一种用于全生物降解塑料物性改良的融合剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及全生物降解材料技术领域，具体涉及一种用于全生物降解塑料物性改良的融合剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。“纸”是一种典型的生物降解材料，而“合成塑料”则是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种材料性质的高分子材料。
3.pbat作为生物降解材料受到越来越多的关注，但pbat用于制备塑料产品时，制备得到的产品存在物性不佳、强度不够、无法长期使用等缺点。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于全生物降解塑料物性改良的融合剂及其制备方法和应用，该融合剂用于制备全生物降解塑料时，能够有效提高各组分之间的兼容性，并强化机械性能，同时具有全生物降解能力。
5.为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
6.本发明第一方面提供一种用于全生物降解塑料物性改良的融合剂(该融合剂可以命名为epa
‑
2)，所述融合剂由如下重量份原料制得：
7.促降解剂17～22份、纳米碳酸钙15～18份、硬脂酸钙5～8份、pbat 12～16 份、抗静电剂4～7份、植物蛋白8～12份、二氧化硅4～7份、液态石蜡7～10份、淀粉13～17份和油酸酰胺4～7份。
8.优选地，所述融合剂由如下重量份原料制得：
9.促降解剂20份、纳米碳酸钙16份、硬脂酸钙6份、pbat 15份、抗静电剂5份、植物蛋白10份、二氧化硅5份、液态石蜡8份、淀粉15份和油酸酰胺5份。
10.优选地，所述促降解剂由甲壳素和酵素酶组成，所述甲壳素与酵素酶的质量比为5∶(1～2)。
11.优选地，本发明第二方面提供一种上述融合剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
12.(a)将各原料分别进行粉碎；
13.(b)将粉碎后的原料分为三组分别进行搅拌混匀，其中，第一组的组分为促降解剂、纳米碳酸钙、抗静电剂和液态石蜡，第二组的组分为pbat、硬脂酸钙和二氧化硅，第三组的组分为植物蛋白、淀粉和油酸酰胺；
14.(c)将混匀后的三组物料混合并搅拌均匀，即得所述融合剂。
15.优选地，所述粉碎后的各原料目粒度为200～300目；
16.所述步骤(b)中，搅拌混匀时间为20～30min；
17.所述步骤(c)中，搅拌速率为600～1000r/min。
18.本发明第三方面提供一种上述融合剂在制备全生物降解塑料产品中的应用。
19.优选地，所述全生物降解塑料产品包括环保袋、吸管和餐盒。
20.优选地，所述环保袋由如下重量份原料制得：
21.融合剂10～15份、pbat 60～65份和第一填料20～25份；
22.所述第一填料选自竹粉、玉米淀粉和碳酸钙中的至少一种。
23.优选地，所述吸管由如下重量份原料制得：
24.融合剂12～16份、pbat 20～25份、pbs 20～25份和第二填料35～38份；
25.所述第二填料为竹粉和/或碳酸钙。
26.优选地，所述餐盒由如下重量份原料制得：
27.融合剂10～15份、pbat 25～30份、pbs 20～25份和第三填料30～35份；
28.所述第三填料为竹粉和/或碳酸钙。
29.优选地，所述竹粉为食品级，且目粒度不低于800目；所述碳酸钙为食品级，且目粒度不低于2500目。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
31.本发明融合剂通过各原料组分的限定，能够有效提高pbat、pbs、竹粉、碳酸钙、玉米淀粉之间的兼容性，并能够强化制备产品的机械性能；此外，该融合剂具有全生物降解能力，实用性好。
32.本发明通过调节融合剂以及各原料组分的用量，能够制备得到的不同性能的全生物降解塑料产，能够满足不同全生物降解塑料产品的性能需求，并达到更加优异的力学性能。
具体实施方式
33.下面将结合实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
34.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
35.实施例1
36.一、用于全生物降解塑料物性改良的融合剂
37.上述用于全生物降解塑料物性改良的融合剂由如下重量份原料制得：
38.促降解剂22份、纳米碳酸钙15份、硬脂酸钙8份、pbat 12份、抗静电剂7份、植物蛋白8份、二氧化硅7份、液态石蜡7份、淀粉13份和油酸酰胺7份；
39.促降解剂由质量比为5∶2的甲壳素和酵素酶组成。
40.二、制备方法
41.上述用于全生物降解塑料物性改良的融合剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
42.(a)将各原料分别进行粉碎，得到200～300目的各粉碎原料；
43.(b)将粉碎后的原料分为三组分别进行搅拌混匀25min，其中，第一组的组分为促降解剂、纳米碳酸钙、抗静电剂和液态石蜡，第二组的组分为pbat、硬脂酸钙和二氧化硅，第三组的组分为植物蛋白、淀粉和油酸酰胺；
44.(c)将混匀后的三组物料混合并以800r/min搅拌均匀，即得上述融合剂。
45.实施例2
46.一、用于全生物降解塑料物性改良的融合剂
47.上述用于全生物降解塑料物性改良的融合剂由如下重量份原料制得：
48.促降解剂17份、纳米碳酸钙18份、硬脂酸钙5份、pbat 16份、抗静电剂4份、植物蛋白12份、二氧化硅4份、液态石蜡10份、淀粉17份和油酸酰胺4份；
49.促降解剂由质量比为5∶1的甲壳素和酵素酶组成。
50.二、制备方法
