專利名稱：一種pla/pbat生物降解復(fù)合材料及其制備方法
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PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
塑料工業(yè)迅速發(fā)展，其用途已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，用途十分廣泛。中國每年產(chǎn)生的廢棄塑料約為500萬噸，其中大多數(shù)廢棄塑料為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)材料，這些材料不能夠自然分解。因此，由PP材料、PE材料、PS材料制備的一次性塑料包裝廢棄物及其相應(yīng)的農(nóng)用薄膜和一次性餐具，如果被隨意丟棄將會因其非降解性堆積在土地上，從而造成嚴(yán)重的白色污染，而且這種潛在的污染同時(shí)也會隨著人們使用量的增加和時(shí)間的積累而加劇，目前我國白色污染嚴(yán)重，已經(jīng)引起政府有關(guān)部門和社會的普遍關(guān)注，相關(guān)法律法規(guī)已經(jīng)出臺，尤其是在歐美市場，非可降解塑料的使用受到嚴(yán)格的限制。近些年，傳統(tǒng)的石化基塑料正逐漸被稱為“綠色材料”的可降解和可重復(fù)利用的生物基材料所代替。目前使用最為重要和廣闊的可降解聚合物是脂肪族聚酯和蛋白質(zhì)，比如聚乳酸(PLA)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)等等。聚乳酸(PLA)是以玉米等農(nóng)作物為原料，發(fā)酵得到乳酸，并經(jīng)過一系列化學(xué)合成制備的脂肪族聚酯，最終能被分解成二氧化碳和水，是典型的生物可降解塑料。聚乳酸具有良好的熱穩(wěn)定性、生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性，還具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此，用途十分廣泛，可應(yīng)用于各種塑料制品、包裝食品、快餐飯盒、無紡布、工業(yè)及民用布、農(nóng)用織物、 保健織物、抹布、衛(wèi)生用品、室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面、一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等領(lǐng)域。盡管純PLA有著高透明度、高光澤度等優(yōu)點(diǎn)，但是其硬而脆、加工難度大且熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)影響了它在注塑方面的應(yīng)用。聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)，也稱為聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯，是己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的特性，屬于熱塑性生物降解塑料。PBAT既有較好的延展性和斷裂伸長率，也有較好的耐熱性和沖擊性能。此外，PBAT還具有優(yōu)良的生物降解性，是目前生物降解塑料研究中非?；钴S且市場應(yīng)用最好降解材料之一。雖然PLA和PBAT都有著獨(dú)特的性能，但實(shí)驗(yàn)表明PLA強(qiáng)度高柔韌性差，PBAT材料強(qiáng)度不高韌性好，如能結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，相互補(bǔ)充，可以制備出性能良好的PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料。但是PLA和PBAT為一個(gè)不相容的兩相體系，分散相PBAT將以較大粒徑分散在PLA基體中，并且PBAT和PLA相容性差，這極大地限制了 PBAT對PLA韌性的改善效果。因此，需要提高兩者的相容性，使PBAT對PLA的增韌效果更加顯著，從而獲得性能更好、更穩(wěn)定的復(fù)合材料。申請公布號為CN102702696A的中國專利申請公開了一種全降解生物材料及其制品，該全降解生物材料由PBAT和PLA組成，其中，PBAT占75wt% 90wt%，其余為PLA。雖然在該全降解生物材料中PBAT和PLA相容性仍然不佳，但是在該全降解生物材料中PBAT含量較多，占75wt% 90wt%，由于PBAT本身就具有良好的韌性，因此，該全降解生物材料制備的薄膜制品體現(xiàn)出良好的柔韌性。但是由于該全降解生物材料中PBAT和PLA之間的相容性較差，因此，其韌性、強(qiáng)度都有待進(jìn)一步提高。乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)由乙烯和乙酸乙烯共聚制得，主要性能取決于分子鏈上乙酸乙烯的含量，可調(diào)解構(gòu)成組分比例符合不同的應(yīng)用需要。EVA不但具有橡膠般的柔軟性，在50°C下能夠具有較好的可撓性，而且具有良好的透明性和表面光澤性，化學(xué)穩(wěn)定性良好，抗老化和抗氧化性強(qiáng)，與填料的摻混性好，還具有易染色和易成型加工特點(diǎn)。因此，被廣泛應(yīng)用于發(fā)泡鞋料、功能性棚膜、包裝膜、熱熔膠、電線電纜及玩具等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料，其力學(xué)性能良好，特別是韌性和強(qiáng)度表現(xiàn)良好。一種PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料，由以下重量百分含量的原料制成:
權(quán)利要求
1.一種PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料制成:聚乳酸60% 75%; 聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯10% 2 5 %;聚己內(nèi)酷1%~5%; 乙烯-醋酸乙烯共聚物5% 15%; 乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物1% 5%;植物油多元醇1% 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料制成:聚乳酸65% 70%; 聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯15% 20%;聚己內(nèi)酯2% 4% ； 乙烯-醋酸乙烯共聚物5% 10%; 乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物2% 4%;植物油多元醇3% 6%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量百分含量的原料制成:聚乳酸67%; 聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯16%;聚己內(nèi)酯2%;乙烯-醋酸乙烯共聚物8%; 乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物3%;植物油多元醇4%
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯的重量百分含量為5% 45%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的植物油多元醇為蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、花生油多元醇、椰子油多元醇、棕櫚油多元醇、亞麻油多元醇、棉籽油多元醇、玉米油多元醇、葵花籽油多元醇、松子油多元醇、桐油多元醇中的一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料，其特征在于，所述的植物油多元醇為蓖麻油多元醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 將聚乳酸、聚 己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯、聚己內(nèi)酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物和植物油多元醇混合均勻，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PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的熔融共混的溫度為150°C 175°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物由以下方法制備將用于接枝反應(yīng)的乙烯-醋酸乙烯共聚物和用于接枝反應(yīng)的聚乳酸在催化劑的作用下反應(yīng)，在90°C 180°C反應(yīng)5 60分鐘，經(jīng)分離、洗滌和干燥后得到乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物； 所述的催化劑為Ti (OPr)4, Ti (OPh)4, Ti (OBu)4中的一種或兩種以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物的制備中，采用以下質(zhì)量百分含量的原料 用于接枝反應(yīng)的聚乳酸30% 50% ； 用于接枝反應(yīng)的乙烯-醋酸乙烯共聚物45% 69. 9% ； 催化劑O. 1% 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料，由以下重量百分含量60%～75%聚乳酸、60%～75%的聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯、1%～5%的聚己內(nèi)酯、5%～15%的乙烯-醋酸乙烯共聚物、1%～5%的乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乳酸接枝共聚物以及1%～10%的植物油多元醇制成，本發(fā)明PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度和韌性，化學(xué)穩(wěn)定性良好，并易于加工，此外，該材料可生物降解。本發(fā)明還公開了一種PLA/PBAT生物降解復(fù)合材料的制備方法，通過現(xiàn)有的設(shè)備雙螺桿擠出機(jī)即可實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)施，可操作性強(qiáng)，易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，具備良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C08L87/00GK103254597SQ20131019266
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月22日
發(fā)明者王惠群 申請人:廣東益德環(huán)?？萍加邢薰?br>