本發(fā)明涉及高分子材料，具體涉及一種可生物降解聚酯組合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、可生物降解聚酯材料目前被廣泛應(yīng)用于包裝行業(yè)，如購物袋、奶茶袋和垃圾袋等，但在切袋沖口時經(jīng)常會出現(xiàn)“沖口粘連”的問題，影響消費者體驗。行業(yè)內(nèi)目前主要有以下幾種方式改善沖口粘連：一是降低吹膜速度來加強結(jié)晶冷卻；二是將吹膜放置兩三天后再切袋，三是將吹膜機臺提高到6米甚至7米以上，并給車間進行強力制冷；四是使用開口劑、爽滑劑和抗靜電劑。但前兩種方式都不同程度地影響生產(chǎn)效率，第三種方法需要對機臺改造，受車間空間的制約并造成成本的浪費，只有第四種方法簡單易行。

2、隨著行業(yè)的發(fā)展，高速吹膜和輕量化減薄是未來生物降解薄膜生產(chǎn)的大趨勢，此趨勢下的“沖口粘連”問題將更為嚴峻。另一方面，可生物降解聚酯材料在膜袋類應(yīng)用中，通常需要印刷相應(yīng)的商標(biāo)等內(nèi)容，傳統(tǒng)的溶劑型油墨由于含有揮發(fā)性有機溶劑和有害金屬，氣味大且刺鼻，不僅嚴重污染環(huán)境，且嚴重危害人的身體健康，因此在包裝印刷中已逐漸被水性油墨所取代。但由于水性油墨的表面張力較高，對低表面張力的塑料薄膜類基材潤濕性和附著力差，因此，可生物降解聚酯材料常常在印刷過程中出現(xiàn)圖案印刷色彩不飽和、印刷剝離率高等問題，因此開發(fā)一種抗粘連、可高效印刷水性油墨的可降解聚酯材料及其制備方法具有十分重要的意義。

3、鑒于此，提出本技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種可生物降解聚酯組合物及其制備方法和應(yīng)用，所述的可生物降解聚酯組合物具有優(yōu)異的抗沖口粘連性、水墨印刷性和粘附性。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、一種可生物降解聚酯組合物，包括以下重量份的組分：50～92份可生物降解聚酯、9～50份填料、0.08～1.1份爽滑劑、0.08～1.1份抗靜電劑、0.08～1.1份表面活性劑；所述助劑包括爽滑劑、抗靜電劑中的至少一種；

4、所述表面活性劑包括n,n-雙羥乙基烷基酰胺、改性雙硬脂酸酰胺、硬脂酸乙氧基酰胺蠟中的至少一種。

5、本發(fā)明創(chuàng)造性的將上述各原料進行組合，以可生物降解聚酯為基體，在填料、爽滑劑、抗靜電劑以及表面活性劑共同作用，顯著提高了組合物的抗沖口粘連性、水墨印刷性和粘附性，所述的可生物降解聚酯組合物非常適用于制備可降解塑料產(chǎn)品，由于其具有優(yōu)異的抗沖口粘連性、水墨印刷性和粘附性，尤其適用于制備可降解塑料膜、可降解塑料袋。

6、申請人推測在本發(fā)明的可生物降解聚酯基體下，通過加入填料、爽滑劑、抗靜電劑以及表面活性劑，所述的表面活性劑為同時含有氨基、烷基、羥基、酰胺基和/或乙氧基的表面活化劑，因其同時含有親油的非極性基團和親水的極性基團，親油基團與可生物降解聚酯具有良好的相容性，親水基團則對薄膜進行表面修飾，顯著增強可生物降解聚酯材料的表面極性，提高其表面張力，從而顯著的改善水墨在其制備的產(chǎn)品的表面的印刷效果、鋪展性和粘附性，同時有效的改善體系的相容性，爽滑劑、抗靜電劑的加入能夠顯著降低動態(tài)和靜態(tài)摩擦系數(shù)，更進一步的減少粘連現(xiàn)象，改善聚酯的流動性，避免發(fā)生熔體破裂現(xiàn)象，提高填料的分散性。

7、其中，所述可生物降解聚酯的用量為50～92份，例如可以是50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、92份或其中任意兩個數(shù)值組成的范圍。

8、優(yōu)選地，所述樹脂的用量為51～90份。

9、其中，所述填料的用量為9～50份，例如可以是9份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份或其中任意兩個數(shù)值組成的范圍。

10、優(yōu)選地，所述填料的用量為10～49份。

11、其中，所述助劑的用量為0.08～1.1份，例如可以是0.08份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份或其中任意兩個數(shù)值組成的范圍。

12、優(yōu)選地，所述助劑的用量為0.1～1份。

13、其中，所述表面活性劑的用量為0.08～1.1份，例如可以是0.08份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份或其中任意兩個數(shù)值組成的范圍。

