丁二酸丁二醇酯三元共聚物、5 % 50 %的聚乳酸、1% 2%的增塑劑和1% 5%的填充劑，所述的聚丁二酸丁二醇酯三元共聚物至少為聚丁二酸-己二酸丁二醇酯、聚丁二酸-對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和聚丁二酸-乳酸丁二醇酯中的一種；所述的增塑劑至少為鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯中的一種；所述的填充劑至少為滑石粉、竹粉、納米級(jí)碳酸鈣和納米級(jí)鈦硅復(fù)合劑中的一種。雖然該生物可降解共聚酯組合物具有生物可降解性，但是由于缺少增容劑和相容劑等組分，其斷裂伸長(zhǎng)率較低，制備的薄膜類(lèi)塑料制品非常容易破損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種生物降解材料，不但具有生物降解性，而且通過(guò)各組分相互之間的作用，體現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能，同時(shí)保持較好的透明性。一種生物降解材料，由以下重量百分比的組分組成碳酸二甲酯-丁二醇共聚物30% 75%;己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物10% 35%;
聚乳酸O 35%;天然植物油5% 20%;增塑劑1% 10%;反應(yīng)促進(jìn)劑O. 02% 5%。本發(fā)明中碳酸二甲酯-丁二醇共聚物、己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、天然植物油、增塑劑以及反應(yīng)促進(jìn)劑，組合在一起體現(xiàn)優(yōu)異的斷裂伸長(zhǎng)率，整體力學(xué)性能較好。作為優(yōu)選，所述的生物降解材料，由以下重量百分比的組分組成碳酸二甲酯-丁二醇共聚物40% 50%;己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物15% 25%;聚乳酸15% 25%;天然植物油6% 16%;增塑劑3% 7%;反應(yīng)促進(jìn)劑O. 05 % 3 %。本發(fā)明中碳酸二甲酯-丁二醇共聚物、己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、聚乳酸、天然植物油、增塑劑以及反應(yīng)促進(jìn)劑，組合在一起體現(xiàn)較好的斷裂伸長(zhǎng)率和優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度，綜合性能優(yōu)異。碳酸二甲酯-丁二醇共聚物可采用市售的通用牌號(hào)，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物也可采用市售的通用牌號(hào)。所述的聚乳酸為L(zhǎng)型聚乳酸、D型聚乳酸或者LD混合型聚乳酸，聚乳酸可采用市售的通用牌號(hào)。在聚乳酸存在的條件下，該生物降解材料強(qiáng)度較好，提高了該生物降解材料的強(qiáng)度。所述的天然植物油為菜籽油、蓖麻油、豆油、花生油、椰子油、棕櫚油、亞麻油、棉籽油、玉米油、葵花籽油、松子油、桐油中的一種或兩種以上。加入天然植物油，通過(guò)天然植物油中的反應(yīng)活性基團(tuán)與基體樹(shù)脂(即碳酸二甲酯-丁二醇共聚物以及己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)的活性官能團(tuán)相互作用，以達(dá)到增容目的。所述的增塑劑為山梨醇、聚乙二醇、乙?；瘷幟仕?、甘油中的一種或兩種以上。力口入增塑劑，提高聚合物鏈的移動(dòng)性能，使生物降解材料的可塑效果得到提高，降低脆性，提高柔性。所述的反應(yīng)促進(jìn)劑為偶聯(lián)劑、催化劑中的一種或兩種。所述的偶聯(lián)劑為硅烷化合物、異氰酸酯化合物中的一種或兩種，作為優(yōu)選，所述的偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚甲基對(duì)苯異氰酸酯(聚合MDI，簡(jiǎn)稱(chēng)PMDI)中的一種或者兩種以上。所述的催化劑為有機(jī)酸、無(wú)機(jī)質(zhì)子酸中的一種或兩種。作為優(yōu)選，所述的催化劑為檸檬酸、己二酸、丁二酸中的一種或者兩種以上。
本發(fā)明還提供了一種生物降解材料的制備方法，其工藝簡(jiǎn)單，易于控制，可操作性強(qiáng)。一種生物降解材料的制備方法，包括以下步驟將碳酸二甲酯-丁二醇共聚物、己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、天然植物油、增塑劑、反應(yīng)促進(jìn)劑以及選擇性添加的聚乳酸混合均勻，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混后拉條、切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)干燥處理后，得到生物降解材料。碳酸二甲酯-丁二醇共聚物以及己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物使用前一般需要干燥，將其水分的重量百分含量控制在1.0%以?xún)?nèi)即可。 所述的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為35 45 1，熔融共混的溫度為160°C 185。。。所述的生物降解材料在制備生物降解薄膜中的應(yīng)用，由于具有優(yōu)異的斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度，并且保持了較好的透明性，特別適合制備生物降解薄膜。通過(guò)上述方法制備的生物降解材料可經(jīng)單螺桿吹膜機(jī)吹膜制備生物降解薄膜。所述的單螺桿吹膜機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為25 I 35 I。