一種pbat淋膜的復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可降解的復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用,尤其涉及一種使用淋膜披 覆技術(shù)制備復(fù)合材料的方法及應(yīng)用,屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 紙質(zhì)食品容器和紙質(zhì)防滲漏防水防潮垃圾等容器及紙尿褲、衛(wèi)生巾等為了避免液 體浸滲紙材,通常會(huì)在內(nèi)外表面披覆一層塑料膜,以達(dá)到防水防漏的效果,而淋膜通常使用 聚乙烯(PE)或者聚丙烯(PP)為原料,這種淋膜后的紙具有了防水防漏的效果,但由于聚乙 烯(PE)和聚丙烯(PP)不能生物降解,會(huì)產(chǎn)生大量白色垃圾,對(duì)環(huán)境造成污染。
[0003] 為了解決白色污染的問(wèn)題,行業(yè)內(nèi)發(fā)展出一種PLA (聚乳酸)披覆的淋膜紙,PLA 可自然分解,且無(wú)毒性,可達(dá)到環(huán)保效果,但PLA質(zhì)脆、韌性和抗沖擊性差以及熱穩(wěn)定性差 等缺點(diǎn)使其應(yīng)用范圍大大受限,且目前的PLA淋膜技術(shù)對(duì)于淋膜的厚度具有一定的局限 性,PLA的淋膜厚度不能低于22g/m2,造成PLA淋膜的成本過(guò)高,另一種可生物降解的材料 PBS(聚丁二酸丁二醇酯)的加工溫度低,粘性低,熔體強(qiáng)度差,另外,PLA、PBS是結(jié)晶聚合 物,其制品往往具有一定的脆性,因此,二者在包裝領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍大大受限。
[0004] 本發(fā)明中使用的PBAT是己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物,既有 良好的延展性和斷裂伸長(zhǎng)率,也具有較好的耐熱性和抗沖擊性,此外,PBAT還是優(yōu)良的生 物降解材料,因此可以用它來(lái)改善脂肪族聚酯如PLA的力學(xué)性能,肖運(yùn)鶴等的"超細(xì)碳酸鈣 填充可降解聚酯材料的研究"(塑料,2009, 38 (3) :69-71)表明,PBAT與超細(xì)碳酸鈣共混不 僅能實(shí)現(xiàn)材料的完全快速降解,還能極大的節(jié)省成本,但由于PBAT本身的物理特性粘度太 大,因而在淋膜的操作過(guò)程中,極易沾附于設(shè)備之上,造成不能連續(xù)生產(chǎn),因此,至今未有成 功使用PBAT淋膜的報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明針對(duì)上述PBAT淋膜過(guò)程中的問(wèn)題,提供一種PBAT淋膜的復(fù)合材料的制備 方法及應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0007] -種PBAT淋膜的復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
[0008] I .將PBAT或者PBAT 100重量份與其他可生物降解塑料或者超細(xì)碳酸鈣5-40 重量份混合后的混合物作為基料加入攪拌桶內(nèi),通過(guò)攪拌加熱干燥;
[0009] II .將所述步驟I中干燥后的基料通過(guò)原料輸送機(jī)輸送至淋膜機(jī)的儲(chǔ)料倉(cāng);
[0010] III.所述步驟II中儲(chǔ)料倉(cāng)中的基料經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入淋膜機(jī)螺桿加熱推進(jìn),淋膜機(jī)內(nèi) 沿螺桿方向分為多個(gè)加熱段,每個(gè)加熱段的溫度沿螺桿方向逐漸升高直至到達(dá)基料的熔 點(diǎn),熔融后的基料經(jīng)輸料彎頭到達(dá)淋膜機(jī)膜頭;