14、優(yōu)選地，所述表面活性劑的用量為0.1～1份。

15、優(yōu)選地，所述可生物降解聚酯組合物，包括以下重量份的組分：51～90份可生物降解聚酯、10～49份填料、0.1～1份爽滑劑、0.1～1份抗靜電劑、0.1～1份表面活性劑。

16、優(yōu)選地，所述可生物降解聚酯組合物，包括以下重量份的組分：70～80份可生物降解聚酯、20～30份填料、0.4～0.8份助劑、0.3～0.7份表面活性劑，尤其是各原料的用量在此范圍下時，進一步提高了抗沖口粘連性、水墨印刷性和粘附性。

17、其中，在本發(fā)明的可生物降解聚酯組合物中，所述可生物降解聚酯的重量百分含量不低于48％。

18、優(yōu)選地，在本發(fā)明的可生物降解聚酯組合物中，所述可生物降解聚酯的重量百分含量為48～80％，例如可以是48％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或其中任意兩個數(shù)值組成的范圍。

19、優(yōu)選地，所述爽滑劑包括酰胺類爽滑劑、蠟類爽滑劑中的至少一種。

20、優(yōu)選地，所述酰胺類爽滑劑包括芥酸酰胺、硬脂酸酰胺、山崳酸酰胺、油酸酰胺、乙撐雙硬脂酰胺中的至少一種。

21、優(yōu)選地，所述蠟類爽滑劑包括聚乙烯蠟、蒙旦蠟、氧化聚乙烯蠟、米糠蠟中的至少一種。

22、優(yōu)選地，所述抗靜電劑包括脂肪酸酯類抗靜電劑、烷基乙氧基胺類抗靜電劑、烷基磺酸鹽類抗靜電劑中的至少一種。

23、優(yōu)選地，所述助劑包括抗靜電劑和爽滑劑，所述抗靜電劑和爽滑劑的重量比為(0：1)～(7：1)。

24、優(yōu)選地，所述助劑包括抗靜電劑和爽滑劑，所述抗靜電劑和爽滑劑的質(zhì)量比為(3：5)～(5：3)。

25、優(yōu)選地，所述填料包括碳酸鈣、滑石粉、蒙脫土、二氧化硅、鈦白粉中的至少一種。

26、優(yōu)選地，所述填料的平均粒徑為1～10μm，例如可以是1μm、2μm、5μm、8μm、10μm或其中任意兩個數(shù)值組成的范圍。

27、其中，所述填料的平均粒徑按照gb/t?19077測試得到。

28、優(yōu)選地，所述填料包括碳酸鈣、滑石粉中的至少一種。

29、優(yōu)選地，所述可生物降解聚酯組合物包括第一可生物降解聚酯和第二可生物降解聚酯；所述第一可生物降解聚酯為pbat(聚已二酸對苯二甲酸丁二醇酯)，所述第二可生物降解聚酯為pla(聚乳酸)、pbset(聚癸二酸對苯二甲酸丁二醇酯)、pbs(聚丁二酸丁二醇酯)中的至少一種；所述第一可生物降解聚酯和第二可生物降解聚酯的質(zhì)量比為(50～80)：(1～10)。

30、優(yōu)選地，所述pbat的重均分子量為90000～180000，例如可以是90000、100000、120000、140000、150000、160000、180000或其中任意兩個數(shù)值組成的范圍。

31、優(yōu)選地，所述pbat為己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，其中，所述己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的摩爾比為(43.5～52.0)：(48.0～56.5)。

32、優(yōu)選地，所述pbat的重均分子量為110000～150000。

33、優(yōu)選地，所述pbat根據(jù)iso?1133-2011在190℃，2.16kg負荷下的熔體質(zhì)量流動速率為1～50g/10min，例如可以是1g/10min、2g/10min、4g/10min、5g/10min、10g/10min、15g/10min、20g/10min、25g/10min、30g/10min、35g/10min、40g/10min、45g/10min、50g/10min或其中任意兩個數(shù)值組成的范圍。

34、優(yōu)選地，所述pbat根據(jù)iso?1133-2011在190℃，2.16kg負荷下的熔體質(zhì)量流動速率為2～20g/10min。

35、優(yōu)選地，所述第二可生物降解聚酯為pla，所述pla中d-乳酸的摩爾百分含量為1～20％，例如可以是1％、2％、3％、4％、5％、6％、8％、10％、12％、15％、18％、20％或其中任意兩個數(shù)值組成的范圍。

36、其中，本發(fā)明所提到的pla可以是市售產(chǎn)品，也可以是自制。

37、示例性的，pla的制備方法(自制方法)：

38、s1.在反應(yīng)容器中加入l-乳酸、d-乳酸和第一催化劑，攪拌均勻，進行縮聚反應(yīng)，得低聚物。將所得低聚物在溫度減壓蒸餾至無產(chǎn)品餾出，得丙交酯中間品。

