CN112778717A - 一种可生物降解的塑料粒子及其制备方法及餐具 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及可降解材料领域，具体公开了一种可生物降解的塑料粒子及其制备方法及应用可生物降解的塑料粒子制备的餐具。一种可生物降解的塑料粒子包括以下重量份的原料：PBS50‑80份；PLA5‑20份；改性PBT5‑20份；单甘酯5‑12份；填充剂0.5‑10份；抗氧剂0.1‑0.5份；光稳定剂0.1‑0.3份；改性PBT包括如下重量份的原料：PBT 10‑20份、明胶10‑20份、引发剂0.5‑1.0份、催化剂0.5‑1.0份；其制备方法为包括改性PBT的制备和塑料粒子的制备。本申请的可生物降解的塑料粒子可用于包装、餐具、医用材料等领域，其具有可生物降解速率快、降解效果好的优点；另外，本申请一种餐具具有可生物降解性好、耐热性好的优点。

Description

一种可生物降解的塑料粒子及其制备方法及餐具
技术领域
本申请涉及可降解材料领域，更具体地说，它涉及一种可生物降解的塑料粒子及其制备方法及餐具。
背景技术
一次性餐具在我们的生活中随处可见，使用十分频繁。目前，一次性餐具通常采用PE、PVC、PP等难以降解的塑料材质制成，给人们带来便利的同时也带来了严重的环境污染问题。
塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，根据其是否可降解成为小分子化合物分为非降解塑料和可降解塑料。非降解塑料主要指由PE、PP、PS、PVC等高分子化合物制成，直接丢弃会污染环境、深埋会侵占土地、烧毁会污染空气。可降解塑料通常是在PE或PP等普通塑料中加入填充料如碳酸钙、淀粉得到生物降解材料；或者在普通塑料中添加光引发剂和其他助剂得到光降解材料。降解的时候采用紫外线照射使其进行光氧化或者通过微生物进行降解。
针对上述中的相关技术，发明人认为当可降解的成分通过紫外线或微生物降解后，仍然有部分难以降解的成分如PE、PP等降解困难，填埋在地下会对污染土地、地下水，因此需要改进。
发明内容
第一方面，本申请提供一种可生物降解的塑料粒子，其具有可生物降解性好的特点，采用如下的技术方案：
一种可生物讲解的塑料粒子，包括以下重量份的原料：
PBS 50-80份；
PLA 5-20份；
改性PBT 5-20份；
单甘酯 5-12份；
填充剂 0.5-10份；
抗氧剂 0.1-0.5份；
光稳定剂 0.1-0.3份；
所述改性PBT包括如下重量份的原料：PBT 10-20份、明胶10-20份、引发剂0.5-1.0份、催化剂0.5-1.0份。
通过采用上述技术方案，PBS(聚丁二酸丁二醇酯)是一种典型的半结晶热塑性塑料，具有良好的热稳定性和较高的分子量，且拥有良好的加工性能、可生物降解性、弹性和强度，而且PBS材料成本低；PLA(聚乳酸)是以微生物发酵产物乳酸为单体化学合成的一类生物可降解热塑性塑料，能够不断再生，容易获得，无毒、无刺激性，具有良好的生物相容性，且可生物降解吸收性好、强度高、热稳定性好、耐热性好、阻燃性好，而且可隔离气味；PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)是热塑性聚酯，具有良好的耐热性，但不耐强酸、强碱，可在高温或水蒸气作用下发生水解反应；明胶具有良好的生物可降解性、生物相容性和成膜性；改性PBT中通过明胶接枝PBT得到明胶接枝PBT共聚物，当PBS、PLA、改性PBT三者在高温熔融状态下通过相互之间的酯交换反应能够形成稳定的共聚酯，且在PBS/PBT/PLA体系中，填充剂使PBS、PBT、PLA更均匀分散在共聚酯体系中，能够增强产品的刚性、强度和耐热性能；单甘酯能够起到塑化剂的作用，加强各原料之间的联结稳定性，保证制备的塑料材料具有良好的拉伸强度；抗氧化剂使能够有效避免共聚酯在挤出注塑过程中的热降解，保持产品的机械性能，增强产品的强度；光稳定剂能屏蔽会吸收紫外线的能量，从而排除或减缓产品发生光化学反应的可能性，延缓产品的老化。
共聚酯降解的时候，PBS在微生物分泌的酶会于酯键作用使其水解，PBS水解过程生成羧基链段和羟基链段；PLA降解是PLA的逆反应，酯键断裂后生成羧基链段和羟基链段；PBT的降解是主链上酯键水解发生断裂产生羧基链段和羟基链段，共聚酯的降解也是酯键断裂的过程，酯键断裂过程中出现的羧基会进一步促进共聚酯中酯基的水解，随降解时间的增加，共聚酯中酯键的断裂加聚，共聚酯的降解速率提高。明胶的降解是肽键的断裂水解过程，水解会产生酸性物质，导致体系中pH值降低，即体系在酸性条件下进行降解，对共聚酯的降解起到促进作用，PBS、PLA和PBT的降解速率加快；同时明胶的亲水基团会加速水对PBS、PBT、PLA分子链的渗透，有利于酯键的断裂，促进PBS、PBT、PLA降解。各成分在降解过程中相互促进，降解速率高，降解效果好。
