CN111440422A - 一种可降解膜及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于塑料袋的技术领域，公开了一种可降解膜及制备方法。本发明提供的一种可降解膜，包括以下重量份数的组分：树脂65‑95份，增塑剂0.1‑1份和颜料0.1‑1份；所述树脂包括PBAT和PLA。通过改善过的配方来制备得到强度更高塑性更好的可降解膜。

Description

一种可降解膜及制备方法
技术领域
本发明涉及塑料袋的技术领域，特别涉及一种可降解膜及制备方法。
背景技术
随着全球塑料袋的使用量的攀升，塑料垃圾带给全球的危害已经带给海洋的压力。全球各国开始实施限塑措施，意在限制这种白色污染的产生。
目前市面上使用最多的是PLA为原料的塑料膜制品，由于这种材料的生产制备是来自于淀粉，且限制于全球的产量，该原料目前不足够支撑全球对降解垃圾袋的产量的需求。PBAT作为世界认可的可生物降解材料，是PLA原料的一种补充。由于PBAT性能较软，导致在使用上会有局限。单纯的使用PLA和PBAT的混合物会导致强度不够的问题，在生活中使用时不够实用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可降解膜及制备方法，通过改变配方及生产工艺，其旨在解决现有技术中可降解膜的塑性不够、强度不够的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种可降解膜，包括以下重量份数的组分：树脂65-95份，增塑剂0.1-1份和颜料0.1-1份；所述树脂包括PBAT和PLA。
作为优选，所述组分还包括重量份数为0.5-1份的润滑剂；所述组分还包括重量份数为1.1-30份的填料；所述组分还包括重量份数为0.1-1的抗氧化剂；所述组分还包括重量份数为0.1-1份的抗菌剂。
作为优选，所述填料包括淀粉和水合硅酸镁；所述淀粉在所述组分中的重量份数为1-20份，所述水合硅酸镁在所述组分中的重量份数为0.1-10份。
作为优选，所述润滑剂为酰胺钠或多元醇中的任意一种或两种。
作为优选，所述酰胺钠为N,N’-乙撑双硬脂酰胺；所述多元醇为甘油或己六醇。
作为优选，所述增塑剂为己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]；所述填料为色母粒。
作为优选，所述抗氧化剂为叔丁基酚类复配亚磷酸酯；所述抗菌剂为有机抗菌剂。
一种可降解膜的制备方法，包括以下步骤：
a），称量；按照各组分重量份数为树脂65-95份、润滑剂0.5-1份、增塑剂0.1-0.5份、淀粉1-20份、水合硅酸镁0.1-10份、颜料0.1-1份、抗氧化菌0.1-1份、抗菌剂0.1-1份进行称量；
b），烘干；将树脂原料进行烘干，对水合硅酸镁进行烘干；
c），混合；将烘干后的组分以及称量后未烘干的组分进行充分混合；
d），造粒；将充分混合后的物料传送到造粒设备后进行造粒；
e），吹膜；将造粒之后的物料传入吹膜设备进行吹膜。
作为优选，步骤b）中烘干装置为真空烘箱，树脂原料在70-90℃温度下烘干3-5h，水合硅酸镁在100-110℃烘干1.5h-3h。
作为优选，步骤c）中的混合设备为固体变速混合设备；混合温度为50-90℃，搅拌速度为100-400rpm，混合时间为20~40min。
作为优选，步骤d）造粒设备为平行双螺杆造粒设备。设备的长螺杆长径比为30:1-40:1。螺杆温度控制在150℃~185℃。
与现有技术相比，本发明提供的一种可降解膜及制备方法的有益效果为：通过在树脂中添加填料使可降解膜有更好的生物降解功能，同时能增加膜的重量和体积，便于成型。添加润滑剂降低在可降解膜的生产过程中物料与设备的摩擦，防止由于温度过高，影响生产。按照配方制成的可降解膜可以有更好的强度和塑性。
本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明实施例提供一种可降解膜，包括以下重量份数的组分：树脂65-95份，增塑剂0.1-1份和颜料0.1-1份。树脂包括PBAT和PLA。通过在PBAT中混合入PLA来弥补PBATA性能软，塑性不够的缺点。由于PBAT和PLA两者相容性较差，加入增塑剂可以提高相容性，还能通过本身的增塑能力来提高制得的膜的塑性和韧性。颜料用于在制备过程中对原料进行着色。PBAT和PLA在树脂中的比例为12:1~20:1。选择的PBAT原料的密度为1.21g/cm3，熔点为116-122℃。
