[发明专利]一种可生物降解的改性聚乳酸胶带及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可生物降解的改性聚乳酸胶带及制备方法。所述的可降解胶带的构成包括以聚乳酸(PLA)、丁二酸丁二醇酯‑己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)、纳米纤维素和热塑性淀粉(TPS)为基材，改性丙烯酸酯压敏胶为黏胶。所述的基材层为无毒、无污染的混合可降解材料层，所述的胶黏剂为改性耐高温的压敏胶。该可降解胶带选材合理，安全环保，不仅满足胶带的剥离强度、持黏性等要求，而且还具备优良的可生物降解性，能在微生物作用下降解为水和二氧化碳，且在多等方面具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料加工领域，更具体的说涉及一种可生物降解的改性聚乳酸胶带及其制备方法。

背景技术

常见聚合物材料的废弃物在给环境带来负面影响外，除了本身不可自然降解，不良增塑剂和防老剂的使用进一步添加了其危害度。绿色材料的开发和研究将有助于缓解这些实际生产和应用中的问题。

绿色可降解材料来源广泛、耗能低、易回收循环利用率高，在生产、使用、废弃及回收利用处理过程中，可做到资源和能源的节约，废弃后能以较快速度降解或再利用，不造成对生态平衡的破坏，同时这种材料对人体无害。生物质材料PLA和PBSA正是符合这些要求的理想材料之一。

聚乳酸(PLA)是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。PLA的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。尽管PLA具有优良的力学性能，但因脆性大而限制了其在许多方面的应用。丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)是一种热塑性脂肪族聚酯，具有可生物降解性，可熔融加工性，良好的机械性能、耐热性和耐化学腐蚀性。

胶带在人们日常生活中应用非常广泛，随着人们对环保意识的不断增强，环保可降解型的胶带研发也逐渐受到青睐。现阶段，国内对可降解胶带的研发较少，市场上也少有较成熟的产品推出。

发明内容

本发明人通过研究发现将PBSA按一定质量比添加到PLA可有效改善PLA制备薄膜过程中存在的缺陷。纳米纤维素由于其质轻且具有优良的可生物降解性、可再生性，用其作为PLA的填充材料，可以提高PLA复合材料的力学性能和阻隔性能，并改善PLA的热学性能及降解性能。此外，TPS的添加不仅降低了PLA材料产品的成本，更有可能进一步提高其降解速率。并且通过加入有机硅单体(KH570)及外加水性多异氰酸酯(GH)固化剂对丙烯酸酯压敏胶改性，制备得到的胶粘剂的综合性能相对最好。

本发明的目的是针对上述需求，提供一种可生物降解的改性聚乳酸胶带，该新型胶带选才合理，不仅安全可降解，还能满足持黏性和剥离强度的要求。

本发明的另一目的是提供一种制备上述胶带的方法。

为实现上述目的，针对聚乳酸自身的加工特性，选用PBSA、TPS及纳米纤维素按一定质量比与其共混熔融进行改性，制备出混合材料以改善PLA加工中存在的缺陷。

本发明所述可降解的改性聚乳酸胶带，其特征在于，所述的可降解胶带包括基材层、胶黏剂层。所述的胶黏剂层位于基材层表面，所述的基材层为无毒、无污染的可降解混合材料，所述的胶黏剂为改性的耐高温丙烯酸酯压敏胶。

所述的基材为聚乳酸(PLA)、10-20％丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)、0-3％纳米纤维素和0-30％热塑性淀粉(TPS)(均相对于PLA质量而言)，基材膜厚度为20μm-150μm，所述的胶黏剂为压敏胶。改性PLA基材膜的制备工艺路线如附图2所示。

所述的胶黏剂进一步选自改性耐高温的压敏胶，主要是采用半连续种子乳液聚合法，通过加入有机硅单体(KH570)及外加水性多异氰酸酯(GH)固化剂对丙烯酸酯压敏胶改性，制备的一种改性丙烯酸酯压敏胶。

本发明更优选的改性耐高温丙烯酸酯压敏胶黏剂，其单体组成如下：