一种PBAT完全生物降解防伪塑料袋及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装防伪技术领域,特别涉及一种PBAT完全生物降解防伪塑料袋及其制备方法。
背景技术
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)属于热塑性生物降解塑料,是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物,兼具PBA和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,是目前生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯塑料袋,是一种应用领域非常广泛的完全生物降解塑料袋,然而其通常不具有防伪功能,用于某些需要防伪的领域时,需要在塑料袋上另外设置专门的防伪标识,比如印刷防伪油墨,或粘贴防伪标签等,即影响了产品的外观,又增加了加工工序。而且由于这些防伪技术都是广泛使用的防伪技术,造假者很容易看出,从而仿制相应的防伪标识。
中国专利CN102815444A公开了一种加线防伪软包装,它在软包装袋上,封装有产品和防伪线,防伪线的一端粘结在袋口封边上,另一端粘结在袋底封边上,防伪线中段悬空。该发明免去了贴标工序及其设备投资和人工,同一包装物所需防伪线的成本,比所需不干胶防伪标签的成本低得多,适用于高速自动化软包产品使用防伪技术。然而该技术的仿制门槛极低,防伪线可以轻易地取下进行分析、仿制;且该包装所使用的封装技术也是普通的市售设备即可做到。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足,本发明的首要目的在于提供一种防伪效果好、能实现真伪鉴别与溯源,且防伪成本低的PBAT完全生物降解防伪塑料袋。
本发明的另一目的是提供上述PBAT完全生物降解防伪塑料袋的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种PBAT完全生物降解防伪塑料袋,按重量份计,包括如下组分:
PBAT100份;
防伪母粒0.1~20份;
其中,所述PBAT为无填充物的100%的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和/或改性助剂与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的共混物;所述改性助剂选自淀粉、聚乳酸、聚己内酯的一种或几种;
所述防伪母粒,按重量百分比计,包括如下组分:
载体树脂27~99.9%;
荧光粉0.01~15%;
编码物质0.01~65%;
助剂0~3.25%;
所述载体树脂为PBAT。
优选地,所述改性助剂与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的共混物中改性助剂占共混物总重量的百分比为10~50%。
本发明所述的防伪母粒的制备方法,包括如下步骤:
将载体树脂、荧光粉、编码物质和助剂按配比称量,倒入高混机中混合均匀,在双螺杆挤出机中150~210℃熔融,挤出造粒,得到防伪母粒。
本发明的防伪母粒加入量优选为0.1~20重量份;防伪母粒与PBAT的比例决定了防伪条在PBAT塑料袋上的宽度,为了得到宽度为0.3~5cm的防伪条,需添加0.1~20份的防伪母粒;添加0.1~20份的防伪母粒可以节约成本,且能增强防伪效果,因为制备防伪母粒所用的荧光粉和编码物质组分,其原材料价格较PBAT贵,且添加量越少就越难以分析仿冒;而如果添加的防伪母粒超过20份,其原材料的成本高,且容易被分析仿冒。
其中,所述编码物质选自选自镁、钾、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、硒、锶、钇、锆、铌、钼、钯、银、铟、锡、锑、碲、钡、镧、铈、镨、钕、钐、钆、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铋的化合物的一种或几种;所述编码物质具有易于被检测、区分和准确识别的特性,目的在于通过其组合形成一定数量的编码,捆绑相关的产品信息。
所述荧光粉选自紫外激发荧光粉和/或红外激发荧光粉;所述紫外激发荧光粉优选为激发波长为360nm的苝的甲酸二酰亚胺衍生物(1,7-二溴-3,4,9,10-苝四甲酸二酰亚胺),所述红外激发荧光粉优选为激发波长为980nm的无机稀土氟化物(YErYbF3);所述荧光粉具有荧光的特性,使得防伪母粒能吸收紫外光或红外光,发出特征荧光,目的在于提供一种易于识别的防伪特征。
所述助剂为偶联剂、润滑剂、抗氧剂或抗静电剂中的一种或几种的混合;所述偶联剂优选为乙烯基三乙氧基硅烷,所述润滑剂优选为硬脂酸,所述抗氧剂优选为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,所述抗静电剂优选为聚醚酯酰胺。
更进一步地,所述PBAT完全生物降解防伪塑料袋,还可以包括0~5份的加工助剂,所述加工助剂选自热稳定剂、颜料、耐候剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂、抗静电剂、填料、脱模剂、分散剂的一种或几种。
