一种PLA基可降解胶带的制作方法

一种pla基可降解胶带
技术领域
1.本发明属于可降解包装材料制备技术领域，具体涉及一种pla基可降解胶带。


背景技术：

2.现有技术中，日常快递使用的胶带多为透明胶带，大部分主要由聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等高分子化合物作为基材制成，这些高分子材料都是不可降解的，而且使用后的处理方法主要有填埋和焚烧，会给环境带来严重的危害和负担。此外，这类胶带的制作成本虽然较低，但大量使用这样的胶带，不仅会造成资源的浪费，也会给粘结有不可降解胶带的包装箱回收造成困难，使回收成本增加。绿色可降解材料是一类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材料。绿色可降解材料具有来源广泛、价廉、生物可降解以及易回收等优点，在回收利用处理过程中，可做到资源和能源的节约。其中，聚乳酸(pla)正是符合这些要求的理想材料。
3.聚乳酸也称为聚丙交酯(polylactide)，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，其原料玉米、木薯等来源广泛而且可以再生。虽然pla的力学性能优良，但是pla存在韧性差、耐热性较差等缺点，使其在实际使用过程中无法媲美传统高分子材料，从而极大地限制了其在许多领域中的应用。因此，有必要对pla进行改性。而己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(pbat)属于热塑性生物降解材料，兼具己二酸丁二醇酯(pba)和对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性。所以，pbat可作为改善pla韧性的材料。
4.目前，国内对pla基可降解胶带的研发较少，且现有pla可降解胶带的防水性能较差。鉴于上述问题，迫切需要开发出一种能够完全生物降解的pla胶带，既能满足使用要求，又具有良好的耐水性能和柔韧性。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
6.本发明的目的在于提供一种pla基可降解胶带，该包装材料属于可降解产品，绿色环保，并且具有良好的耐水性能和柔韧性，在回收使用胶带的纸箱时，免除了去除胶带的步骤，降低了纸箱回收的成本。
7.为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种pla基可降解胶带，包括离型层、基材层以及胶粘层；所述基材层由包含pla、己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(pbat)、淀粉、纳米纤维素、增塑剂、交联剂以及稳定剂的原料制备而成；各组分的重量份数如下：各组分的重量份数如下：pla 30～80份；pbat 0～20份；淀粉0～20份；纳米纤维素0～10份；增塑剂0.5～10份；交联剂0.1～1份；稳定剂0.1～1份；
8.所述离型层由包含硅油的原料制备而成；
9.所述胶粘层由包含可降解胶黏剂制备而成。
10.优选的是，其中所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉和土豆淀粉中的一种或多种；所述增塑剂为丙三醇、大豆油和邻苯二甲酸二辛脂中的一种或多种；所述交联剂为过氧化二异丙苯(dcp)、过氧化苯甲酰(bpo)和二叔丁基过氧化物中的一种或多种；所述稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸钙锌中的一种或多种。
11.优选的是，其中所述可降解胶黏剂包含组分的重量份数如下：pva 2～10份；明胶2～10份；蒸馏水100～250份。
12.优选的是，其中所述基材层至少为一层。
13.本发明至少包括以下有益效果：本发明将pbat按一定质量比添加到pla中可有效改善pla的韧性。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，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，淀粉的添加能有效降低制作pla胶带产品的成本，更能进一步提高其降解速率。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的pla基可降解胶带可完全生物降解，废弃后产生的废弃物在自然环境下可降解为水和二氧化碳，对环境无污染。另外，该pla基可降解胶带设有防水层，扩展了其使用范围，使其储存时间及使用寿命更长。本发明提供的可降解胶带具有良好的耐水性能和柔韧性，具有良好的使用性能。
15.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
16.图1为本发明一个实施例的结构示意图；
17.图中：图标1为离型层，图标2为基材层，图标3为胶粘层。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
19.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。实施例中所用到的组分均以重量份计。
20.实施例1
21.(1)制备基材层
22.将50份聚乳酸(pla)、20份pbat、20份木薯淀粉、5份纳米纤维素以及4份丙三醇的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份过氧化二异丙苯(dcp)和0.5份硬脂酸锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
23.(2)制备胶粘层
24.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
25.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
26.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得
胶粘层材料。
27.(3)制备可降解胶带
28.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
29.实施例2
30.(1)制备基材层
31.将60份聚乳酸(pla)、15份pbat、15份木薯淀粉、5份纳米纤维素以及4份丙三醇的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份过氧化二异丙苯(dcp)和0.5份硬脂酸锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
32.(2)制备胶粘层
33.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
34.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
35.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
36.(3)制备可降解胶带
37.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
38.实施例3
39.(1)制备基材层
40.将70份聚乳酸(pla)、10份pbat、10份木薯淀粉、5份纳米纤维素以及4份丙三醇的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份过氧化二异丙苯(dcp)和0.5份硬脂酸锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
41.(2)制备胶粘层
42.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
43.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
44.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
45.(3)制备可降解胶带
46.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
47.实施例4
48.(1)制备基材层
49.将50份聚乳酸(pla)、20份pbat、20份玉米淀粉、5份纳米纤维素以及4份丙三醇的
混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份过氧化二异丙苯(dcp)和0.5份硬脂酸锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
50.(2)制备胶粘层
51.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
52.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
53.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
54.(3)制备可降解胶带
55.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
56.实施例5
57.(1)制备基材层