组分还包括重量份数为0.5-1份的润滑剂。组分还包括重量份数为1.1-30份的填料。组分还包括重量份数为0.1-1的抗氧化剂。组分还包括重量份数为0.1-1份的抗菌剂。润滑剂的作用主要是用于降低在生产过程中原料与设备摩擦导致原料温度过高使原料氧化速度加快从而影响生产。同时润滑剂还能提高PBAT和PLA之间的相容性，提高树脂的增塑能力来提高制得的膜的塑性和韧性。同时还能减少抗氧化剂的使用。抗氧化剂是用于延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长使用寿命。
填料包括淀粉和水合硅酸镁。淀粉在组分中的重量份数为1-20份，水合硅酸镁在组分中的重量份数为0.1-10份。淀粉和水合硅酸镁均是降解料，作用是增加膜的重量和体积，有利于成型。
润滑剂为酰胺钠或多元醇中的任意一种或两种。
酰胺钠为N,N’-乙撑双硬脂酰胺。多元醇为甘油或己六醇。
增塑剂为己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]。填料为色母粒。
抗氧化剂为叔丁基酚类复配亚磷酸酯。抗菌剂为有机抗菌剂。
实施例一：
一种可降解膜的制备方法：
称量：称取树脂65份，润滑剂1份，增塑剂1份，淀粉20份，水合硅酸镁10份，色母粒1份，抗氧化剂1份，抗菌剂1份。其中PBAT和PLA在树脂中的比例为12:1。即PBAT60份，PLA5份。其中润滑剂为酰胺钠。增塑剂为己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]。抗氧化剂为叔丁基酚类复配亚磷酸酯。
烘干：将称量好的树脂分开放入不同真空烘箱中干燥3h，烘干温度为70℃。水合硅酸镁放在不同真空烘箱中干燥1.5h，烘干温度为100℃。
混合：将烘干好的树脂放入变速混合设备先进行混合，接着再加水合硅酸镁。变速混合设备为型号 SHR-200A的高速混合机。然后将其他组分按照重量份数加入到变速混合设备。混合温度设置为50℃，搅拌速度设置在100rpm。混合时间为20min。
造粒：将充分混合后的物料传送到造粒设备后进行造粒。其中造粒设备为平行双螺杆造粒设备。设备的长螺杆长径比为30:1。螺杆温度控制在150℃。
吹膜：将造粒之后的物料传入吹膜设备进行吹膜。吹膜设备为塑料吹膜机，其中螺杆转速为0-50rpm。通过ABA膜头生产膜宽为360mm的双层膜。
将制得的膜进行封口，制得长*宽*厚度=500mm*360mm*1.5mm的塑料袋。与市场上买来的尺寸相同的可降解塑料袋进行对比。市场上的塑料袋承重3kg，而本发明的塑料袋承重有5kg。
实施例二：
一种可降解膜的制备方法：
称量：称取树脂85份，润滑剂0.7份，增塑剂0.5份，淀粉10份，水合硅酸镁5份，色母粒0.5份，抗氧化剂0.5份，抗菌剂0.5份。其中PBAT和PLA在树脂中的比例为16:1。即PBAT80份，PLA5份。其中润滑剂为甘油。增塑剂为己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]。抗氧化剂为叔丁基酚类复配亚磷酸酯。
烘干：将称量好的树脂分开放入不同真空烘箱中干燥4h，烘干温度为80℃。水合硅酸镁放在不同真空烘箱中干燥2h，烘干温度为105℃。
混合：将烘干好的树脂放入变速混合设备先进行混合，接着再加水合硅酸镁。然后将其他组分按照重量份数加入到变速混合设备。混合温度设置为70℃，搅拌速度设置在250rpm。混合时间为30min。
造粒：将充分混合后的物料传送到造粒设备后进行造粒。其中造粒设备为平行双螺杆造粒设备。设备的长螺杆长径比为35:1。螺杆温度控制在165℃。
吹膜：将造粒之后的物料传入吹膜设备进行吹膜。吹膜设备为塑料吹膜机，其中螺杆转速为0-50rpm。通过ABA膜头生产膜宽为360mm的双层膜。
