[发明专利]一种可完全生物降解材料及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种可完全生物降解材料及其生产工艺。

背景技术

随着科技的飞速发展，高分子材料已经渗透到人们生活的方方面面。但是，在高分子材料制品给我们的生活带来便利的同时，其废弃物的残留和不可降解也对生态环境造成了巨大的威胁。因此，在“环境保护”和“可持续发展”已然成为首要议题的今天，可生物降解材料的研发与工业化生产已成为研究热点之一。目前研究得较多的可生物降解高分子材料有聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等等，国内外已有多家公司具备这几种聚酯的成熟生产工艺。但是由于其价格比较昂贵，以及部分性能还有待完善，使得这几种聚酯还不能为市场所广泛接受。所以，对以上材料的改性以达到关键性能指标并降低其成本，也就成为了现阶段可生物降解高分子材料的研究重点。

行业中对PCL、PLA及PBS的改性研究已取得了不少成果，但是其部分性能指标还是无法与非可生物降解材料相比，价格也无法接近通用高分子材料制品。这些都大大限制了改性可生物降解高分子材料的实用价值，使得现今可完全生物降解高分子材料制品仍然无法得到推广和量产。

发明内容

本发明提供了一种可完全生物降解材料及其生产工艺，为实现上述发明的目的，本发明是采用以下技术方案来解决的：

一种可完全生物降解材料，包含以下成分及重量份数：

聚己内酯            5-30份；

聚乳酸              10-60份；

聚丁二酸丁二醇酯    10-60份；

复合变性淀粉        8-75份；

无机填料            8-60份；

分散/生物降解助剂   2-17份；

增塑剂              0.1-0.5份。

优选的，所述聚己内酯的数均分子量4-6万。

优选的，所述聚乳酸的分子量为10-15万。

优选的，所述聚丁二酸丁二醇酯的分子量为5-10万。

优选的，所述复合变性淀粉是交联度为5-40％的羟烷基交联改性淀粉，或是取代度为0.07％-0.1％的羟烷基取代改性淀粉。

优选的，所述复合变性淀粉的细度为100-300目，水分含量≤7％。

优选的，所述无机填料是细度在3500目以上的蒙脱土、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉或云母中的至少一种。

优选的，所述分散/生物降解助剂为丙三醇和植物油。

优选的，所述分散/生物降解助剂中，丙三醇和植物油的质量份数比例为1∶1。

优选的，所述增塑剂是柠檬酸三丁酯、矿物油或乙酸甘油酯中的至少一种。

以及一种可完全生物降解材料的生产工艺，其生产工艺包含如下步骤：

(1)、在干燥设备中分别将聚己内酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、复合变性淀粉和无机填料干燥至水分烘干。

(2)、取聚己内酯5-30份、聚乳酸10-60份、聚丁二酸丁二醇酯10-60份、复合变性淀粉8-75份、无机填料8-60份、分散/生物降解助剂2-17份、增塑剂0.1-0.5份。

(3)、将上述配比原材料中的复合变性淀粉加入到搅拌混炼机中，加入聚己内酯，使聚己内酯完全熔融到复合变性淀粉中；再加入聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、无机填料、分散/生物降解助剂和增塑剂，在常温下搅拌至混合均匀。

(4)、将混合后的原料加入到同向平行双螺杆挤出机中进行挤出造粒。

(5)、将造好的粒料在干燥设备中干燥至水分烘干，包装制成共混生物降解材料。

优选的，所述步骤(3)中当搅拌混炼机搅拌温度到90-120℃时加入聚己内酯。

优选的，所述步骤(5)中干燥温度为60-80℃。

由以上技术方案可以看出，本发明采用可生物降解高分子材料PCL、PLA和PBS，与复合变性淀粉及无毒无害的无机填料和其他助剂，经有机复合共混得到可以在土壤、水域或厌氧条件下完全生物降解并可回收利用的环境友好生物降解材料。通过不同配比，能够很好地按要求对材料各方面性能进行调控，并由复合变性淀粉和无机填料的加入大大降低了成本，使得可完全生物降解高分子材料更具实用性。

具体实施方式

以下结合通过实验例以及实施例对本发明进行阐述，然而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。所属技术领域的普通技术人员依据本发明公开的内容，均可实现本发明的目的。

一种可完全生物降解材料，所述可完全生物降解材料包含以下成分及重量份数：