优选的，所属改性PBT包括如下步骤制得：将一定重量份的PBT、引发剂、明胶混合，并在氮气保护下，缓慢加热至反应物完全熔融后加入催化剂，混料温度为250-270℃，充分进行酯交换反应。
通过采用上述技术方案，在引发剂和催化剂的作用下，PBT在250-270℃的条件下充分熔融，并在氮气的保护下与熔融状态的明胶充分发生酯交换反应，从而使明胶分子链接枝PBT分子链形成PBT/明胶共聚物。
优选的，所述引发剂为正丁醇、乙二醇、戊二醇中的一种或多种的混合；所述催化剂为辛酸亚锡、钛酸四丁酯、二月桂酸二丁基锡中的一种或多种的混合。
通过采用上述技术方案，引发剂作为PBT和明胶的溶剂，催化剂催化PBT和明胶之间的酯交换反应，且辛酸亚锡、钛酸四丁酯、二月桂酸二丁基锡均能溶于大部分有机溶剂中，除具有催化作用外，还具有优良的润滑性和稳定性，使制得的改性PBT性质稳定。
优选的，所述改性PBT经过烘干处理，干燥温度为60-80℃，干燥时间为6-10h。
通过采用上述技术方案，干燥后的改性PBT含水率低，减小在后续的反应中发生水解反应，减少加工过程中生成的副产品，保证共聚酯材料的顺利生成。
优选的，所述填充剂为有机填充剂或无机填充剂，所述有机填充剂为淀粉、纤维素、纤维素酯中一种或多种混合物，所述无机填充剂为滑石粉、高岭土、二氧化硅、硅藻土、硅灰石、玻璃微珠、云母、蒙脱土、二氧化钛中的一种或多种的混合。
通过采用上述技术方案，有机填充剂中，淀粉、纤维素、纤维素酯的生物降解性好，不仅不会影响共聚酯的降解性能，而且易降解的有机填料剂发生水解时会促进共聚酯的水解。无机填充剂中的SiO2粒子表面的硅羟基与共聚酯发生原位缩合反应，使SiO2粒子表面接枝上共聚分子链，不仅能够提高PBS、PBT、PLA之间的分散性和相容性，使得到的共聚酯分子链的聚合力增强，且SiO2粒子引入到共聚酯分子链中，与共聚酯基体有机相的界面粘合力增强，能够有效提高塑料粒子的热稳定性和力学性能；而且SiO2粒子也不会对塑料粒子的降解性能产生显著的影响，能够保证塑料粒子的生物降解反应的发生。填充剂同时还能够起到乳化、润滑、防止结块结粒的作用。
优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DLTP、抗氧剂1178中的一种或多种的混合。
通过采用上述技术方案，抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DLTP、抗氧剂1178均可适用于大多数的树脂，能够有效地防止共聚酯在挤出造粒的过程中的热降解，使共聚酯保持原有的机械性和耐老化性能。
优选的，所述光稳定剂为光稳定剂744、紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-P中的一种或多种的混合。
通过采用上述技术方案，光稳定剂744通过捕获高分子材料在紫外线作用下产生的活性自由基，从而发挥光稳定作用，当其与抗氧剂和紫外线吸收剂并用时，具有良好的协同效应；紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-P均能吸收270～380nm的紫外线，化学稳定性好，与抗氧化剂并用时也能起到显著的协同效应，产品的稳定性好。
第二方面，本申请提供一种可生物降解的塑料粒子的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、改性PBT制备；
步骤二、塑料粒子制备：
先将一定重量份的改性PBT进行高温搅拌熔融，待改性PBT完全融化后，降温冷却；再依次将一定重量份的PBS、PLA、单甘酯、填充剂、抗氧剂和光稳定剂加入熔融状态的改性PBT中，并进行高温搅拌混合得到混合料；将混合料进行双螺杆挤出造粒得到塑料粒子。
通过采用上述技术方案，由于PBT的熔化温度高，所以对其进行单独加热熔化，使熔化后的PBT与PBS、PLA、单甘酯、填充剂、抗氧剂和光稳定剂等能够充分混合；挤出机造粒得到的塑料粒子则能够应用成型成各种塑料产品，应用范围广。
优选的，改性PBT融化时，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为5-10min，温度为200-250℃；混合料的搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为15-20min，温度为150-200℃。
通过采用上述技术方案，一边加热、一边搅拌，能够提高各成分的熔化速率，有利于各组分快速熔融和混合，加快共混后各组分之间的聚合，提高生产效率。
第三方面，本申请提供一种餐具，包括以下步骤制得：
1)成型：将权利要求1-7任一所述的可生物降解的塑料粒子加入成型模具中成型；