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明生物降解材料中，主要組分碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(一種石油基聚酯)、己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、、天然植物油以及選擇性使用的聚乳酸(一種生物基材料)，由于四者特殊的分子結(jié)構(gòu)，在特定的條件下都可被微生物分解，屬于完全可降解生物材料。此外，碳酸二甲酯-丁二醇共聚物、己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、選擇性使用的聚乳酸、增塑劑以及反應(yīng)促進(jìn)劑各組分組合在一起，各組分能夠相互作用，具有一定的協(xié)同作用，體現(xiàn)出優(yōu)異的斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度，并且保持了較好的透明性，綜合性能優(yōu)異。本發(fā)明生物降解材料非常適用于制備生物降解薄膜，制備的生物降解薄膜由于添加了生物基全降解聚乳酸后，使得該生物降解薄膜的強(qiáng)度有了大幅度的提高。該生物降解薄膜不但可以作為購(gòu)物袋多次反復(fù)使用，而且在多次使用后仍可以作為垃圾袋使用，最后被土壤中的微生物完全分解快速吸收，對(duì)環(huán)境污染小，具有很好的環(huán)境效益。本發(fā)明生物降解材料的制備方法，制備方法簡(jiǎn)單，易于控制，可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低廉，并可將制備的生物降解材料再經(jīng)簡(jiǎn)單的處理就可以得到生物降解薄膜，易于工業(yè)化生產(chǎn)并具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例I稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)50重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，BiOCOSafe2003)25重量份，聚乳酸(Natureworks 2002D, LD混合型聚乳酸)30重量份，聚乙二醇(中國(guó)國(guó)藥，PEG 400) 5重量份，蓖麻油14重量份，二苯基甲烷二異氰酸酯(煙臺(tái)萬(wàn)華，MDI，WANNATE 100) I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。 實(shí)施例2稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)50重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，BiOCOSafe2003)25重量份，聚乳酸(Natureworks 2002D, LD混合型聚乳酸)30重量份，聚乙二醇(中國(guó)國(guó)藥，PEG 400) 5重量份，蓖麻油14重量份，環(huán)氧化硅烷偶聯(lián)劑(KH-550，Y-氨丙基三乙氧基硅烷)I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例3稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)50重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，BiOCOSafe2003)25重量份，聚乳酸(Natureworks 2002D, LD混合型聚乳酸)30重量份,甘油5重量份,蓖麻油14重量份,二苯基甲烷二異氰酸酯(煙臺(tái)萬(wàn)華，MDI，WANNATE 100) I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。
將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例4稱(chēng)取以下重量份的原料 干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)50重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，BiOCOSafe2003)25重量份，聚乳酸(Natureworks 2002D, LD混合型聚乳酸)30重量份,甘油5重量份,蓖麻油14重量份,環(huán)氧化硅烷偶聯(lián)劑(KH-550，Y-氨丙基三乙氧基硅烷)I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例5稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)50重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，BiOCOSafe2003)25重量份，聚乳酸(Natureworks 2002D, LD混合型聚乳酸)30重量份,甘油5重量份,蓖麻油14重量份,聚甲基對(duì)苯異氰酸酯(煙臺(tái)萬(wàn)華，PMDI, PM-200) I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例6稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)50重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，BiOCOSafe2003)25重量份，聚乳酸(Natureworks 2002D, LD混合型聚乳酸)30重量份，聚乙二醇(中國(guó)國(guó)藥，PEG 400) 5重量份，蓖麻油14重量份，聚甲基對(duì)苯異氰酸酯(煙臺(tái)萬(wàn)華，PMDI，PM-200) 1重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。
