CN108299726B - 一种可降解生物薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可降解生物薄膜，包括依次设置的内层薄膜、中间层薄膜与外层薄膜；所述外层薄膜由50～75重量份的第一聚合物、15～20重量份的第一改性淀粉与10～17重量份的第一添加剂形成；所述中间层薄膜由45～65重量份的第二聚合物、20～30重量份的第二改性淀粉与10～17重量份的第二添加剂形成；所述内层薄膜由50～70重量份的第三聚合物、15～25重量份的第三改性淀粉与10～17重量份的第三添加剂形成；且所述外层薄膜与中间层薄膜的材料成分配比不相同。与现有技术相比，本发明可降解生物薄膜在热封处具有较高的平整度，且在提高淀粉含量的同时降低了成本，也保持了较高的物理性能。

Description

一种可降解生物薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于可降解薄膜技术领域，尤其涉及一种可降解生物薄膜及其制备方法。
背景技术
可降解薄膜制品主要用于日用塑料制品，例如：超市购物袋、垃圾袋、工业用各种塑料包装袋、农业用的地膜等。
现有可降解生物基的薄膜塑料制品其淀粉含量均能达到15％；但产品的性能需要提高厚度才能达到传统塑料制品的物理性能，因此所制造的各类包装类的制品成本在高价位上，目前还不能得到普遍应用和推广。随着技术的发展，各企业力求在满足各类包装制品良好的物理、机械性能的基础上，进一步降低可降解膜类制品的成本、
因此，急需要提出用于薄膜类可降解的生物基材料在使用改性淀粉含量高于国标GB/T28018-2011，并进一步降低生产制造成本的可降解的膜类包装制品。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种可降解生物薄膜及其制备方法，本发明提供的可降解生物薄膜淀粉含量高且物理性能好。
本发明提供了一种可降解生物薄膜，包括依次设置的内层薄膜、中间层薄膜与外层薄膜；
所述外层薄膜由50～75重量份的第一聚合物、15～20重量份的第一改性淀粉与10～17重量份的第一添加剂形成；
所述中间层薄膜由45～65重量份的第二聚合物、20～30重量份的第二改性淀粉与10～17重量份的第二添加剂形成；
所述内层薄膜由50～70重量份的第三聚合物、15～25重量份的第三改性淀粉与10～17重量份的第三添加剂形成；
且所述外层薄膜与中间层薄膜的材料成分配比不相同；
所述第一聚合物与第二聚合物各自独立地包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与中密度聚乙烯；
所述第三聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与低密度聚乙烯。
优选的，所述内层薄膜、中间层薄膜与外层薄膜的质量比为(30～45)：(30～60)：(30～45)。
优选的，所述第一聚合物与第二聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物与中密度聚乙烯；所述第一聚合物与第二聚合物中聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚物与中密度聚乙烯的质量比各自独立地为(10～15)：(10～13)：(25～30)：(5～10)；
所述第三聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚物与低密度聚乙烯；所述第三聚合物中聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚物与低密度聚乙烯的质量比为(10～15)：(10～13)：(25～30)：(5～10)；
所述中密度聚乙烯熔融指数大于等于0.25g/10min；所述中密度聚乙烯的密度为0.910～0.930g/cm3；
所述低密度聚乙烯的熔融指数大于等于4g/10min；所述低密度聚乙烯的密度为0.910～0.930g/cm3。
优选的，所述第一添加剂、第二添加剂与第三添加剂各自独立地包括填料、扩链剂、润滑剂、热稳定剂、熔体强度增强剂、抗水解稳定剂与抗紫外线添加剂中的一种或多种。
优选的，所述外层薄膜、中间层薄膜与内层薄膜的厚度为(2～3)：(5～6)：(2～3)。
本发明还提供了一种可降解生物薄膜的制备方法，包括：
将内层薄膜原料、中间层薄膜原料与外层薄膜原料经三层共挤吹膜机挤出吹膜，冷却后，得到可降解生物薄膜；
所述外层薄膜由50～75重量份的第一聚合物、15～20重量份的第一改性淀粉与10～17重量份的第一添加剂形成；
所述中间层薄膜由45～65重量份的第二聚合物、20～30重量份的第二改性淀粉与10～17重量份的第二添加剂形成；
