生物降解材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種生物降解材料及其制備方法，所述生物降解材料包括按重量份數計的以下組分：淀粉：10至50份，聚乙烯醇：5至20份，聚丁二酸丁二醇酯：10至50份，增塑劑：5至20份，相容劑：0.5至5份，抗氧劑：0.1至0.5份。本發明專利技術的生物降解材料可直接擠塑、注塑和吹塑，應用在容器、包裝袋、消費品外包裝等產品上，這種生物降解材料能在較長的使用期內保持良好的力學性能，回收后又可堆肥，最終被降解為二氧化碳和水，對環境無污染。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術實施例涉及本專利技術涉及一種。
技術介紹
“白色污染”已成為一個嚴重的社會問題，如何處理塑料垃圾已經成為全人類的非常關注的一個問題。無論在美洲、歐洲還是非洲，許多國家都在出臺各種限塑政策，其中，t匕較普遍的做法之一就是使用替代性可降解產品。法國2010年起禁止銷售和分發全塑料袋和塑料包裝，除非它們是完全生物降解的，引起了業界強烈反應。全球正在掀起一股生物降解材料的熱潮。20世紀末開始，降解塑料得到了迅速的發展，在北美，降解塑料以每年17%的速度增長；在歐洲，則以每年59%的速度增長。我國政府也從多個方面為降解材料的發展提供了廣闊的空間，有關部門也正在考慮提供政策上的支持，并在部分地區開始實行降解塑料的試行政策。中國“十一五”、“十二五”規劃綱要中將建設資源節約型、環境友好型社會作為重要的發展目標，在這種趨勢下，中國相關行業及企業正在積極努力通過制定產品標準，加快應用研究及加強國際合作等技術途徑，促使生物降解塑料產業進入一個快速成長階段。2008年6月I日起，我國開始實行“限塑令“。北京奧運會上，570萬個可降解生物垃圾袋投用各大公共場所，引起了全世界的關注，這種塑料袋丟棄后，72天內即可分解為二氧化碳和水。相信不久的未來，生物降解材料在中國會有很大的市場。生物降解高分子材料由天然高分子(如淀粉、纖維素、甲殼質)或農副產品經微生物發酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如熱塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均屬這類材料。國內外生物降解材料研究較多的可分為以下幾類淀粉、聚己內酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯及其共聚物(PBS)、聚乳酸(PLA)、聚羥基烷酸酯(PHA)、聚乙烯醇(PVA)等。盡管目前國內外對生`物降解材料的研究及報道很多，但是仍有許多問題阻礙了該類材料的推廣和應用。原因是1)可降解塑料的力學性能差，不能滿足用戶的使用要求，2)可降解材料色澤暗淡發黃，透明度低，3)價格偏高，成本高于普通高分子材料的生產成本。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決上述現有技術的缺陷，提供一種力學性能優良的。為解決上述的技術問題，本專利技術采用以下技術方案一種生物降解材料，包括按重量份數計的以下組分淀粉10至50份，聚乙烯醇5至20份，聚丁二酸丁二醇酯10至50份，增塑劑5至20份，相容劑0. 5至5份，抗氧劑O.1至O. 5份。作為本專利技術的優選方式，在上述生物降解材料中，優選的是，所述淀粉為植物淀粉，具體為玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉中的一種或多種，更優選的是，所述淀粉中直鏈淀粉的重量含量為15%至30%。作為本專利技術的優選方式，在上述生物降解材料中，優選的是，所述增塑劑的重量為所述生物降解材料重量的10%至30%，所述增塑劑包括按重量份數計的以下組分多元醇5至10份，去離子水3至5份， 有機羧酸1至3份。作為本專利技術的優選方式，在上述生物降解材料中，優選的是，所述多元醇為相對分子質量在62至300之間的小分子多元醇，更優選的是，所述多元醇為乙二醇、丙三醇、山梨醇中的一種或多種。作為本專利技術的優選方式，在上述生物降解材料中，優選的是，所述有機羧酸為C4至C18的飽和有機羧酸，更優選的是，所述有機羧酸為檸檬酸。作為本專利技術的優選方式，在上述生物降解材料中，優選的是，所述相容劑的重量為所述聚丁二酸丁二醇酯重量的O. 5%至3%，更優選的是，所述相容劑的重量為所述聚丁二酸丁二醇酯重量的1%至1. 5%。作為本專利技術的優選方式，在上述生物降解材料中，優選的是，所述相容劑為馬來酸酐、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲苯酯的一種或多種。作為本專利技術的優選方式，在上述生物降解材料中，優選的是，所述抗氧劑為受阻酚抗氧劑，更優選的是，所述抗氧劑為抗氧劑1010，化學名為四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。