CN105647139A - 一种可生物降解塑胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可生物降解塑胶材料及其制备方法。材料组分包括：聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、蓖麻油、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、纤维素、改性淀粉、二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚、聚丙烯酸甲酯、二氧化硅。制备方法为先将聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、蓖麻油和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合加热搅拌，然后加入剩余组分，分散后放入烘箱中反应，最后加入双螺杆挤出机中进行挤出成型。本发明的可生物降解塑胶材料，能被完全降解，降解速度较快，同时具有很好的弹性及韧性。

Description

一种可生物降解塑胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种可生物降解塑胶材料及其制备方法。
背景技术
随着人口的增长以及人民生活水平的改善，我们的环境也承受着巨大的压力。一方面，我们的发展不能停，另一方面，我们也要承担起改善环境，尽量不再对环境造成压力的发展的责任。其中，对塑胶材料的改善和研发成为了重中之重，我们传统的塑胶材料主要追求完美的使用性能，如一次性使用的塑料，由于大量的使用和随意的丢弃，同时由于其降解性十分低，已经造成了很严重的“白色污染”，不仅在视觉上有影响，更重要的是对生存环境也产生了很大的影响。因此，研发环境友好型材料成为了研究的热点和难题，环境友好材料除了要具有优异的使用性能外,还应具有可降解性、降解速度快、环境污染小、对人体无害等性能。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种可生物降解塑胶材料，能被完全降解，降解速度较快，同时具有很好的弹性及韧性。
技术方案：一种可生物降解塑胶材料，以重量份计包括：聚乳酸20-30份、聚甲基丙烯酸甲酯10-20份、聚丙烯5-10份、邻苯二甲酸二仲辛酯0.5-1份、邻苯二甲酸丁苄酯0.1-0.2份、蓖麻油2-5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1-2份、纤维素1-2份、改性淀粉1-2份、二丁基羟基甲苯0.2-0.5份、丁基羟基茴香醚0.1-0.2份、聚丙烯酸甲酯0.5-1份、二氧化硅0.5-1份。
进一步优选的，所述的一种可生物降解塑胶材料，以重量份计包括：聚乳酸22-27份、聚甲基丙烯酸甲酯12-17份、聚丙烯6-9份、邻苯二甲酸二仲辛酯0.6-0.9份、邻苯二甲酸丁苄酯0.12-0.18份、蓖麻油3-4份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1.3-1.6份、纤维素1.3-1.8份、改性淀粉1.3-1.9份、二丁基羟基甲苯0.3-0.4份、丁基羟基茴香醚0.12-0.17份、聚丙烯酸甲酯0.6-0.9份、二氧化硅0.6-0.9份。
上述可生物降解塑胶材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、蓖麻油和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合，加热到80-90℃搅拌1-2小时；
步骤2：加入剩余组分，利用低速分散机在转速300-400r/min下分散2-5分钟；
步骤3：放入烘箱中在80-90℃下反应2-3小时；
步骤4：加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，螺杆转速为50-70rpm，加料温度140-150℃，一区温度150-160℃，二区温度160-170℃，三区温度170-180℃，四区温度165-175℃，五区温度165-175℃。
进一步优选的，步骤1中加热温度为81-86℃，搅拌时间为1.1-1.6小时。
进一步优选的，步骤2中转速为330-370rpm，分散时间为3-4分钟。
进一步优选的，步骤3中烘箱温度为82-87℃，反应时间为2.3-2.6小时。
进一步优选的，步骤4中螺杆转速为55-65rpm，加料温度142-148℃，一区温度151-156℃，二区温度162-167℃，三区温度172-178℃，四区温度168-172℃，五区温度169-172℃。
有益效果：本发明的可生物降解塑胶材料在前一两个月的降解速度较慢，后两个月的降解速度增加，到第六个月的时候降解率最高的达到了94%，最后可完全降解；另外其拉伸强度和断裂伸长率都较高，说明其弹性及韧性较好，是一种理想的环保塑胶材料。
具体实施方式
实施例1
一种可生物降解塑胶材料，以重量份计包括：聚乳酸20份、聚甲基丙烯酸甲酯10份、聚丙烯5份、邻苯二甲酸二仲辛酯0.5份、邻苯二甲酸丁苄酯0.1份、蓖麻油2份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1份、纤维素1份、改性淀粉1份、二丁基羟基甲苯0.2份、丁基羟基茴香醚0.1份、聚丙烯酸甲酯0.5份、二氧化硅0.5份。