所述内层薄膜由50～70重量份的第三聚合物、15～25重量份的第三改性淀粉与10～17重量份的第三添加剂形成；
且所述外层薄膜与中间层薄膜的材料成分配比不相同；
所述第一聚合物与第二聚合物各自独立地包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与中密度聚乙烯；
所述第三聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与低密度聚乙烯。
优选的，所述三层共挤吹膜机包括外层薄膜单螺杆挤出机、中间层薄膜单螺杆挤出机与内层薄膜单螺杆挤出机；所述外层薄膜单螺杆挤出机、中间层薄膜单螺杆挤出机与内层薄膜单螺杆挤出机的单螺杆的直径各自独立地为45～65mm，转速各自独立地为70～120r/min。
优选的，所述外层薄膜单螺杆挤出机与内层薄膜单螺杆挤出机的挤出温度各自独立地为130℃～160℃；所述中间层薄膜单螺杆挤出机的挤出温度为130℃～140℃。
优选的，所述吹膜的吹胀比为3～6。
优选的，所述冷却采用的冷却风的温度19℃～20℃。
本发明提供了一种可降解生物薄膜，包括依次设置的内层薄膜、中间层薄膜与外层薄膜；所述外层薄膜由50～75重量份的第一聚合物、15～20重量份的第一改性淀粉与10～17重量份的第一添加剂形成；所述中间层薄膜由45～65重量份的第二聚合物、20～30重量份的第二改性淀粉与10～17重量份的第二添加剂形成；所述内层薄膜由50～70重量份的第三聚合物、15～25重量份的第三改性淀粉与10～17重量份的第三添加剂形成；且所述外层薄膜与中间层薄膜的材料成分配比不相同；所述第一聚合物与第二聚合物各自独立地包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与中密度聚乙烯；所述第三聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与低密度聚乙烯。与现有技术相比，本发明外层薄膜与中间层薄膜采用中密度聚乙烯其具有较高的气泡稳定性，内层薄膜采用低密度聚乙烯与改性淀粉混合形成其具有较高的热封性能，从而使可降解生物薄膜在热封处具有较高的平整度，且在提高淀粉含量的同时降低了成本，也保持了较高的物理性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种可降解生物薄膜，包括依次设置的内层薄膜、中间层薄膜与外层薄膜；
所述外层薄膜由50～75重量份的第一聚合物、15～20重量份的第一改性淀粉与10～17重量份的第一添加剂形成；
所述中间层薄膜由45～65重量份的第二聚合物、20～30重量份的第二改性淀粉与10～17重量份的第二添加剂形成；
所述内层薄膜由50～70重量份的第三聚合物、15～25重量份的第三改性淀粉与10～17重量份的第三添加剂形成；
且所述外层薄膜与中间层薄膜的材料成分配比不相同；
所述第一聚合物与第二聚合物各自独立地包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与中密度聚乙烯；
所述第三聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与低密度聚乙烯。
其中，所述外层薄膜、中间层薄膜与内层薄膜的厚度比优选为(2～3)：(5～6)：(2～3)，更优选为3：5：2、2：5：3或2：6：2。
所述外层薄膜的质量优选为可降解生物薄膜质量的30％～45％，更优选为35％～40％；所述外层薄膜由50～75重量份的第一聚合物、15～20重量份的第一改性淀粉与10～17重量份的第一添加剂形成。其中，所述第一聚合物的含量优选为50～70重量份；所述第一聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与中密度聚乙烯，更优选包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚物与中密度聚乙烯；所述聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚合物与中密度聚乙烯的质量比优选为(10～15)：(10～13)：(25～30)：(5～10)；所述中密度聚乙烯为本领域技术人员熟知的中密度聚乙烯即可，并无特殊的限制，本发明中优选为吹膜级中密度聚乙烯，更优选为中密度聚乙烯FB2230和/或中密度聚乙烯FB2310；所述中密度聚乙烯的熔融指数优选为0.25g/10min；所述中密度聚乙烯的密度优选为0.910～0.930g/cm3，更优选为0.920～0.930g/cm3；所述改性淀粉为本领域技术人员熟知的改性淀粉即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氧化改性淀粉，更优选为氧化改性的玉米淀粉和/或氧化改性的木薯淀