58.将50份聚乳酸(pla)、20份pbat、20份土豆淀粉、5份纳米纤维素以及4份丙三醇的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份过氧化二异丙苯(dcp)和0.5份硬脂酸锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
59.(2)制备胶粘层
60.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
61.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
62.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
63.(3)制备可降解胶带
64.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
65.实施例6
66.(1)制备基材层
67.将60份聚乳酸(pla)、15份pbat、15份木薯淀粉、5份纳米纤维素以及4份大豆油的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份过氧化二异丙苯(dcp)和0.5份硬脂酸锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
68.(2)制备胶粘层
69.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
70.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完
全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
71.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
72.(3)制备可降解胶带
73.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
74.实施例7
75.(1)制备基材层
76.将60份聚乳酸(pla)、15份pbat、15份木薯淀粉、5份纳米纤维素以及4份邻苯二甲酸二辛脂的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份过氧化二异丙苯(dcp)和0.5份硬脂酸锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
77.(2)制备胶粘层
78.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
79.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
80.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
81.(3)制备可降解胶带
82.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
83.实施例8
84.(1)制备基材层
85.将60份聚乳酸(pla)、15份pbat、15份木薯淀粉、5份纳米纤维素以及4份丙三醇的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份过氧化苯甲酰(bpo)和0.5份硬脂酸锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
86.(2)制备胶粘层
87.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
88.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
89.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
90.(3)制备可降解胶带
91.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
92.实施例9
93.(1)制备基材层
94.将60份聚乳酸(pla)、15份pbat、15份木薯淀粉、5份纳米纤维素以及4份丙三醇的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份二叔丁基过氧化物和0.5份硬脂酸锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
95.(2)制备胶粘层
96.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
97.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
98.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
99.(3)制备可降解胶带
100.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
101.实施例10
102.(1)制备基材层
103.将60份聚乳酸(pla)、15份pbat、15份木薯淀粉、5份纳米纤维素以及4份丙三醇的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份二叔丁基过氧化物和0.5份硬脂酸钙搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
104.(2)制备胶粘层
105.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
106.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
107.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
108.(3)制备可降解胶带
109.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
110.实施例11
111.(1)制备基材层
112.将60份聚乳酸(pla)、15份pbat、15份木薯淀粉、5份纳米纤维素以及4份丙三醇的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份二叔丁基过氧化物和0.5份硬脂酸钙锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
113.(2)制备胶粘层
114.将5份明胶于40～50℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
115.将5份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在150份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
116.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
117.(3)制备可降解胶带
118.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
119.实施例12
120.(1)制备基材层
121.将60份聚乳酸(pla)、15份pbat、15份木薯淀粉、5份纳米纤维素以及4份丙三醇的混合物于120℃～150℃下搅拌20～30min后，加0.5份二叔丁基过氧化物和0.5份硬脂酸锌搅拌均匀，制得混合物；将所述混合物挤出吹膜，制得基材层；将所述半成品薄膜进行拉伸和第一烘干处理；所述第一烘干处理步骤的温度为170～180℃，烘干时间为5～10s。
122.(2)制备胶粘层
123.将10份明胶于40～50℃下溶解在200份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第一胶液。
124.将10份牌号为1799粉末状聚乙烯醇树脂于80～85℃下溶解在200份蒸馏水中，待完全溶解，混合均匀，静置24h，制得第二胶液。
125.将所述第一胶液与所述第二胶液搅拌混合20～30min，调节ph至6.5～7.5后，制得胶粘层材料。
126.(3)制备可降解胶带
127.在基材层的一侧涂覆硅油，制备离型层；在基材层的另一侧涂覆胶粘层材料，制备胶粘层，干燥后获得可降解胶带。
128.表1胶带性能测试结果
129.130.[0131][0132]
[0133]
对比例1和2分别为市售透明胶带，对比例3和4分别为市售牛皮纸胶带。从表1的测试结果可以看出，本发明制备的可降解胶带，与市售胶带的性能参数相近，甚至有些性能参数优于市售胶带，本发明的可降解胶带可与市售胶带的用途匹配，可替代现有市售胶带，本发明的可降解胶带可进行生物降解，从而减轻对环境的污染和负担。
[0134]
如上所述，本发明制备的pla基可降解胶带可完全生物降解，废弃后产生的废弃物在自然环境下可降解为水和二氧化碳，对环境无污染。另外，该pla基可降解胶带设有防水层，扩展了其使用范围，使其储存时间及使用寿命更长。本发明提供的可降解胶带具有良好的耐水性能和柔韧性，具有良好的使用性能。
[0135]
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
[0136]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。