上述可生物降解塑胶材料的制备方法为：先将聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、蓖麻油和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合，加热到80℃搅拌1小时，然后加入剩余组分，利用低速分散机在转速300r/min下分散2分钟，放入烘箱中在80℃下反应2小时，最后加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，螺杆转速为50rpm，加料温度140℃，一区温度150℃，二区温度160℃，三区温度170℃，四区温度165℃，五区温度165℃。
实施例2
一种可生物降解塑胶材料，以重量份计包括：聚乳酸25份、聚甲基丙烯酸甲酯15份、聚丙烯7.5份、邻苯二甲酸二仲辛酯0.7份、邻苯二甲酸丁苄酯0.15份、蓖麻油3.5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1.5份、纤维素1.5份、改性淀粉1.5份、二丁基羟基甲苯0.3份、丁基羟基茴香醚0.15份、聚丙烯酸甲酯0.7份、二氧化硅0.7份。
上述可生物降解塑胶材料的制备方法为：先将聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、蓖麻油和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合，加热到85℃搅拌1.5小时，然后加入剩余组分，利用低速分散机在转速350r/min下分散3分钟，放入烘箱中在85℃下反应2.5小时，最后加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，螺杆转速为60rpm，加料温度145℃，一区温度155℃，二区温度165℃，三区温度175℃，四区温度170℃，五区温度170℃。
实施例3
一种可生物降解塑胶材料，以重量份计包括：聚乳酸30份、聚甲基丙烯酸甲酯20份、聚丙烯10份、邻苯二甲酸二仲辛酯1份、邻苯二甲酸丁苄酯0.2份、蓖麻油5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺2份、纤维素2份、改性淀粉2份、二丁基羟基甲苯0.5份、丁基羟基茴香醚0.2份、聚丙烯酸甲酯1份、二氧化硅1份。
上述可生物降解塑胶材料的制备方法为：先将聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、蓖麻油和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合，加热到90℃搅拌2小时，然后加入剩余组分，利用低速分散机在转速400r/min下分散5分钟，放入烘箱中在90℃下反应3小时，最后加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，螺杆转速为70rpm，加料温度150℃，一区温度160℃，二区温度170℃，三区温度180℃，四区温度175℃，五区温度175℃。
实施例4
一种可生物降解塑胶材料，以重量份计包括：聚乳酸22份、聚甲基丙烯酸甲酯12份、聚丙烯6份、邻苯二甲酸二仲辛酯0.6份、邻苯二甲酸丁苄酯0.12份、蓖麻油3份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1.3份、纤维素1.3份、改性淀粉1.3份、二丁基羟基甲苯0.3份、丁基羟基茴香醚0.12份、聚丙烯酸甲酯0.6份、二氧化硅0.6份。
上述可生物降解塑胶材料的制备方法为：先将聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、蓖麻油和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合，加热到81℃搅拌1.1小时，然后加入剩余组分，利用低速分散机在转速330r/min下分散3分钟，放入烘箱中在82℃下反应2.3小时，最后加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，螺杆转速为55rpm，加料温度142℃，一区温度151℃，二区温度162℃，三区温度172℃，四区温度168℃，五区温度169℃。
实施例5
一种可生物降解塑胶材料，以重量份计包括：聚乳酸27份、聚甲基丙烯酸甲酯17份、聚丙烯9份、邻苯二甲酸二仲辛酯0.9份、邻苯二甲酸丁苄酯0.18份、蓖麻油4份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1.6份、纤维素1.8份、改性淀粉1.9份、二丁基羟基甲苯0.4份、丁基羟基茴香醚0.17份、聚丙烯酸甲酯0.9份、二氧化硅0.9份。
上述可生物降解塑胶材料的制备方法为：先将聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、蓖麻油和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合，加热到86℃搅拌1.6小时，然后加入剩余组分，利用低速分散机在转速370r/min下分散4分钟，放入烘箱中在87℃下反应2.6小时，最后加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，螺杆转速为65rpm，加料温度148℃，一区温度156℃，二区温度167℃，三区温度178℃，四区温度172℃，五区温度172℃。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。具体地说是：
一种可生物降解塑胶材料，以重量份计包括：聚乳酸27份、聚甲基丙烯酸甲酯17份、聚丙烯9份、邻苯二甲酸二仲辛酯0.9份、邻苯二甲酸丁苄酯0.18份、蓖麻油4份、纤维素1.8份、改性淀粉1.9份、二丁基羟基甲苯0.4份、丁基羟基茴香醚0.17份、聚丙烯酸甲酯0.9份、二氧化硅0.9份。