粉；所述氧化改性的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选按照以下方法进行：将淀粉与氧化剂水溶液混合，调节溶液至中性，搅拌形成淀粉浆，抽滤，用水洗涤至不含氧化剂，得到改性淀粉；所述氧化剂为本领域技术人员熟知的氧化剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为双氧水、高碘酸钠、高锰酸钾、硝酸铈与次氯酸钠中的一种或多种；所述淀粉与氧化剂的质量比优选为1：(0.2～0.3)；所述氧化剂水溶液的浓度优选为0.08～0.1g/ml；所述搅拌的温度优选为35℃～40℃；所述搅拌的时间优选为4～6h；所述第一添加剂的含量优选为11～17重量份，更优选为11.25～16.85重量份；所述第一添加剂包括填料、扩链剂、润滑剂、热稳定剂、熔体强度增强剂、抗水解稳定剂与抗紫外线添加剂中的一种或多种；所述填料为本领域技术人员熟知的无机填料即可，并无特殊的限制，本发明中优选为滑石粉；所述扩链剂为本领域技术人员熟知的扩链剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为福州无科新型精细材料有限公司DL24-11；所述润滑剂为本领域技术人员熟知的润滑剂，并无特殊的限制，本发明中优选为硬脂酸锌、芥酸酰胺与聚乙烯蜡中的一种或多种；所述热稳定剂为本领域技术人员熟知的热稳定剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为硬脂酸锌；所述熔体强度增强剂为本领域技术人员熟知的熔体强度增强剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为新疆蓝山PPAT；所述抗水解稳定剂为本领域技术人员熟知的抗水解稳定剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂；所述抗紫外线添加剂为本领域技术人员熟知的抗紫外线添加剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为蓬来三友DIDF-40；所述填料的含量优选为0～5重量份，更优选为3～5重量份；所述扩链剂的含量优选为1～1.3重量份；所述润滑剂的含量优选为0～1.5重量份，更优选为1～1.5重量份，再优选为0.8～1.35重量份；所述热稳定剂的含量优选为0～0.5重量份，更优选为0.1～0.4重量份，再优选为0.2～0.35重量份；所述熔体强度增强剂的含量优选为0～0.5重量份，更优选为0.1～0.4重量份，再优选为0.2～0.3重量份；所述抗水解稳定剂的含量优选为1～1.5重量份，更优选为1.3～1.5重量份；所述抗紫外线添加剂的含量优选为0～10重量份，更优选为2～8重量份，再优选为5～8重量份。。
所述中间层薄膜的质量优选为可降解生物薄膜质量的30％～60％，更优选为35％～55％，再优选为40％～50％；所述中间层薄膜由45～65重量份的第二聚合物、20～30重量份的第二改性淀粉与10～17重量份的第二添加剂形成；所述第二聚合物的含量优选为50～60重量份；所述第二聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与中密度聚乙烯，更优选包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚物与中密度聚乙烯；所述聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚合物与中密度聚乙烯的质量比优选为(10～15)：(10～13)：(25～30)：(5～10)；所述中密度聚乙烯为本领域技术人员熟知的中密度聚乙烯即可，并无特殊的限制，本发明中优选为吹膜级中密度聚乙烯，更优选为中密度聚乙烯FB2230和/或中密度聚乙烯FB2310；所述第二中密度聚乙烯的熔融指数优选为0.25g/10min；所述中密度聚乙烯的密度优选为0.910～0.930g/cm3，更优选为0.920～0.930g/cm3；所述第二改性淀粉的含量优选为25～30重量份；所述第二改性淀粉为本领域技术人员熟知的改性淀粉即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氧化改性淀粉，更优选为氧化改性的玉米淀粉和/或氧化改性的木薯淀粉；所述氧化改性的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选按照以下方法进行：将淀粉与氧化剂水溶液混合，调节溶液至中性，搅拌形成淀粉浆，抽滤，用水洗涤至不含氧化剂，得到改性淀粉；所述氧化剂为本领域技术人员熟知的氧化剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