[0011] IV .通過(guò)淋膜機(jī)臺(tái)底部的前進(jìn)導(dǎo)輪將淋膜機(jī)臺(tái)推進(jìn)至一定位置,使步驟III中所述 的淋膜機(jī)膜頭位于淋膜機(jī)臺(tái)的兩滾輪之間,再經(jīng)橫向氣缸驅(qū)動(dòng)的固定滑座進(jìn)行微調(diào),使得 所述的淋膜機(jī)膜頭位于淋膜機(jī)臺(tái)的兩滾輪之間的正中心線位置,最后經(jīng)頂推油壓缸控制所 述的淋膜機(jī)臺(tái)上升,使得所述的兩滾輪之間的淋膜中心線至淋膜頭的出料口一預(yù)定的距 離;
[0012] V .基材料軸將基材輸送至淋膜機(jī)臺(tái)的兩滾輪之間,控制淋膜機(jī)使基料淋膜披覆 在基材之上,并通過(guò)橫向氣缸控制兩滾輪間的壓力來(lái)控制基料與基材之間的復(fù)合強(qiáng)度,所 述基材為紙、無(wú)紡布或薄木紙板中的一種,同時(shí)在所述滾軸內(nèi)通入冷卻水將滾軸溫度控制 在20_30°C,從而保證熔融狀態(tài)的基料膜披覆在基材上后能夠快速冷卻凝固,使覆膜復(fù)合在 基材上并與滾輪相分離。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是:
[0014] 本方法可以將PBAT及以PBAT為主要成分的可生物降解的混合物通過(guò)淋膜方法成 功復(fù)合到基材上,所得復(fù)合材料與PLA淋膜的復(fù)合材料相比,具有優(yōu)異的力學(xué)性能,可呈現(xiàn) 同等或以上的防水、防油和耐溫的效果,且PBAT可以復(fù)合的厚度范圍大,最低至10g/m2,大 大降低了復(fù)合材料的成本。
[0015] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0016] 進(jìn)一步,所述步驟V中滾軸內(nèi)通入冷卻水的同時(shí)開(kāi)啟滾輪上部的噴水裝置噴出 10-20 °C 的水。
[0017] 采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是,能夠使得基料膜覆在基材上后快速冷卻 凝固,并與滾輪相分離。
[0018] 進(jìn)一步,所述滾輪由防粘材料制成。
[0019] 采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是,能夠使得基料膜覆在基材上很容易的與 滾輪相分離,實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
[0020] 進(jìn)一步,所述防粘材料選自聚四氟乙烯、陶瓷、氟碳橡膠改性、硅膠中的一種。
[0021] 進(jìn)一步,所述步驟I中的其他可生物降解塑料是指PLA、PBS中的一種或者兩種的 混合物;
[0022] 進(jìn)一步,所述步驟III中多個(gè)加熱段為6個(gè)加熱段;
[0023] 進(jìn)一步,所述步驟III中6個(gè)加熱段的加熱溫度自150°C以依次遞增30-40°C、 60-70 °C、10-20 °C、10-20 °C、10-20 °C 的規(guī)律增加。
[0024] 進(jìn)一步,所述步驟IV中兩滾輪之間的中心線至淋膜頭出料口的預(yù)定距離為3-7cm。
[0025] 進(jìn)一步,所述步驟V中兩滾輪之間的壓力控制在0· 5-0. 8Mpa。
[0026] 本發(fā)明還保護(hù)一種PBAT淋膜的復(fù)合材料的制備方法在紙尿褲、衛(wèi)生巾、包裝領(lǐng)域 的應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本發(fā)明淋膜過(guò)程整個(gè)生產(chǎn)線示意圖;
[0028] 圖2為本發(fā)明中淋膜機(jī)的側(cè)視圖;
[0029] 在圖1和圖2中,1、攪拌桶,2、原料輸送機(jī),3、儲(chǔ)料倉(cāng),4、進(jìn)料口,5、螺桿輸送機(jī),6、 輸送彎頭,7、淋膜頭,8、噴水裝置,9、薄膜,10、滾輪,11、橫向氣缸,12、固定滑座,13、基材料 軸,14、收卷機(jī),15、淋膜機(jī)臺(tái),16、機(jī)臺(tái)前進(jìn)導(dǎo)輪,17、機(jī)臺(tái)前進(jìn)導(dǎo)軌,18、頂推油壓缸