将制得的膜进行封口，制得长*宽*厚度=500mm*360mm*1.5mm的塑料袋。与市场上买来的尺寸相同的可降解塑料袋进行对比。市场上的塑料袋承重3kg，而本发明的塑料袋承重有5.1kg。
实施例三：
一种可降解膜的制备方法：
称量：称取树脂95份，润滑剂0.5份，增塑剂0.1份，淀粉1份，水合硅酸镁0.1份，色母粒0.1份，抗氧化剂0.1份，抗菌剂0.1份。其中PBAT和PLA在树脂中的比例为20:1。即PBAT约90.5份，PLA4.5份。其中润滑剂为酰胺钠和己六醇的混合。增塑剂为己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]。抗氧化剂为叔丁基酚类复配亚磷酸酯。
烘干：将称量好的树脂分开放入不同真空烘箱中干燥5h，烘干温度为90℃。水合硅酸镁放在不同真空烘箱中干燥3h，烘干温度为110℃。
混合：将烘干好的树脂放入变速混合设备先进行混合，接着再加水合硅酸镁。然后将其他组分按照重量份数加入到变速混合设备。混合温度设置为90℃，搅拌速度设置在400rpm。混合时间为40min。
造粒：将充分混合后的物料传送到造粒设备后进行造粒。其中造粒设备为平行双螺杆造粒设备。设备的长螺杆长径比为40:1。螺杆温度控制在185℃。
吹膜：将造粒之后的物料传入吹膜设备进行吹膜。吹膜设备为塑料吹膜机，其中螺杆转速为0-50rpm。通过ABA膜头生产膜宽为360mm的双层膜。
将制得的膜进行封口，制得长*宽*厚度=500mm*360mm*1.5mm的塑料袋。与市场上买来的尺寸相同的可降解塑料袋进行对比。市场上的塑料袋承重约3kg，而本发明的塑料袋承重有5.15kg。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可降解膜，其特征在于：包括以下重量份数的组分：树脂65-95份，增塑剂0.1-1份和颜料0.1-1份；所述树脂包括PBAT和PLA。
2.如权利要求1所述的一种可降解膜，其特征在于：所述组分还包括重量份数为0.5-1份的润滑剂；所述组分还包括重量份数为1.1-30份的填料；所述组分还包括重量份数为0.1-1的抗氧化剂；所述组分还包括重量份数为0.1-1份的抗菌剂。
3.如权利要求2所述的一种可降解膜，其特征在于：所述填料包括淀粉和水合硅酸镁；所述淀粉在所述组分中的重量份数为1-20份，所述水合硅酸镁在所述组分中的重量份数为0.1-10份。
4.如权利要求2或3所述的一种可降解膜，其特征在于：所述润滑剂为酰胺钠或多元醇中的任意一种或两种。
5.如权利要求4所述的一种可降解膜，其特征在于：所述酰胺钠为N,N’-乙撑双硬脂酰胺；所述多元醇为甘油或己六醇。
6.如权利要求1所述的一种可降解膜，其特征在于：所述增塑剂为己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]；所述填料为色母粒。
7.如权利要求2所述的一种可降解膜，其特征在于：所述抗氧化剂为叔丁基酚类复配亚磷酸酯；所述抗菌剂为有机抗菌剂。
8.一种可降解膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)，称量；按照各组分重量份数为树脂65-95份、润滑剂0.5-1份、增塑剂0.1-0.5份、淀粉1-20份、水合硅酸镁0.1-10份、颜料0.1-1份、抗氧化菌0.1-1份、抗菌剂0.1-1份进行称量；
b)，烘干；将树脂原料进行烘干，对水合硅酸镁进行烘干；
c)，混合；将烘干后的组分以及称量后未烘干的组分进行充分混合；
d)，造粒；将充分混合后的物料传送到造粒设备后进行造粒；
e)，吹膜；将造粒之后的物料传入吹膜设备进行吹膜。
9.如权利要求8所述的可降解膜的制备方法，其特征在于：步骤b）中烘干装置为真空烘箱，树脂原料在70-90℃温度下烘干3-5h，水合硅酸镁在100-110℃烘干1.5h-3h。
10.如权利要求8所述的可降解膜的制备方法，其特征在于：步骤c）中的混合设备为固体变速混合设备；混合温度为50-90℃，搅拌速度为100-400rpm；混合时间为20~40min。
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