为双氧水、高碘酸钠、高锰酸钾、硝酸铈与次氯酸钠中的一种或多种；所述淀粉与氧化剂的质量比优选为1：(0.2～0.3)；所述氧化剂水溶液的浓度优选为0.08～0.1g/ml；所述搅拌的温度优选为35℃～40℃；所述搅拌的时间优选为4～6h；所述第二添加剂的含量优选为11～17重量份，更优选为11.25～16.85重量份；所述第二添加剂包括填料、扩链剂、润滑剂、热稳定剂、熔体强度增强剂、抗水解稳定剂与抗紫外线添加剂中的一种或多种；所述填料为本领域技术人员熟知的无机填料即可，并无特殊的限制，本发明中优选为滑石粉；所述扩链剂为本领域技术人员熟知的扩链剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为福州无科新型精细材料有限公司DL24-11；所述润滑剂为本领域技术人员熟知的润滑剂，并无特殊的限制，本发明中优选为硬脂酸锌、芥酸酰胺与聚乙烯蜡中的一种或多种；所述热稳定剂为本领域技术人员熟知的热稳定剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为硬脂酸锌；所述熔体强度增强剂为本领域技术人员熟知的熔体强度增强剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为新疆蓝山PPAT；所述抗水解稳定剂为本领域技术人员熟知的抗水解稳定剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂；所述抗紫外线添加剂为本领域技术人员熟知的抗紫外线添加剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为蓬来三友DIDF-40；所述填料的含量优选为0～5重量份，更优选为3～5重量份；所述扩链剂的含量优选为1～1.3重量份；所述润滑剂的含量优选为0～1.5重量份，更优选为1～1.5重量份，再优选为0.8～1.35重量份；所述热稳定剂的含量优选为0～0.5重量份，更优选为0.1～0.4重量份，再优选为0.2～0.35重量份；所述熔体强度增强剂的含量优选为0～0.5重量份，更优选为0.1～0.4重量份，再优选为0.2～0.3重量份；所述抗水解稳定剂的含量优选为1～1.5重量份，更优选为1.3～1.5重量份；所述抗紫外线添加剂的含量优选为0～10重量份，更优选为2～8重量份，再优选为5～8重量份。。
所述内层薄膜的质量优选为可降解生物薄膜质量的30％～45％；所述内层薄膜由50～70重量份的第三聚合物、15～25重量份的第三改性淀粉与10～17重量份的第三添加剂形成；其中，所述第三聚合物的含量优选为50～68重量份；所述第三聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与低密度聚乙烯，更优选包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚物与低密度聚乙烯；所述聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚合物与低密度聚乙烯的质量比优选为(10～15)：(10～13)：(25～30)：(5～10)；所述低密度聚乙烯为本领域技术人员熟知的低密度聚乙烯即可，并无特殊的限制，本发明中优选为吹膜级低密度聚乙烯，更优选为低密度聚乙烯2426K；所述低密度聚乙烯的熔融指数优选大于等于4g/10min；所述低密度聚乙烯的密度优选为为0.910～0.930g/cm3；所述第三改性淀粉的含量优选为20～25重量份；所述第三改性淀粉为本领域技术人员熟知的改性淀粉即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氧化改性淀粉，更优选为氧化改性的玉米淀粉和/或氧化改性的木薯淀粉；所述氧化改性的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选按照以下方法进行：将淀粉与氧化剂水溶液混合，调节溶液至中性，搅拌形成淀粉浆，抽滤，用水洗涤至不含氧化剂，得到改性淀粉；所述氧化剂为本领域技术人员熟知的氧化剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为双氧水、高碘酸钠、高锰酸钾、硝酸铈与次氯酸钠中的一种或多种；所述淀粉与氧化剂的质量比优选为1：(0.2～0.3)；所述氧化剂水溶液的浓度优选为0.08～0.1g/ml；所述搅拌的温度优选为35℃～40℃；所述搅拌的时间优选为4～6h；第三添加剂的含量优选为11～17重量份，更优选为11.25～16.85重量份；所述第三添加剂包括填料、扩链剂、润滑剂、热稳定剂、熔体强度增强剂、抗水解稳定剂与抗紫外线添加剂中的一种或多种；所述填料为本领域技术人员熟知的无机填料即可