51.上述用于全生物降解塑料物性改良的融合剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
52.(a)将各原料分别进行粉碎，得到200～300目的各粉碎原料；
53.(b)将粉碎后的原料分为三组分别进行搅拌混匀25min，其中，第一组的组分为促降解剂、纳米碳酸钙、抗静电剂和液态石蜡，第二组的组分为pbat、硬脂酸钙和二氧化硅，第三组的组分为植物蛋白、淀粉和油酸酰胺；
54.(c)将混匀后的三组物料混合并以800r/min搅拌均匀，即得上述融合剂。
55.实施例3
56.一、用于全生物降解塑料物性改良的融合剂
57.上述用于全生物降解塑料物性改良的融合剂由如下重量份原料制得：
58.促降解剂20份、纳米碳酸钙16份、硬脂酸钙6份、pbat 15份、抗静电剂5份、植物蛋白10份、二氧化硅5份、液态石蜡8份、淀粉15份和油酸酰胺5份；
59.促降解剂由质量比为5∶2的甲壳素和酵素酶组成。
60.二、制备方法
61.上述用于全生物降解塑料物性改良的融合剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
62.(a)将各原料分别进行粉碎，得到200～300目的各粉碎原料；
63.(b)将粉碎后的原料分为三组分别进行搅拌混匀25min，其中，第一组的组分为促降解剂、纳米碳酸钙、抗静电剂和液态石蜡，第二组的组分为pbat、硬脂酸钙和二氧化硅，第三组的组分为植物蛋白、淀粉和油酸酰胺；
64.(c)将混匀后的三组物料混合并以800r/min搅拌均匀，即得上述融合剂。
65.实施例4
66.本实施例为一种全生物降解环保袋，该环保袋由如下重量份原料经本领域常规制法制得：
67.实施例3融合剂10份、pbat 65份和竹粉20份。
68.实施例5
69.本实施例为一种全生物降解环保袋，该环保袋由如下重量份原料经本领域常规制
法制得：
70.实施例3融合剂15份、pbat 60份和碳酸钙25份。
71.实施例6
72.本实施例为一种全生物降解环保袋，该环保袋由如下重量份原料经本领域常规制法制得：
73.实施例3融合剂12份、pbat 62份和玉米淀粉24份。
74.实施例7
75.本实施例为一种全生物降解环保袋，该环保袋由如下重量份原料经本领域常规制法制得：
76.实施例2融合剂12份、pbat 62份和玉米淀粉24份。
77.实施例8
78.本实施例为一种全生物降解环保袋，该环保袋由如下重量份原料经本领域常规制法制得：
79.实施例1融合剂12份、pbat 62份和玉米淀粉24份。
80.实施例9
81.本实施例为一种全生物降解吸管，该吸管袋由如下重量份原料经本领域常规制法制得：
82.实施例3融合剂12份、pbat 25份、pbs 20份和竹粉38份。
83.实施例10
84.本实施例为一种全生物降解吸管，该吸管由如下重量份原料经本领域常规制法制得：
85.实施例3融合剂16份、pbat 20份、pbs 25份和碳酸钙35份。
86.实施例11
87.本实施例为一种全生物降解吸管，该吸管由如下重量份原料经本领域常规制法制得：
88.实施例3融合剂14份、pbat 22份、pbs 22份和碳酸钙36份。
89.实施例12
90.本实施例为一种全生物降解餐盒，该餐盒由如下重量份原料经本领域常规制法制得：
91.实施例3融合剂15份、pbat 25份、pbs 25份和竹粉30份。
92.实施例13
93.本实施例为一种全生物降解餐盒，该餐盒由如下重量份原料经本领域常规制法制得：
94.实施例3融合剂10份、pbat 30份、pbs 20份和竹粉35份。
95.实施例14
96.本实施例为一种全生物降解餐盒，该餐盒由如下重量份原料经本领域常规制法制得：
97.实施例3融合剂12份、pbat 28份、pbs 22份和碳酸钙33份。
98.实验例
99.按照实施例4～8中原料配比分别采用同一方法(本领域常规塑料袋的制备方法)制得全生物降解环保袋；
100.按照实施例11和实施例14中各原料配比分别采用本领域常规方法制得吸管和餐盒；
101.按照gb/t 24454
‑
2009的方法对实施例4～8的全生物降解环保袋的力学性能进行检测，抗渗漏性能，每个样品测试5个；跌落性能，每个样品测试30 个；拉紧绳拉伸力性能，每个样品测定5个，并计算平均值；提吊试验，每个样品试验10个；
102.检测结果如表1所示：
103.表1不同样品的性能检测结果
[0104][0105]
由表1可知：
[0106]
本技术实施例制备得到环保袋具有优异的抗渗漏和力学性能，能够更好的满足市场的需要。
[0107]
按照gb/t 24693
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2009方法对实施例11的吸管的综合性能进行检测，检测结果为：吸管没有异味和异嗅，色泽均匀，无污点和色斑、外壁光滑，切口平整，无气泡、裂纹、杂质等缺陷；任意的100支吸管试样合格达98支；弯曲度≦1.5％；折弯波纹，任意的100支试样可弯吸管，其折弯波纹轻轻拉直后没有出现断裂、破损和裂纹；伸缩吸管分离时的拉伸力大于30n。
[0108]
按照gb18006.1
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1999《一次性可降解餐饮具通用技术条件》标准方法对实施例14的餐盒的使用性能进行检测，检测结果为：容积偏差少于正负5％；耐温试验，在95℃的油和水、60℃环境恒温30min无变形、起皮、起皱、无渗漏；负重试验，在室温下负重3kg，高度变化≦5％；整体对折试验，整体对折15 次无断裂；跌落试验，跌落1次无裂损；材料制品含水量≦7％。
[0109]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。