CN102585466B - 生物可降解材料及其成型品 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物可降解材料，包括聚乳酸，重量百分比为70%～90%；聚丁二酸丁二醇酯，重量百分比为5%～20%；聚碳酸丙撑酯，重量百分比为1%～10%；以及无机填料，重量百分比为1%～10%。本发明提供的生物可降解材料，环保且具有较强的韧性，适于制成汽车零部件成型品。采用上述生物可降解材料的成型品，在使用废弃堆埋之后，通过生物降解可以实现完全降解的效果，减少对环境造成的危害，这不仅有利于对人类的生态环境保护，而且可缓解石油化工原料的短缺。

Description

生物可降解材料及其成型品

技术领域

本发明涉及环保材料领域，特别涉及一种生物可降解材料及其成型品。

背景技术

目前汽车杂物箱零部件采用的主要原料为聚丙烯(Polypropylene，简称PP)等通用材料，但聚丙烯等通用材料不可降解，汽车杂物箱零部件使用废弃掩埋后长期不易降解，将会对环境造成污染。

聚乳酸(Polylactic Acid，简称PLA)是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料，但是由于PLA材料在性能上存在着脆性较大、抗冲击性能差等缺点，目前这种可降解材料更多的只是在包装制品上使用。随着汽车行业的发展，环保型汽车零部件绿色材料的开发势在必行，汽车各大公司都在认真考虑生物塑料和生物可降解材料替代通用塑料制备内外饰零部件的可行性，PLA作为生物可降解绿色材料的代表，PLA改性材料越来越引起汽车行业研发人员的关注。

发明内容

本发明提供一种生物可降解材料，环保且具有较强的韧性，适于制成汽车零部件成型品。

本发明还提供一种采用上述生物可降解材料的成型品，在使用废弃堆埋之后，通过生物降解可以实现完全降解的效果，减少对环境造成的危害，这不仅有利于对人类的生态环境保护，而且可缓解石油化工原料的短缺。

为达上述优点，本发明提供一种生物可降解材料，包括聚乳酸，重量百分比为70%～90%；聚丁二酸丁二醇酯，重量百分比为5%～20%；聚碳酸丙撑酯，重量百分比为1%～10%；以及无机填料，重量百分比为1%～10%。

在本发明的一实施例中，该生物可降解材料更包括：助剂，重量百分比为0.1%～2%。

在本发明的一实施例中，该聚乳酸的重量百分比例如为80%，该聚丁二酸丁二醇酯的重量百分比例如为12%，该聚碳酸丙撑酯的重量百分比例如为5%，该无机填料的重量百分比例如为2.5%，该助剂的重量百分比例如为0.5%。 

在本发明的一实施例中，该聚乳酸的重量百分比例如为70%，该聚丁二酸丁二醇酯的重量百分比例如为15%，该聚碳酸丙撑酯的重量百分比例如为10%，该无机填料的重量百分比例如为4%，该助剂的重量百分比例如为1%。

在本发明的一实施例中，该无机填料例如包括滑石粉、碳酸钙、或者滑石粉与碳酸钙的混合物。

在本发明的一实施例中，该助剂例如包括润滑剂及稳定剂。

在本发明的一实施例中，该润滑剂选自石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡、以及氧化聚乙烯蜡的一种或几种。

在本发明的一实施例中，该稳定剂选自马来酸盐类、硫醇锡类、以及硬脂酸盐的一种或几种。

本发明还提供一种采用上述生物可降解材料的成型品。

在本发明的一实施例中，该成型品为汽车杂物箱。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。

具体实施方式

本发明实施例提供一种生物可降解材料，该材料主要包括聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(Polyethylene Glycol Succinate，简称PBS)、聚碳酸丙撑酯(polypropylenecarbonate，简称PPC)、以及无机填料。本发明通过将聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以及聚碳酸丙撑酯(PPC)以熔融共混的方式制备成生物可降解材料，添加少许无机填料及助剂，采用注塑工艺，即可制备成例如为汽车杂物箱等成型品。

具体来讲，本发明以生物可降解材料聚乳酸(PLA)为基体，采用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为改性剂，聚碳酸丙撑酯(PPC)作为相容剂，以熔融共混的方式制备成生物可降解材料，添加少许无机填料后，其机械性能和加工性能与通用材料聚丙烯的机械性能和加工性能相当。

于本实施例中，该生物可降解材料中聚乳酸(PLA)的重量百分比为70%～90%、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的重量百分比为5%～20%、聚碳酸丙撑酯(PPC)的重量百分比为1%～10%、无机填料的重量百分比为1%～10%。其中，无机填料例如包括滑石粉、碳酸钙、或者滑石粉与碳酸钙的混合物。