將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例7稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)60重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，BiOCOSafe2003)25重量份，聚乳酸(Natureworks 2002D, LD混合型聚乳酸)20重量份,甘油5重量份,蓖麻油14重量份,二苯基甲烷二異氰酸酯(煙臺(tái)萬(wàn)華，MDI, WANNATE 100) I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例8稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)60重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，BiOCOSafe2003)25重量份，聚乳酸(Natureworks 2002D, LD混合型聚乳酸)20重量份,甘油5重量份,蓖麻油14重量份,環(huán)氧化硅烷偶聯(lián)劑(KH-550，Y -氨丙基三乙氧基硅烷)I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例9稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)50重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，BiOCOSafe2003)30重量份，聚乳酸(Natureworks 2002D, LD混合型聚乳酸)20重量份,甘油8重量份,花生油10重量份,聚甲基對(duì)苯異氰酸酯(煙臺(tái)萬(wàn)華，PMDI, PM-200)3重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例10稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)60重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，BiOCOSafe2003)20重量份，聚乳酸(Natureworks 2002D, LD混合型聚乳酸)20重量份,甘油4重量份,蓖麻油18重量份,二苯基甲烷二異氰酸酯(煙臺(tái)萬(wàn)華，MDI, WANNATE 100) I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為1600C，170。。，1750C，180°C，185°C，175°C，170。。，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟 EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例11稱(chēng)取以下重量份的原料
干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為O. 8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)80重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為O. 8%，杭州鑫富藥業(yè)，Biocosafe2003) 25重量份，甘油5重量份，蓖麻油14重量份，二苯基甲烷二異氰酸酯(煙臺(tái)萬(wàn)華，MDI，WANNATE 100) I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。 將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例12稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為O. 8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)80重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為O. 8%，杭州鑫富藥業(yè)，Biocosafe2003) 25重量份，甘油5重量份，蓖麻油14重量份,環(huán)氧化娃燒偶聯(lián)劑(KH-550, Y _氨丙基二乙氧基娃燒)I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例13稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物(水分的重量百分含量為O. 8%，廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)80重量份，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，Biocosafe2003)25重量份，聚乙二醇(中國(guó)國(guó)藥，PEG 400) 5重量份，蓖麻油14重量份，環(huán)氧化硅烷偶聯(lián)劑(KH-550，Y-氨丙基三乙氧基硅烷)I重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。實(shí)施例14稱(chēng)取以下重量份的原料干燥后的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物80重量份(水分的重量百分含量為O. 8%,廣州碧嘉科技有限公司，Bio-plus 803)，己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物 (水分的重量百分含量為0.8%，杭州鑫富藥業(yè)，Biocosafe2003)25重量份，聚乙二醇(中國(guó)國(guó)藥，PEG 400) 5重量份，蓖麻油14重量份，二苯基甲烷二異氰酸酯(煙臺(tái)萬(wàn)華，MDI,WANNATE 100) I 重量份。首先將原料在預(yù)混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合的初始溫度為40°C，預(yù)混機(jī)的轉(zhuǎn)速為800 1200轉(zhuǎn)/min (由低速到高速緩慢提高，混合30分鐘)，充分混合均勻后，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混(混合后的物料依次經(jīng)過(guò)溫度為160°C，170°C，175°C，180°C，185°C，175°C，170°C，160°C熔融共混各區(qū)間)后拉條，切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)除水干燥處理后，得到生物降解材料。