【具體實(shí)施方式】
[0030] 以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述,所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明,并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0031] 實(shí)施例1 :
[0032] 如附圖1和2所示,一種制備PBAT淋膜的復(fù)合材料的設(shè)備,包括攪拌桶1、原料輸 送機(jī)2和淋膜機(jī),攪拌桶1經(jīng)原料輸送機(jī)2與淋膜機(jī)的進(jìn)料口 4連接,淋膜機(jī)兩滾輪10的 上部安裝有噴水裝置8。
[0033] 將1000 g PBAT加入攪拌桶1內(nèi)干燥,攪拌桶轉(zhuǎn)速500r/min,干燥5min后經(jīng)原料 輸送機(jī)2輸送至淋膜機(jī)的儲(chǔ)料倉(cāng)3, PBAT由進(jìn)料口 4進(jìn)入淋膜機(jī)的螺桿輸送機(jī)5,螺桿內(nèi)分 為6個(gè)加熱段,沿螺桿方向依次設(shè)置為150°C、190°C、260°C、275°C、285°C、305°C,熔融后的 PBAT到達(dá)淋膜機(jī)膜頭7,通過(guò)淋膜機(jī)臺(tái)底部的前進(jìn)導(dǎo)輪16將淋膜機(jī)推進(jìn)至一定位置,使淋 膜機(jī)膜頭7位于淋膜機(jī)臺(tái)的兩滾輪10之間,再經(jīng)淋膜機(jī)臺(tái)的固定滑座12進(jìn)行微調(diào),使淋膜 機(jī)膜頭7位于滾輪機(jī)臺(tái)的兩滾輪10之間的正中心線位置,最后頂推油壓缸18控制淋膜機(jī) 臺(tái)上升,使得兩滾輪10之間的淋膜中心線至淋膜頭7的出料口 4cm,控制淋膜機(jī)將PBAT淋 覆于40m2的紙上,控制兩滾輪間的壓力為0. 6Mpa,同時(shí)在滾軸內(nèi)通入冷卻水將滾軸的溫度 控制在20°C,噴水裝置8同時(shí)往滾輪10上噴出20°C的水,最終所得復(fù)合淋膜紙的淋膜厚度 為25g/m2,所得復(fù)合淋膜紙的拉伸測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0034] 實(shí)施例2 :
[0035] 使用與實(shí)施例1中相同的設(shè)備,將1000 g PBAT和50g NatureWorks4032D型號(hào)的 PLA加入攪拌桶1內(nèi)干燥,攪拌桶轉(zhuǎn)速500r/min,干燥5min后經(jīng)原料輸送機(jī)2輸送至淋膜機(jī) 的儲(chǔ)料倉(cāng)3, PBAT和PLA通過(guò)淋膜機(jī)的螺桿加熱推進(jìn),螺桿內(nèi)分為6個(gè)加熱段,沿螺桿方向 依次設(shè)置為160 °C、190 °C、260 °C、280 °C、290 °C、315 °C,熔融后的PBAT和PLA到達(dá)淋膜機(jī)膜 頭7,通過(guò)淋膜機(jī)臺(tái)底部的前進(jìn)導(dǎo)輪16將淋膜機(jī)臺(tái)15推進(jìn)至一定位置,使淋膜機(jī)膜頭7位 于淋膜機(jī)臺(tái)的兩滾輪10之間,再經(jīng)淋膜機(jī)臺(tái)的滾輪滑座12進(jìn)行微調(diào),使淋膜機(jī)頭7于滾輪 機(jī)臺(tái)的兩滾輪10之間的正中心線位置,最后頂推油壓缸18控制淋膜機(jī)臺(tái)上升,使得兩滾輪 10之間的淋膜中心線至淋膜頭7的出料口 7cm,控制淋膜機(jī)將PBAT淋覆于IOOm2的無(wú)紡布 上,控制兩滾輪間的壓力為〇. 5Mpa,同時(shí)在滾軸內(nèi)通入冷卻水將滾軸的溫度控制在25°C, 噴水裝置8同時(shí)往滾輪