上述可生物降解塑胶材料的制备方法为：先将聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯和蓖麻油混合，加热到86℃搅拌1.6小时，然后加入剩余组分，利用低速分散机在转速370r/min下分散4分钟，放入烘箱中在87℃下反应2.6小时，最后加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，螺杆转速为65rpm，加料温度148℃，一区温度156℃，二区温度167℃，三区温度178℃，四区温度172℃，五区温度172℃。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯，以聚乳酸代替。具体地说是：
一种可生物降解塑胶材料，以重量份计包括：聚乳酸53份、邻苯二甲酸二仲辛酯0.9份、邻苯二甲酸丁苄酯0.18份、蓖麻油4份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1.6份、纤维素1.8份、改性淀粉1.9份、二丁基羟基甲苯0.4份、丁基羟基茴香醚0.17份、聚丙烯酸甲酯0.9份、二氧化硅0.9份。
上述可生物降解塑胶材料的制备方法为：先将聚乳酸、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、蓖麻油和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合，加热到86℃搅拌1.6小时，然后加入剩余组分，利用低速分散机在转速370r/min下分散4分钟，放入烘箱中在87℃下反应2.6小时，最后加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，螺杆转速为65rpm，加料温度148℃，一区温度156℃，二区温度167℃，三区温度178℃，四区温度172℃，五区温度172℃。
将各实施例与对比例作对比，对比结果如下表1：
表1可生物降解塑胶材料的性能指标
注：降解方式为自然降解
从表1可知，实施例1-5在前一两个月的降解速度较慢，后两个月的降解速度增加，到第六个月的时候降解率最高的达到了94%，最后可完全降解；另外其拉伸强度也高达62.3MPa，断裂伸长率达到了62%，说明其弹性及韧性较好。同对比例1相比，发现对比例1的降解速度和降解率都没什么变化拉伸强度和断裂伸长率稍有下降。同对比例2相比，发现对比例2的降解速度加快，但是其弹性和韧性都有明显的下降，经综合比较，实施例2为最佳。

Claims (7)

1.一种可生物降解塑胶材料，其特征在于：以重量份计包括：聚乳酸20-30份、聚甲基丙烯酸甲酯10-20份、聚丙烯5-10份、邻苯二甲酸二仲辛酯0.5-1份、邻苯二甲酸丁苄酯0.1-0.2份、蓖麻油2-5份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1-2份、纤维素1-2份、改性淀粉1-2份、二丁基羟基甲苯0.2-0.5份、丁基羟基茴香醚0.1-0.2份、聚丙烯酸甲酯0.5-1份、二氧化硅0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种可生物降解塑胶材料，其特征在于：以重量份计包括：聚乳酸22-27份、聚甲基丙烯酸甲酯12-17份、聚丙烯6-9份、邻苯二甲酸二仲辛酯0.6-0.9份、邻苯二甲酸丁苄酯0.12-0.18份、蓖麻油3-4份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1.3-1.6份、纤维素1.3-1.8份、改性淀粉1.3-1.9份、二丁基羟基甲苯0.3-0.4份、丁基羟基茴香醚0.12-0.17份、聚丙烯酸甲酯0.6-0.9份、二氧化硅0.6-0.9份。
3.权利要求1至2任一项所述的一种可生物降解塑胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、蓖麻油和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺混合，加热到80-90℃搅拌1-2小时；
步骤2：加入剩余组分，利用低速分散机在转速300-400r/min下分散2-5分钟；
步骤3：放入烘箱中在80-90℃下反应2-3小时；
步骤4：加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，螺杆转速为50-70rpm，加料温度140-150℃，一区温度150-160℃，二区温度160-170℃，三区温度170-180℃，四区温度165-175℃，五区温度165-175℃。
4.根据权利要求3所述的一种可生物降解塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中加热温度为81-86℃，搅拌时间为1.1-1.6小时。
5.根据权利要求3所述的一种可生物降解塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中转速为330-370rpm，分散时间为3-4分钟。
6.根据权利要求3所述的一种可生物降解塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中烘箱温度为82-87℃，反应时间为2.3-2.6小时。
7.根据权利要求3所述的一种可生物降解塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中螺杆转速为55-65rpm，加料温度142-148℃，一区温度151-156℃，二区温度162-167℃，三区温度172-178℃，四区温度168-172℃，五区温度169-172℃。
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