，并无特殊的限制，本发明中优选为滑石粉；所述扩链剂为本领域技术人员熟知的扩链剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选福州无科新型精细材料有限公司DL24-11；所述润滑剂为本领域技术人员熟知的润滑剂，并无特殊的限制，本发明中优选为硬脂酸锌、芥酸酰胺与聚乙烯蜡中的一种或多种；所述热稳定剂为本领域技术人员熟知的热稳定剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为硬脂酸锌；所述熔体强度增强剂为本领域技术人员熟知的熔体强度增强剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为新疆蓝山PPAT；所述抗水解稳定剂为本领域技术人员熟知的抗水解稳定剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂；所述抗紫外线添加剂为本领域技术人员熟知的抗紫外线添加剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为蓬来三友DIDF-40；所述填料的含量优选为0～5重量份，更优选为3～5重量份；所述扩链剂的含量优选为1～1.3重量份；所述润滑剂的含量优选为0～1.5重量份，更优选为1～1.5重量份，再优选为0.8～1.35重量份；所述热稳定剂的含量优选为0～0.5重量份，更优选为0.1～0.4重量份，再优选为0.2～0.35重量份；所述熔体强度增强剂的含量优选为0～0.5重量份，更优选为0.1～0.4重量份，再优选为0.2～0.3重量份；所述抗水解稳定剂的含量优选为1～1.5重量份，更优选为1.3～1.5重量份；所述抗紫外线添加剂的含量优选为0～10重量份，更优选为2～8重量份，再优选为5～8重量份。
本发明外层薄膜与中间层薄膜采用中密度聚乙烯其具有较高的气泡稳定性，内层薄膜采用低密度聚乙烯与改性淀粉混合形成其具有较高的热封性能，从而使可降解生物薄膜在热封处具有较高的平整度，且在提高淀粉含量的同时降低了成本，也保持了较高的物理性能。
本发明还提供了一种上述可降解生物薄膜的制备方法，包括：将内层薄膜原料、中间层薄膜原料与外层薄膜原料经三层共挤吹膜机挤出吹膜，冷却后，得到可降解生物薄膜；所述外层薄膜由50～75重量份的第一聚合物、15～20重量份的第一改性淀粉与10～17重量份的第一添加剂形成；所述中间层薄膜由45～65重量份的第二聚合物、20～30重量份的第二改性淀粉与10～17重量份的第二添加剂形成；所述内层薄膜由50～70重量份的第三聚合物、15～25重量份的第三改性淀粉与10～17重量份的第三添加剂形成；且所述外层薄膜与中间层薄膜的材料成分配比不相同；所述第一聚合物与第二聚合物各自独立地包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与中密度聚乙烯；所述第三聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种与低密度聚乙烯。
其中，所述内层薄膜、中间层薄膜、内层薄膜、第一聚合物、第一改性淀粉、第一添加剂、第二聚合物、第二改性淀粉、第二添加剂、第三聚合物、第三改性淀粉与第三添加剂的含量均同上所述，在此不再赘述。
将内层薄膜原料、中间层薄膜原料与外层薄膜原料经三层共挤吹膜机挤出吹膜；所述三层共挤吹膜机包括包括外层薄膜单螺杆挤出机、中间层薄膜单螺杆挤出机与内层薄膜单螺杆挤出机；所述外层薄膜单螺杆挤出机、中间层薄膜单螺杆挤出机与内层薄膜单螺杆挤出机的单螺杆的直径各自独立地优选为45～65mm，更优选为45～60mm，再优选为45～55mm，最优选为45～50mm；转速各自独立地优选为70～400r/min；所述外层薄膜单螺杆挤出机的转速优选为70～200r/min，更优选为75～150r/min，再优选为75～130r/min；所述中间层薄膜单螺杆挤出机的转速优选为100～350r/min，更优选为150～350r/min，再优选为188～390r/min；所述内层薄膜单螺杆挤出机的转速优选为70～200r/min，更优选为100～150r/min，再优选为115～130r/min；所述外层薄膜单螺杆挤出机的挤出温度优选为130℃～160℃，更优选为135℃～155℃，再优选为140℃～150℃，最优选为144℃～147℃；所述中间层薄膜单螺杆挤出机的挤出温度优选为130℃～140℃，更优选为134℃～136℃；所述内层薄膜单螺杆挤出机的挤出温度优选为130℃～160℃，更优选为135℃～155℃，再优选为140℃～150℃，最优选为144℃～147℃；在本发明中，所述外层薄膜单螺杆挤出机、中间层薄膜单螺杆挤出机与内层薄膜单螺杆挤出机的螺杆优选采用电磁加热，可以高精密的温度表控制温度的准确度；高转速技术可使原料停留在机筒内的时间段，可防止可降解生物薄膜较高含量的淀粉在机筒和模头内糊化，保证薄膜的透明度和强度(韧性)；所述三层共挤吹膜机的模头温度优选为140℃～150℃；所述吹膜的吹胀比优选为3～6。
