CN107868415A - 全生物降解汽车保护膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种全生物降解汽车保护膜，包括三层，两外层以重量份数计，由如下组分制成：PBAT70‑90份，端羟基聚丙烯酸异辛酯10‑30份，中间层以重量份数计，由如下组分制成：PLA100份，柔性改性剂混合物50‑80份，成核剂0.5‑1.0份；三层厚度比例为1：1：1，总厚度8‑12μm。该保护膜采用三层共挤出的方法生产，外层通过加入端羟基聚丙烯酸辛酯提高保护膜的自粘性能，采用PBAT与端羟基聚丙烯酸辛酯的共混物，内层采用强度较高的PLA，加入成核剂进一步提高材料的透明性，PLA采用柔性改性剂混合物进行增塑增韧改性；该汽车保护膜具有优良的自粘性能，柔韧性能好，透明性好，强度高。

Description

全生物降解汽车保护膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种全生物降解汽车保护膜及其制备方法，主要用于汽车座椅表面覆盖，属于高分子材料加工与应用领域。
背景技术
对贵重物体表面进行保护，最常使用的方法之一是在被保护物体的表面上，贴上一层保护膜，在结束运输、贮存、加工以及组装等处理之后，再揭去该膜；表面保护膜的基材，主要有纸张和塑料薄膜两大类；塑料薄膜因为具有良好的透明性和伸长率，可加工性好，是最主流的表面保护膜的基材；虽然塑料保护膜应用越来越广泛，但是塑料的不降解性，废弃塑料对环境的污染性，面对越来越严格的环境保护意识，环境和社会强烈要求全生物降解材料替代目前塑料表面保护膜。
以往的文献中有很多关于降解膜的报道，很多都是利用普通塑料，加淀粉、碳酸钙或光敏剂，使其变成碎片，达到“崩解”的目的，而不是真正的降解，这种崩解的碎片仍为普通塑料，碎片对环境的污染更为严重。
生物聚酯材料如聚甲基乙撑碳酸脂（PPC）、聚乳酸（PLA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯-已二酸丁二醇酯（PBAT）作为新型的生物降解材料，是由再生的植物资源原料制成；其使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，是世界公认的环境友好材料；采用可完全生物降解高分子树脂制备的生物降解保护膜是解决 “白色污染”问题的有效途径，具有广阔的市场前景；在全生物降解方面，已经申请了不少专利，如
中国专利CN103709695B一种 PLA 改性材料及其制备方法和 PLA 生物降解地膜，其组成为PLA 58-80 重量%，PBAT 15-40 重量%，改性滑石粉 0.1-5 重量 %，抗氧剂 0.1-2 重量%，紫外吸收剂0.1-1重量%，光稳定剂0.1-2重量%，开口剂 0.1-2 重量 %，扩链剂 0.1-1重量 %，引发剂 0.0005-0.05 重量 %。该专利生产的地膜具有较高的强度和伸长率。该专利生产的薄膜不能满足座椅保护膜粘性的要求。申请号为201610667563.5的一种可降解地膜，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：丙烯酸改性聚乳酸35-42份、聚丁二酸丁二醇酯18-21份、聚谷氨酸24-28份、改性胶原蛋白8-12份、水
杨酸苯酯0.5-1.8份、羟甲基纤维素钠0.8-1.4份、纳米氮化硅0.1-0.3份、顺丁烯二酸酐1-3份、抗氧化剂1010 1.6-2.7份、亚磷酸三苯酯2.3-2.5份、芥酸酰胺0.2-0.5份。该降解膜具有开口性，不能满足座椅保护膜的要求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的供了一种全生物降解汽车保护膜及其制备方法，本发明汽车保护膜主要用于座椅，具有优良的粘性，柔韧性能好，透明性好，且具有完全生物降解性能。
该保护膜采用三层共挤出的方法生产，外层通过加入端羟基聚丙烯酸辛酯提高保护膜的自粘性能，采用PBAT与端羟基聚丙烯酸辛酯的共混物，内层采用强度较高的PLA，加入成核剂进一步提高材料的透明性，PLA采用柔性改性剂混合物进行增塑增韧改性，使得材料具有优良的柔软性能及成膜性能。
本发明的技术方案如下：
一种全生物降解汽车保护膜，包括三层，两外层以重量份数计，由如下组分制成：PBAT,70-90份；端羟基聚丙烯酸异辛酯10-30份；中间层以重量份数计，由如下组分制成： PLA100份，柔性改性剂混合物 50-80份，成核剂0.5-1.0份；三层厚度比例为1：1：1，总厚度8-12μm。
其中所述PLA为聚乳酸，分子量8-15万；该树脂在堆肥条件下，180天相对生物分解率超过90%。
所述PBAT熔点110-120℃，密度1.2-1.28 g/cm3。
所述的端羟基聚丙烯酸异辛酯为，聚丙烯酸异辛酯用N-甲基单乙醇胺作为亲核试剂，对活性端基溴进行亲核取代，得到线型端羟基聚丙烯酸异辛酯；分子量为1200-1800。
所述的柔性改性剂混合物为低分子量的聚己内酯与柠檬酸丁酯的混合物，其比例为1.0-2.0：1，其中低分子量聚己内酯平均分子量为1000-3000，柔软性极佳，柠檬酸丁酯为可生物降解的增塑剂，两者按一定比例混合，作为PLA树脂的增韧剂和增塑剂。
所述的PBAT为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，优选分子量为10000-30000，较低分子量的PBAT具有较好的加工流动性，实验证明，两者按一定比例混合增韧PLA，能够使得整个材料既具有优良的加工性能及成膜性能，又具有极好的韧性。