进一步的，该生物可降解材料还可以包括助剂，助剂的重量百分比例如为0.1%-2%。助剂例如包括润滑剂及稳定剂。润滑剂可以选自石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡、以及氧化聚乙烯蜡的一种或几种。稳定剂可以选自马来酸盐类、硫醇锡类、以及硬脂酸盐的一种或几种。

优选的，聚乳酸的重量百分比为80%，聚丁二酸丁二醇酯的重量百分比为12%，聚碳酸丙撑酯的重量百分比为5%，无机填料的重量百分比为2.5%，助剂的重量百分比为0.5%。

或者，优选的，聚乳酸的重量百分比为70%，聚丁二酸丁二醇酯的重量百分比为15%，聚碳酸丙撑酯的重量百分比为10%，无机填料的重量百分比为4%，助剂的重量百分比为1%。

聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有一定的相容性，但相容性不好，可以说聚丁二酸丁二醇酯(PBS)改性聚乳酸(PLA)效果不明显，对聚乳酸(PLA)改性，主要是改善其脆性，纯聚乳酸(PLA)断裂伸长率(elongation at break，样品在拉断时的位移值与原长的比值)为2%左右，采用例如重量百分比为15%聚丁二酸丁二醇酯(PBS)对纯聚乳酸(PLA)改性过之后，断裂伸长率增长为4%左右。

聚碳酸丙撑酯(PPC)是二氧化碳与环氧丙烷交替共聚物，且可完全生物降解的新型高分子，聚碳酸丙撑酯(PPC)是—种“双向”绿色环保型产品，它的生产过程能够消耗大量的二氧化碳，而它的使用过程又能通过生物降解减少“白色污染”对环境造成的危害。本发明采用聚碳酸丙撑酯(PPC)作为相容剂，一定程度上与聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的端羟基发生了酯化反应，提高了材料的相容性，使得聚丁二酸丁二醇酯(PBS)改性聚乳酸(PLA)的效果达到更佳。采用例如重量百分比为5%的聚碳酸丙撑酯(PPC)作为相容剂，断裂伸长率可增长为8%左右。并且，在改善韧性的同时，单纯的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)对聚乳酸(PLA)改性，拉伸强度快速下降，添加聚碳酸丙撑酯(PPC)后，聚乳酸(PLA)-聚丁二酸丁二醇酯(PBS)-聚碳酸丙撑酯(PPC)相容性更好，拉伸强度下降平缓，能达到改善的效果。上述生物可降解材料环保且具有较强的韧性，适于制成汽车零部件成型品。

使用上述生物可降解材料并通过注塑工艺，即可制备成例如为汽车杂物箱等成型品。由上述材料制备的汽车杂物箱等汽车零部件，在使用废弃堆埋之后，通过生物降解可以实现完全降解的效果，减少对环境造成的危害，这不仅有利于对人类的生态环境保护，而且可缓解石油化工原料的短缺。

可以理解，上述生物可降解材料并不仅限于至于制成汽车零部件成型品，其他领域，例如家具等亦可以采用上述材料制成。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种生物可降解材料，其特征在于，包括：

作为基体的聚乳酸，重量百分比为70%～90%；

作为改性剂的聚丁二酸丁二醇酯，重量百分比为5%～20%；

作为相容剂的聚碳酸丙撑酯，重量百分比为1%～10%；以及

无机填料，重量百分比为1%～10%。

2.如权利要求1所述的生物可降解材料，其特征在于：该生物可降解材料更包括：助剂，重量百分比为0.1%～2%。

3.如权利要求2所述的生物可降解材料，其特征在于：该聚乳酸的重量百分比为80%，该聚丁二酸丁二醇酯的重量百分比为12%，该聚碳酸丙撑酯的重量百分比为5%，该无机填料的重量百分比为2.5%，该助剂的重量百分比为0.5%。

4.如权利要求2所述的生物可降解材料，其特征在于：该聚乳酸的重量百分比为70%，该聚丁二酸丁二醇酯的重量百分比为15%，该聚碳酸丙撑酯的重量百分比为10%，该无机填料的重量百分比为4%，该助剂的重量百分比为1%。

5.如权利要求1所述的生物可降解材料，其特征在于：该无机填料包括滑石粉、碳酸钙、或者滑石粉与碳酸钙的混合物。

6.如权利要求2所述的生物可降解材料，其特征在于：该助剂包括润滑剂及稳定剂。

7.如权利要求6所述的生物可降解材料，其特征在于：该润滑剂选自石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡、以及氧化聚乙烯蜡的一种或几种。

8.如权利要求6所述的生物可降解材料，其特征在于：该稳定剂选自马来酸盐类、硫醇锡类、以及硬脂酸盐的一种或几种。

9.一种成型品，其特征在于，该成型品由如权利要求1至8中任一项所述的生物可降解材料制成。

10.如权利要求9所述的成型品，其特征在于：该成型品为汽车杂物箱。