吹膜后，冷却，所述冷却所用的冷却风的温度优选为19℃～20℃；在本发明中优选采用莱芬豪舍(Ultra Cool)冷却技术，使用的冷却风温度为19℃～20℃，内冷却均匀，冷却效果好。
在本发明中，中层薄膜与外层薄膜采用中密度聚乙烯，其维卡软化温度A(10N)101℃ISO 306，其气泡稳定性比传统的LLDPE和LDPE更优，与改性淀粉混合得到的原料在吹膜工艺上制备的薄膜具有更好的气泡稳定性；内层采用低密度聚乙烯与改性淀粉得到的原料在吹膜工艺上制得的薄膜具有优良的热封性能，热封加工过程中温度易控制，操作难度降低，外层与中间层采用中密度聚乙烯其温度高于内层，在制品热封加工中更加稳定，并且使薄膜类的包装产品热等的效果好，所制得的薄膜类包装制品在热封处具有平整度好，另外，本发明制得的可降解生物薄膜的淀粉总含量达到20％～25％，降低了成本10％～20％，在包装膜类淀粉含量的产品高于现有同类的产品。
本发明采用吹膜工艺制备可降解生物薄膜，吹膜工艺条件稳定，温度控制精确，生产效率高。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种可降解生物薄膜及其制备方法进行详细描述。
实施例1
所述外层薄膜原料：改性后淀粉含量为15％；聚乳酸15％；聚乙二酸对苯二甲酸丁二酯13％；乙烯-丙烯酸共聚物30％；聚乙烯中密度FB#2230/231010％；滑石粉5％；扩链剂1.3％；芥酸酰胺0.4％；硬脂酸锌0.35％；熔体强度增强剂0.3％；抗水解稳定剂1.5％；抗紫外线添加剂7.5％；PE蜡0.65％。
所述中间层薄膜原料：改性后玉米淀粉含量25％；济南岱罡生物技术有限公司聚乳酸10％；深圳市汇宝通实业有限公司聚乙二酸对苯二甲酸丁二酯13％；杭州胜欧塑化有限公司乙烯-丙烯酸共聚物25％；北欧化工聚乙烯中密度FB#2230/2310 10％；滑石粉5％；张家港雅瑞化工有限公司扩链剂1.3％；湖北信和原料有限责任公司芥酸酰胺0.4％；杨州领航化工有限公司硬脂酸锌0.35％；新疆蓝山熔体强度增强剂0.3％；青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂1.5％；蓬来三友DIDF-40抗紫外线添加剂7.5％；福建省南安市省新科虹塑胶厂PE蜡0.65％。
所述内层薄膜原料：改性后玉米淀粉含量20％；优选济南岱罡生物技术有限公司聚乳酸15％；深圳市汇宝通实业有限公司聚乙二酸对苯二甲酸丁二酯13％；杭州胜欧塑化有限公司乙烯-丙烯酸共聚物25％；聚乙烯低密度-国产茂名石化#2426k10％；滑石粉5％；张家港雅瑞化工有限公司扩链剂1.3％；湖北信和原料有限责任公司芥酸酰胺0.4％；杨州领航化工有限公司硬脂酸锌0.35％；新疆蓝山熔体强度增强剂0.3％；青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂1.5％；蓬来三友DIDF-40抗紫外线添加剂7.5％；福建省南安市省新科虹塑胶厂PE蜡0.65％。
所述的吹膜级聚乙烯(中密度)的熔融指数≥0.25g/10min，密度为0.920g/cm3～0.930g/cm3；吹膜级聚乙烯(LDPE#2426K)为熔融指数≥4g/10min、密度0.910g/cm3～0.930g/cm3。
所述的内层的改性玉米淀粉含量与外层相同，所述中间层淀粉含量不同，其中，外层、中间层、内层的厚度之比：2:5:3。
按照以下工艺步骤：
挤出：将外层薄膜原料、中间层薄膜原料与内层薄膜原料分别送往三层共挤吹膜机组的挤出机；所述的三层共挤吹膜机组由单螺杆挤出机组成，所述的单螺杆为45mm；外层转速为75r/min，内层转速为115r/min；中间层转速为188r/min。
吹膜：由三层共挤吹膜机组的挤出机吹胀成型(吹胀比为3)制得的可降解生物基材料薄膜；内层温度为：135℃；外层、中间层的温度为145℃。
冷却：所述的冷却的冷风温度为20℃。
本实施例制得的可降解生物薄膜的总重量中淀粉含量为20％。
实施例2
所述外层薄膜原料：改性玉米淀粉含量20％；济南岱罡生物技术有限公司聚乳酸13％；深圳市汇宝通实业有限公司聚乙二酸对苯二甲酸丁二酯10％；杭州胜欧塑化有限公司乙烯-丙烯酸共聚物30％；北欧化工聚乙烯中密度FB#2230/2310 10％；滑石粉5％；张家港雅瑞化工有限公司扩链剂1.3％；湖北信和原料有限责任公司芥酸酰胺0.4％；杨州领航化工有限公司硬脂酸锌0.35％；新疆蓝山熔体强度增强剂0.3％；青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂1.5％；蓬来三友DIDF-40抗紫外线添加剂7.5％；福建省南安市省新科虹塑胶厂PE蜡0.65％。。