所述成核剂优选二氧化硅。
本发明一种全生物降解汽车保护膜的制备方法如下：
（1）将PLA、PBAT放到80℃烘箱中烘干4小时，取出，备用；
（2）将PLA、柔性改性剂混合物及成核剂加入到混合机中高速搅拌，搅拌时间5-10分钟，放出物料；
（3）将PBAT、端羟基聚丙烯酸异辛酯加入到混合机中高速搅拌，搅拌时间5-10分钟，放出物料；
（4）将混配好的物料分别投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机温度为150℃~170℃，喂料频率为20 Hz ~25Hz，主机转速为 100 r/min ~150r/min；
（5）将上述混合物在三层共挤出吹膜机上在170-195℃条件下吹膜薄膜，膜厚为大于8μm，得到本发明汽车保护膜。
本发明的有益效果如下：该保护膜采用三层共挤出的方法生产，外层通过加入端羟基聚丙烯酸辛酯提高保护膜的自粘性能，采用PBAT与端羟基聚丙烯酸辛酯的共混物，内层采用强度较高的PLA，加入成核剂进一步提高材料的透明性，PLA采用柔性改性剂混合物进行增塑增韧改性，使得材料具有优良的柔软性能及成膜性能；本发明汽车座椅保护膜具有优良的自粘性能，柔韧性能好，透明性好，强度高。该保护膜能够完全生物降解成二氧化碳和水，不会对环境造成污染。本发明所用材料易得，选择的生产工艺技术简单成熟，具有实用性和可操作性。
具体实施方式
实施例中PLA牌号Revode101，浙江海正生物材料有限公司，密度1.25±0.05，熔点140-155℃；所述的端羟基聚丙烯酸异辛酯分子量为1200-1800；所述的聚己内酯为德国巴斯夫生物材料有限公司的LP841；所述的PBAT牌号TH801T,东莞仁聚生物全降解塑胶有限公司，熔点110-120℃，密度1.2-1.28 g/cm3。
表1为实施例和比较例，实施例和比较例的区别在于，比较例1在实施例6的基础上去掉了聚己内酯，柠檬酸丁酯的用量为实施例6聚己内酯和柠檬酸丁酯用量的总和；比较例2在实施例6的基础上去掉了柠檬酸丁酯，聚己内酯的用量为实施例6聚己内酯和柠檬酸丁酯用量的总和；比较例3为 PBAT和端羟基聚丙烯酸异辛酯的用量比例为50:50，其他与实施例6相同。
表1实施例和比较例配比，千克
。
实施例和比较例的性能测试结果见表2。
表2
。
所述薄膜透光率测试依据GB/T2410-2008标准测试，薄膜厚度0.01mm，10层叠加。
以上实施例、对比例的制备方法如下：
（1）将PLA、PBAT放到80℃烘箱中烘干4小时，取出，备用；
（2）将PLA、柔性改性剂混合物及成核剂加入到混合机中高速搅拌，搅拌时间5分钟左右，放出物料；
（3）将PBAT、端羟基聚丙烯酸异辛酯加入到混合机中高速搅拌，搅拌时间5分钟左右，放出物料；
（4）将混配好的物料分别投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机温度为150℃~170℃，喂料频率为20 Hz ~25Hz，主机转速为 100 r/min ~150r/min；
（5）将上述混合物在三层共挤出吹膜机上在170-195℃条件下吹膜薄膜，得到汽车保护膜。
从实施例和比较例测试结果可看出，本发明实施例综合性能均优于比较例。
以上内容描述了本发明的基本原理和主要特征，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种全生物降解汽车保护膜，包括三层，其中两外层以重量份数计，由如下组分制成：PBAT 70-90份，端羟基聚丙烯酸异辛酯10-30份；中间层以重量份数计，由如下组分制成：PLA 100份，柔性改性剂混合物 50-80份，成核剂0.5-1.0份，三层厚度比例为1：1：1，总厚度8-12μm。
2.根据权利要求1所述的全生物降解汽车保护膜，其特征在于所述PLA分子量8-15万。
3.根据权利要求1所述的全生物降解汽车保护膜，其特征在于所述PBAT分子量为10000-30000。
4.根据权利要求1所述的全生物降解汽车保护膜，其特征在于所述的柔性改性剂混合物为低分子量聚己内酯与柠檬酸丁酯的混合物，其比例为1.0-2.0：1。
5.根据权利要求4所述的全生物降解汽车保护膜，其特征在于所述的低分子量聚己内酯平均分子量为1000-3000。
6.根据权利要求1所述的全生物降解汽车保护膜，其特征在于成核剂为二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的全生物降解汽车保护膜的制备方法，其特征在于依次包括如下步骤：
（1）将PLA、PBAT放到80℃烘箱中烘干4小时，取出，备用；
（2）将PLA、柔性改性剂混合物及成核剂加入到混合机中高速搅拌，搅拌时间5-10分钟，放出物料；
（3）将PBAT、端羟基聚丙烯酸异辛酯加入到混合机中高速搅拌，搅拌时间5-10分钟，放出物料；
（4）将混配好的物料分别投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机温度为150~170℃，喂料频率为20~25Hz，主机转速为 100~150r/min；
（5）将上述混合物在三层共挤出吹膜机上在170-195℃条件下吹膜薄膜，得到汽车保护膜。
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