一種生物降解材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將淀粉、聚乙烯醇、抗氧劑和增塑劑混合，升溫，待溫度升到在90至120°C時，再混合20至30分鐘，得到第一混合物，然后降低第一混合物溫度，當第一混合物溫度降低到60至80°C時，加入聚丁二酸丁二醇酯和相容劑進行混合，保持混合時間為15至20分鐘，得到第二混合物，用雙螺桿擠出機擠出第二混合物，冷卻切粒，得到生物降解材料，該生物材料可擠塑、注塑或吹塑成塑料制品。作為本專利技術的優選方式，在上述生物降解材料的制備方法中，優選的是，所述淀粉的含水量低于1% (重量分數)，所述聚乙烯醇的含水量低于1% (重量分數)，所述聚丁二酸丁二醇酯的含水量低于O. 02% (重量分數)，若淀粉、聚乙烯醇或聚丁二酸丁二醇酯的含水量較高，需要在混合前進行干燥，以使含水量滿足條件。作為本專利技術的優選方式，在上述生物降解材料的制備方法中，優選的是，所述雙螺桿擠出機分為8個區，每個區的加工溫度為第一區110至 13(TC,第二區130至 145°C，第三區135至 15(TC，第四區145至 165°C，第五區145至 165°C，第六區150至 170°C，第七區150至 17(TC，第八區150至 165 ，所述第二混合物依次經過第一區、第二區、第三區、第四區、第五區、第六區、第七區，最后從第八區擠出。本專利技術的效果和優點如下1、聚乙烯醇(PVA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)都是可完全生物降解的聚合物，其中PBS的力學性能與PP相似，能在干燥環境下，較長時間儲存并保持穩定，PVA可改善淀粉的可塑性，并且賦予材料氣體阻隔性和耐油性，將淀粉與兩者共混后形成的三元體系，不但克服了單一材料的缺點，而且融合了三種材料的優點，材料物理化學性能明顯提高，其他性能也能根據需要進行調整，是一種極具應用前景的生物降解材料。2、本專利技術的生物降解材料，降解機理是通過微生物和各種細菌及酶的作用，將材料分解為二氧化碳和水，淀粉先被微生物分降為二氧化碳和水，然后PVA分子與PBS分子開始斷鏈，被分解為小碎片并最終被微生物分解為二氧化碳和水。3、本專利技術的生物降解材料可直接擠塑、注塑和吹塑，應用在容器、包裝袋、消費品外包裝等產品上，這種生物降解材料能在較長的使用期內保持良好的力學性能，回收后又可堆肥，最終被降解為二氧化碳和水，對環境無污染。具體實施方式 實施例1 :按照表I原料配方稱取各種原料，其中PVA樹脂、淀粉和PBS樹脂預先干燥4小時。將PVA樹脂、淀粉與丙三醇、去離子水、檸檬酸加入高速混合機中高速混合30分鐘，整個過程保持物料溫度在110°C，混勻后調整高速混合機溫度到70°C，待溫度穩定后再加入PBS樹脂和馬來酸酐，混合20分鐘后低速出料，利用雙螺桿擠出機進行熔融擠出造粒。雙螺桿加熱溫度段具體設定為第一區120°C，第二區135°C，第三區140°C，第四區155°C，第五區155°C，第六區:160°C，第七區:160°C，第八區155°C。實施例2 :實施例2的制備方法與實施例1相同，具體原料配比見表I。實施例3 :實施例3的制備方法與實施例1相同，具體原料配比見表I。實施例4 :實施例4的制備方法與實施例1相同，具體原料配比見表I。實施例5 :實施例5的制備方法與實施例1相同，具體原料配比見表I。對實施例1至5的產品按照國標進行測試，各項性能數據見表2。拉伸強度按照國標GB/T104本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生物降解材料，其特征在于，包括按重量份數計的以下組分：淀粉：10至50份，聚乙烯醇：5至20份，聚丁二酸丁二醇酯：10至50份，增塑劑：5至20份，相容劑：0.5至5份，抗氧劑：0.1至0.5份。

【技術特征摘要】
1.一種生物降解材料，其特征在于，包括按重量份數計的以下組分淀粉:10至50份，聚乙烯醇5至20份，聚丁二酸丁二醇酯10至50份，增塑劑5至20份，相容劑0. 5至5份，抗氧劑:0.1至O. 5份。2.根據權利要求1所述生物降解材料，其特征在于，所述淀粉為植物淀粉。3.根據權利要求2所述生物降解材料，其特征在于，所述淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、 土豆淀粉中的一種或多種。4.根據權利要求3所述生物降解材料，其特征在于，所述淀粉中直鏈淀粉的重量含量為 15% 至 30%ο5.根據權利要求1所述生物降解材料，其特征在于，所述增塑劑的重量為所述生物降解材料重量的10%至30%。6.根據權利要求5所述生物降解材料，其特征在于，所述增塑劑包括按重量份數計的以下組分多元醇5至10份，去離子水3至5份，有機羧酸1至3份。7.根據權利要求6所述生物降解材料，其特征在于，所述多元醇為相對分子質量在62 至300之間的小分子多元醇。8.根據權利要求7所述生物降解材料，其特征在于，所述多元醇為乙二醇、丙三醇、山梨醇中的一種或多種。9.根據權利要求6所述生物降解材料，其特征在于，所述有機羧酸為C4至C18的飽和有機羧酸。10.根據權利要求9所述生物降解材料，其特征在于，所述有機羧酸為檸檬酸。11.根據權利要求1所述生物降解材料，其特征在于，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：紀敏，陳偉，周剛，王煉，雷春堂，張亞萍，林曉艷，
申請(專利權)人：四川長虹電器股份有限公司，
類型：發明
國別省市：