所述中间层薄膜原料：改性玉米淀粉含量25％；优选济南岱罡生物技术有限公司聚乳酸10％；深圳市汇宝通实业有限公司聚乙二酸对苯二甲酸丁二酯13％；杭州胜欧塑化有限公司乙烯-丙烯酸共聚物25％；北欧化工聚乙烯中密度FB#2230/2310 10％；滑石粉5％；张家港雅瑞化工有限公司扩链剂1.3％；湖北信和原料有限责任公司芥酸酰胺0.4％；杨州领航化工有限公司硬脂酸锌0.35％；新疆蓝山熔体强度增强剂0.3％；青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂1.5％；蓬来三友DIDF-40抗紫外线添加剂7.5％；福建省南安市省新科虹塑胶厂PE蜡0.65％。
所述内层薄膜原料：改性玉米淀粉含量20％；济南岱罡生物技术有限公司聚乳酸15％；深圳市汇宝通实业有限公司聚乙二酸对苯二甲酸丁二酯13％；杭州胜欧塑化有限公司乙烯-丙烯酸共聚物25％；聚乙烯低密度-国产茂名石化#2426k10％；滑石粉5％；张家港雅瑞化工有限公司扩链剂1.3％；湖北信和原料有限责任公司芥酸酰胺0.4％；杨州领航化工有限公司硬脂酸锌0.35％；新疆蓝山熔体强度增强剂0.3％；青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂1.5％；蓬来三友DIDF-40抗紫外线添加剂7.5％；福建省南安市省新科虹塑胶厂PE蜡0.65％。
所述的吹膜级聚乙烯(中密度)的熔融指数≥0.25g/10min，密度为0.920g/cm3～0.930g/cm3；吹膜级聚乙烯(LDPE#2426K)为熔融指数≥4g/10min、密度0.910g/cm3～0.930g/cm3。
所述的内层的原料改性玉米淀粉含量与外层相同，所述中间层淀粉含量不同，其中，外层、中间层、内层的厚度之比：2:6:2。
按照以下工艺步骤制备：
挤出：将外层薄膜原料、中间层薄膜原料与内层薄膜原料分别送往三层共挤吹膜机组的挤出机；所述的三层共挤吹膜机组由单螺杆挤出机组成，所述的单螺杆为45mm；外层、内层转速为130r/min；中间层转速为390r/min。
吹膜：由三层共挤吹膜机组的挤出机吹胀(吹胀比为5)制得的可降解薄膜；内层温度为：136℃；外层、中间层的温度为147℃。
冷却：所述的冷却的冷风温度为19℃。
本实施例制得的可降解生物薄膜的淀粉含量为：21.6％。
实施例3
所述外层薄膜原料：改性后玉米淀粉含量20％；优选济南岱罡生物技术有限公司聚乳酸15％；深圳市汇宝通实业有限公司聚乙二酸对苯二甲酸丁二酯13％；杭州胜欧塑化有限公司乙烯-丙烯酸共聚物25％；北欧化工聚乙烯中密度FB#2230/2310 10％；滑石粉5％；张家港雅瑞化工有限公司扩链剂1.3％；湖北信和原料有限责任公司芥酸酰胺0.4％；杨州领航化工有限公司硬脂酸锌0.35％；新疆蓝山熔体强度增强剂0.3％；青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂1.5％；蓬来三友DIDF-40抗紫外线添加剂7.5％；福建省南安市省新科虹塑胶厂PE蜡0.65％。
所述中间层薄膜原料：改性后淀粉含量25％；优选济南岱罡生物技术有限公司聚乳酸10％；深圳市汇宝通实业有限公司聚乙二酸对苯二甲酸丁二酯13％；杭州胜欧塑化有限公司乙烯-丙烯酸共聚物25％；北欧化工聚乙烯中密度FB#2230/2310 10％；滑石粉5％；张家港雅瑞化工有限公司扩链剂1.3％；湖北信和原料有限责任公司芥酸酰胺0.4％；杨州领航化工有限公司硬脂酸锌0.35％；新疆蓝山熔体强度增强剂0.3％；青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂1.5％；蓬来三友DIDF-40抗紫外线添加剂7.5％；福建省南安市省新科虹塑胶厂PE蜡0.65％。
所述内层薄膜原料：改性后玉米淀粉含量25％；济南岱罡生物技术有限公司聚乳酸15％；深圳市汇宝通实业有限公司聚乙二酸对苯二甲酸丁二酯13％；杭州胜欧塑化有限公司乙烯-丙烯酸共聚物25％；聚乙烯低密度-国产茂名石化#2426k5％；滑石粉5％；张家港雅瑞化工有限公司扩链剂1.3％；湖北信和原料有限责任公司芥酸酰胺0.4％；杨州领航化工有限公司硬脂酸锌0.35％；新疆蓝山熔体强度增强剂0.3％；青岛长荣化工的环保抗水解稳定剂1.5％；蓬来三友DIDF-40抗紫外线添加剂7.5％；福建省南安市省新科虹塑胶厂PE蜡0.65％。
所述的吹膜级聚乙烯(中密度)的熔融指数≥0.25g/10min，密度为0.920g/cm3～0.930g/cm3；吹膜级聚乙烯(LDPE#2426K)为熔融指数≥4g/10min、密度0.910g/cm3～0.930g/cm3。
所述的内层改性后玉米淀粉含量与外层相同，所述中间层淀粉含量不同，其中，外层、中间层、内层的厚度之比：2:5:3。