選用的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 : I。將上述得到的生物降解材料加入至單螺桿吹膜機(jī)中進(jìn)行吹膜加工成型，得到生物降解薄膜，屬于完全可降解的生物塑料，能夠符合美國(guó)ASTMD6400以及歐盟EN13432JIANGJIE標(biāo)準(zhǔn)，單螺桿吹膜機(jī)的單螺桿長(zhǎng)徑比為25 I。將實(shí)施例I 10和實(shí)施例11 14制備的生物降解薄膜按照GB1040-79進(jìn)行斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度的測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果如表I和表2所示。表I
實(shí)施例~ ~~2~~3~~4~~5~Πθ~~7~8~9~Ιο""
斷裂伸長(zhǎng)率(％ )221 238228237~~213~~210 270 277 263
拉伸強(qiáng)度(MPa)30 31 27 26 26 29 23 24 25 22~~表2
實(shí)施例~Π~~12~~13~~14~
~斷裂伸長(zhǎng)率(％ )500 495 490 490
拉伸強(qiáng)度(MPa)ΙδΓδ 18 17 17~
權(quán)利要求
1.一種生物降解材料，由以下重量百分比的組分組成 碳酸二甲酯-丁二醇共聚物30% 75%; 己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物10% 35% ；聚乳酸0 35%;天然植物油5% 20%;增塑劑1% 10%;反應(yīng)促進(jìn)劑0.02% 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物降解材料，其特征在于，由以下重量百分比的組分組成 碳酸二甲酯-丁二醇共聚物40% 50%; 己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物15% 25% ；聚乳酸15% 25%;天然植物油6% 16%;增塑劑3% 7% ； 反應(yīng)促進(jìn)劑0. 05% 3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生物降解材料，其特征在于，所述的天然植物油為菜籽油、蓖麻油、豆油、花生油、椰子油、棕櫚油、亞麻油、棉籽油、玉米油、葵花籽油、松子油、桐油中的一種或兩種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生物降解材料，其特征在于，所述的增塑劑為山梨醇、聚乙二醇、乙?；瘷幟仕?、甘油中的一種或兩種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生物降解材料，其特征在于，所述的反應(yīng)促進(jìn)劑為偶聯(lián)齊U、催化劑中的一種或兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物降解材料，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、二苯基甲烷二異氰酸酯、聚甲基對(duì)苯異氰酸酯中的一種或者兩種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物降解材料，其特征在于，所述的催化劑為檸檬酸、己二酸、丁二酸中的一種或者兩種以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7任一項(xiàng)所述的生物降解材料的制備方法，包括以下步驟 將碳酸二甲酯-丁二醇共聚物、己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、天然植物油、增塑劑、反應(yīng)促進(jìn)劑以及選擇性添加的聚乳酸混合均勻，得到混合后的物料；將混合后的物料加入至雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混后拉條、切粒，得到顆粒狀混合樹(shù)脂；顆粒狀混合樹(shù)脂經(jīng)干燥處理后，得到生物降解材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物降解材料的制備方法，其特征在于，所述的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為35 45 1，熔融共混的溫度為160°C 185°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求I 7任一項(xiàng)所述的生物降解材料在制備生物降解薄膜中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物降解材料，由重量百分比30％～75％的碳酸二甲酯-丁二醇共聚物、10％～35％的己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、0～35％的聚乳酸、5％～20％的天然植物油、1％～10％的增塑劑以及0.02％～5％的反應(yīng)促進(jìn)劑組分組成，不但具有生物降解性，而且通過(guò)各組分相互之間的作用，體現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能，同時(shí)保持較好的透明性，非常適用于制備生物降解薄膜。本發(fā)明還公開(kāi)了一種生物降解材料的制備方法，其工藝簡(jiǎn)單，易于控制，可操作性強(qiáng)，易于工業(yè)化生產(chǎn)并具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08L67/02GK102634185SQ20121012423
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者張傳芝, 朱錦, 楊勇, 湯兆賓, 熊竹 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所