本发明所述的PBAT完全生物降解防伪塑料袋的制备方法,包括如下步骤:
用大、小两台挤出机分别将PBAT和防伪母粒挤塑至共挤机头,PBAT从大挤出机中挤出,防伪母粒从小挤出机中挤出,挤出双色泡管后经吹胀、牵引、收卷,得到带有防伪条的PBAT完全生物降解防伪塑料袋。
所述大、小两台挤出机的料筒温度均分为3段控制,依次为加料段90~130℃、中段110~150℃、前段110~180℃,共挤机头温度110~180℃,吹胀比1.5~6.0。
所述PBAT完全生物降解防伪塑料袋上的防伪条宽度为0.3~5.0cm,可以通过调节大、小两台挤出机的喂料量来控制吹胀后的防伪条的宽度。
本发明通过PBAT塑料袋与防伪条结合,采用特定的共挤吹膜工艺制备得到带有防伪条的PBAT完全生物降解防伪塑料袋,在吹膜的时候,即在PBAT塑料袋上生成防伪条及防伪编码,防伪条的载体树脂采用与塑料袋相同的PBAT材料,防伪条与PBAT塑料袋融结为一体,具有良好的结合力,从而保持了PBAT塑料袋的优异性能。在PBAT完全生物降解防伪塑料袋的生产、销售、使用环节中,将防伪条的编码信息与PBAT完全生物降解防伪塑料袋的批次信息,流通信息相互捆绑,建立防伪信息管理系统。通过在PBAT完全生物降解防伪塑料袋的使用终端截取小段防伪条,用快速精密分析检测仪检测其编码信息,通过防伪信息管理系统可以快速、准确地查询到PBAT完全生物降解防伪塑料袋的生产、流通信息,从而实现真伪鉴别与溯源。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
1)本发明通过采用特定的共挤吹膜工艺,使得制备得到的防伪条与PBAT塑料袋融结为一体,具有良好的结合力,以PBAT完全生物降解防伪塑料袋自身的特性进行防伪,防伪效果难以被仿制。
2)本发明制备得到的PBAT完全生物降解防伪塑料袋,与现有带防伪标识的防伪塑料袋相比,不需要额外生产和粘贴防伪标识,生产工艺简单,且防伪成本低,更容易加工成型和批量化生产。
3)本发明制备得到的PBAT完全生物降解防伪塑料袋,能够将编码信息与其生产、流通信息绑定,根据防伪条上的荧光特征和编码信息实现对PBAT完全生物降解防伪塑料袋的真伪鉴别和溯源。
附图说明
图1为本发明PBAT完全生物降解防伪塑料袋的挤出膜泡示意图;
图2为本发明PBAT完全生物降解防伪塑料袋的A-A截面示意图;
图3为本发明PBAT完全生物降解防伪塑料袋成品示意图;
图中:1为PBAT塑料袋,2为防伪条,3为共挤模头。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明,以下实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
以下实施例和对比例中:
所使用的PBAT:市面上购买的通用型PBAT均可以。
所使用的荧光粉:紫外激发荧光粉选用苝的甲酸二酰亚胺衍生物(1,7-二溴-3,4,9,10-苝四甲酸二酰亚胺),激发波长360nm,发出绿色荧光;红外激发荧光粉选用无机稀土氟化物(YErYbF3),激发波长:980nm,发出绿色荧光。
所使用的助剂:偶联剂选用乙烯基三乙氧基硅烷,润滑剂选用硬脂酸,抗氧剂选用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,抗静电剂选用聚醚酯酰胺。
实施例A1~A40及对比例B1~B4:防伪母粒的制备
将载体树脂、荧光粉、编码物质和助剂按表1~5所示配比称量,倒入高混机中混合均匀,在双螺杆挤出机中150~210℃熔融,挤出造粒,制备得到防伪母粒。
实施例1~40及对比例1~6:PBAT完全生物降解防伪塑料袋的制备
一种PBAT完全生物降解防伪塑料袋的制备方法,其原料配方如表6~10所示,其制备方法包括以下步骤:
按重量份称取好各组分,用大、小两台挤出机分别将PBAT和表1~5制备得到的防伪母粒挤塑至共挤机头,PBAT从大挤出机中挤出,防伪母粒从小挤出机中挤出,挤出双色泡管后经吹胀、牵引、印刷、收卷、制袋、冲口,得到带有防伪条的PBAT完全生物降解防伪塑料袋;其中,所述大、小两台挤出机的料筒温度均分为3段控制,依次为加料段105℃、中段130℃、前段145℃,共挤机头温度为145℃,吹胀比为2.5。测定其防伪条的宽度、防伪条相对撕裂强度,防伪条荧光、防伪编码检测效果、防伪成本,具体数据列于表6~10中。
各性能指标的测试方法或标准如下:
防伪条相对撕裂强度测试按GB/T16578.1-2008塑料薄膜和薄片耐撕裂性能的测定第1部分:裤形撕裂法进行,分别测试防伪条和PBAT塑料袋的撕裂强度,以二者的比值作为防伪条的相对撕裂强度。
防伪条荧光检测采用便携式紫外灯或红外灯,在遮光环境下照射防伪条表面,目测其荧光亮度。
防伪编码检测的检测方法:从防伪塑料袋上截取一小段防伪条,采用专用精密XRF荧光光谱分析仪检测编码物质的种类和含量,从而准确检测出防伪编码。
防伪成本,是指生产防伪PBAT塑料袋较生产普通PBAT塑料袋增加的成本,主要是指防伪条较同等量的PBAT所增加的原材料成本,防伪母粒的加工成本以及防伪条的挤出成本这三部分占PBAT防伪塑料袋的总成本的比例。