按照以下工艺步骤制备：
挤出：将外层薄膜原料、中间层薄膜原料与内层薄膜原料；分别送往三层共挤吹膜机组的挤出机；所述的三层共挤吹膜机组由单螺杆挤出机组成，所述的单螺杆为45mm；外层、内层转速为130r/min；中间层转速为390r/min。
吹膜：由三层共挤吹膜机组的挤出机吹胀(吹胀比3～6)制得的可降解薄膜；内层温度为：134℃；外层、中间层的温度为144℃。
冷却：所述的冷却的冷风温度为19℃。
本实施例制得的可降解生物薄膜的淀粉含量为：23.3％。
对实施例1～3中得到的可降解生物薄膜的物理性能进行测试，得到结果见表1。
表1可降解生物薄膜的物理性能
Figure BDA0001577511270000141
Figure BDA0001577511270000151
通过表1的对比可以看出：本发明制备可降解生物薄膜在淀粉含量上达20％以上；落镖冲击强度、跌落性能、漏水性、封合强度的基础上明显优于普通的薄膜，可用塑料薄膜类的包装制品(例如超市购物袋、垃圾袋、工业类包装袋)，进一步降低了传统塑料的聚乙烯使用，达到了节能减排的目的。

Claims (9)

1.一种可降解生物薄膜，其特征在于，包括依次设置的内层薄膜、中间层薄膜与外层薄膜；
所述外层薄膜由50~75重量份的第一聚合物、15~20重量份的第一改性淀粉与10~17重量份的第一添加剂形成；
所述中间层薄膜由45~65重量份的第二聚合物、20~30重量份的第二改性淀粉与10~17重量份的第二添加剂形成；
所述内层薄膜由50~70重量份的第三聚合物、15~25重量份的第三改性淀粉与10~17重量份的第三添加剂形成；
且所述外层薄膜与中间层薄膜的材料成分配比不相同；
所述第一聚合物与第二聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯及乙烯-丙烯酸共聚物与中密度聚乙烯；所述第一聚合物与第二聚合物中聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚物与中密度聚乙烯的质量比各自独立地为（10~15）：（10~13）：（25~30）：（5~10）；
所述第三聚合物包括聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚物与低密度聚乙烯；所述第三聚合物中聚乳酸、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯酸共聚物与低密度聚乙烯的质量比为（10~15）：（10~13）：（25~30）：（5~10）；
所述中密度聚乙烯为中密度聚乙烯FB2230和/或中密度聚乙烯FB2310；
所述低密度聚乙烯为低密度聚乙烯2426K。
2.根据权利要求1所述的可降解生物薄膜，其特征在于，所述内层薄膜、中间层薄膜与外层薄膜的质量比为（30~45）：（30~60）：（30~45）。
3.根据权利要求1所述的可降解生物薄膜，其特征在于，所述第一添加剂、第二添加剂与第三添加剂各自独立地包括填料、扩链剂、润滑剂、热稳定剂、熔体强度增强剂、抗水解稳定剂与抗紫外线添加剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的可降解生物薄膜，其特征在于，所述外层薄膜、中间层薄膜与内层薄膜的厚度比为（2~3）：（5~6）：（2~3）。
5.一种权利要求1所述的可降解生物薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
将内层薄膜原料、中间层薄膜原料与外层薄膜原料经三层共挤吹膜机挤出吹膜，冷却后，得到可降解生物薄膜。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述三层共挤吹膜机包括外层薄膜单螺杆挤出机、中间层薄膜单螺杆挤出机与内层薄膜单螺杆挤出机；所述外层薄膜单螺杆挤出机、中间层薄膜单螺杆挤出机与内层薄膜单螺杆挤出机的单螺杆的直径各自独立地为45~65 mm，转速各自独立地为70~120 r/min。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述外层薄膜单螺杆挤出机与内层薄膜单螺杆挤出机的挤出温度各自独立地为130℃~160℃；所述中间层薄膜单螺杆挤出机的挤出温度为130℃~140℃。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述吹膜的吹胀比为3~6。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述冷却采用的冷却风的温度为19℃~20℃。
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