39、s2.將上述步驟所得的丙交酯中間品溶解于引發(fā)劑(己二醇)中，加入第二催化劑，進行開環(huán)聚合反應(yīng)，將所得的聚合物固體用5％(w/w)的氯仿水溶液回流溶解，溶液過濾后，用4～6倍于氯仿體積的乙醇進行沉淀，得到聚乳酸樹脂。

40、需要說明的是，本發(fā)明通過控制l-乳酸、d-乳酸的比例，從而控制pla中d-乳酸的摩爾百分含量。其中，第一催化劑、第二催化劑包括辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫中的至少一種。

41、其中，所述第一催化劑、第二催化劑的用量本發(fā)明不做限定，只要足夠催發(fā)反應(yīng)即可，例如第一催化劑可以是反應(yīng)單體總質(zhì)量的0.05～0.5％，第二催化劑為丙交酯中間品質(zhì)量的0.05～0.5％。

42、其中，縮聚反應(yīng)的溫度為95～105℃，時間為6～12h。

43、其中，減壓蒸餾的溫度為185～195℃。

44、其中，開環(huán)聚合反應(yīng)具體為：先在溫度為145～155℃、相對壓力為110000pa下反應(yīng)2～5h，然后在溫度為175～185℃、相對壓力為110000pa下反應(yīng)1～4h。

45、優(yōu)選地，所述pla根據(jù)iso?1133-2011在190℃，2.16kg負荷下的熔體質(zhì)量流動速率為1～50g/10min，例如可以是1g/10min、2g/10min、4g/10min、5g/10min、10g/10min、15g/10min、20g/10min、25g/10min、30g/10min、35g/10min、40g/10min、45g/10min、50g/10min或其中任意兩個數(shù)值組成的范圍。

46、優(yōu)選地，所述pla根據(jù)iso?1133-2011在190℃，2.16kg負荷下的熔體質(zhì)量流動速率為1～10g/10min，例如可以是1g/10min、2g/10min、4g/10min、5g/10min、6g/10min、8g/10min、10g/10min。

47、優(yōu)選地，本發(fā)明所述的可生物降解聚酯組合物還可以包括增韌劑、著色劑、抗氧劑、耐候劑、阻燃劑、紫外光吸收劑中的至少一種。

48、本發(fā)明所述的可生物降解聚酯組合物可包括增韌劑，合適的增韌劑包括但不限于乙烯-辛烯共聚物、sebs、馬來酸酐接枝poe、馬來酸酐接枝sebs以及它們的組合。

49、本發(fā)明所述的可生物降解聚酯組合物可包括著色劑，合適的著色劑包括但不限于炭黑、鈦白粉、硫化鋅、鐵紅、鈦黃以及它們的組合。

50、本發(fā)明所述的可生物降解聚酯組合物可包括抗氧劑，合適的抗氧劑包括但不限于抗氧劑1098、抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168以及它們的組合。

51、本發(fā)明所述的可生物降解聚酯組合物可包括耐候劑，合適的耐候劑包括但不限于受阻胺類光穩(wěn)定劑、苯并三唑類紫外光吸收劑以及它們的組合。

52、本發(fā)明所述的可生物降解聚酯組合物可包括阻燃劑，合適的阻燃劑包括但不限于溴代聚合物(例如：溴代聚苯乙烯)、金屬二烷基亞磷酸鹽(例如：三(二乙基亞磷酸)鋁)、金屬氫氧化物(例如：氫氧化鎂)、芳香族磷酸酯(例如：間苯二酚二(二苯基磷酸)酯和雙酚a二(二苯基磷酸)酯)以及它們的組合。

53、本發(fā)明所述的可生物降解聚酯組合物可包括紫外光吸收劑，合適的紫外光吸收劑包括但不限于羥基二苯甲酮類、羥基苯并三唑類、羥基苯并三嗪類、氰基丙烯酸酯類、納米級無機材料(例如：氧化鈦、氧化鈰和氧化鋅)以及它們的組合。

54、本發(fā)明還提供了一種可生物降解聚酯組合物的制備方法，包括以下步驟：

55、按照配比，將可生物降解聚酯、填料、助劑、表面活性劑混合均勻，熔融擠出，得到可生物降解聚酯組合物。

56、本發(fā)明還提供了一種可生物降解聚酯組合物在制備可降解產(chǎn)品中的應(yīng)用，所述可降解產(chǎn)品包括可降解塑料袋、可降解塑料膜中的至少一種。

57、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明以可生物降解聚酯為基體，在填料、爽滑劑、抗靜電劑以及表面活性劑共同作用，顯著提高了組合物的抗沖口粘連性、水墨印刷性和粘附性，所述的可生物降解聚酯組合物非常適用于制備可降解塑料產(chǎn)品，由于其具有優(yōu)異的抗沖口粘連性、水墨印刷性和粘附性，能夠有效的改善油墨在其制備的產(chǎn)品的表面的印刷效果，改善油墨在其表面的鋪展性和粘附性，尤其適用于制備可降解塑料膜、可降解塑料袋。