2)退火处理：对成型后的餐具进行退火处理，退火温度为200-300℃，退火时间为10-20min；
3)成品检测：对退火后的成品进行检测；
4)回收：将制得的不良品进行粉碎，粉碎后重新加入到成型机中成型。
通过采用上述技术方案，成型后的餐具经过退火处理后，PBS、PBT和PLA的结晶更加完全，结构稳定，强度增强，使成型后的餐具的力学性能增强，因此，能够使餐具强度增强、韧性增强、耐热稳定性好的效果；而不良品的回收过程中，通过粉碎能够重新获得塑料粒子，使塑料粒子重新进行热塑成型，减小了材料的损失，节约成本。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
1、本申请采用可生物降解性好的PBS和PLA作为主材料，并添加耐热性好的改性PBT，改性PBT中采用明胶接枝改性，获得了可生物降解性好的共聚物，将共聚物和PBS、PLA混合后获得的共聚酯在土壤环境中会被微生物分泌的酶水解，水解过程中会形成酸性环境，从而加速共聚酯的水解，同时共聚酯和各组分水解产生的羧基也会相应加速改性PBT的水解，从而进一步加快塑料粒子的降解，降解效果好；而且塑料粒子的降解采用填埋法，减少了燃烧产生的污染空气的物质，降低对环境造成的污染，绿色环保；同时添加的增塑剂单甘脂、填充剂、抗氧化剂和光稳定剂除发挥其特定功效外，还能够加强主材料和改性PBT的联结以及提高各组分之间的分散效果，能够保证塑料粒子的拉伸强度。
2、本申请中优选采用烘干后的改性PBT，使改性PBT保持干燥的状态与各组分共混，降低改性PBT在共混过程中水解的可能性，保持改性PBT的性能。
3、本申请提供的一种餐具，通过对注塑、或吹塑、或挤出加工成型的餐具进行退火处理，起到提高共聚酯的结晶度，使加工成型的餐具能够具有高的力学性能、耐热性能和结构强度。
具体实施方式
以下制备例对本申请作进一步详细说明。
本申请的实施例中选用的主要原料来源见表1：
表1制备例中主要原料来源
组分 来源 型号
PBS 深圳光华伟业股份有限公司 /
PLA 深圳光华伟业股份有限公司 /
PBT 广州华秀塑胶有限公司 325-1001
单甘脂 南通辰润化工有限公司 123-94-4
明胶 岛海维森生物科技有限公司 9000-70-8
正丁醇 百灵威科技有限公司 34193-38-9
乙二醇 苏州平嘉化工有限公司 111-96-6
戊二醇 江苏清禾化工有限公司 111-29-5
辛酸亚锡 百灵威科技有限公司 301-10-0
钛酸四丁酯 天长市天辰化工助剂油料厂 5593-70-4
二月桂酸二丁基锡 南京齐都宁化工有限公司 77-58-7
淀粉 百灵威科技有限公司 9005-25-8
纤维素 百灵威科技有限公司 9004-34-6
纤维素酯 上海希和科技有限公司 /
滑石粉 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 14807-96-6
高岭土 河北健石新材料科技有限公司 1332-58-7
二氧化硅 潍坊衡烁纳米材料有限公司 14464-46-1
硅藻土 河南安淼净水材料有限公司 68855-54-9
硅灰石 上海迈瑞尔化学技术有限公司 13983-17-0
玻璃微珠 廊坊义友玻璃制品有限公司 /
云母 泽旭科技有限公司 12001-26-2
蒙脱石 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 1318-93-0
二氧化钛 上海阿拉丁生化科技股份有限公司 13463-67-7
抗氧剂1010 吉林省九新实业集团有限公司 6683-19-8
抗氧剂168 百灵威科技有限公司 31570-04-4
抗氧剂DLTP 百灵威科技有限公司 123-28-4
抗氧剂TNP 吉林省九新实业集团有限公司 26523-78-4
光稳定剂744 广东光稳定剂生产有限公司 /
紫外线吸收剂UV-327 百灵威科技有限公司 3864-99-1
紫外线吸收剂UV-P 百灵威科技有限公司 2440-22-4
本申请的制备例一种可生物降解的塑料粒子的制备方法步骤如下：
制备例1：
步骤一、改性PBT制备：将PBT、明胶、正丁醇添加到混料机中搅拌混合，并向混料机内通入氮气，将混料机内的温度调整至250℃，混料机内PBT、明胶、正丁醇(引发剂)逐渐升温并缓慢融解，当反应物处于完全熔融状态时向混料机内添加辛酸亚锡(催化剂)，保持250℃的状态30min，PBT和明胶充分进行酯交换反应。
步骤二、塑料粒子制备：先将5份改性PBT进行高温搅拌熔融，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间5min，温度为200℃；
待改性PBT完全融化后，降温冷却至150℃；
再依次将50份PBS、5份PLA、5份单甘酯、0.5份硅藻土(填充剂)、0.1份抗氧剂1010(抗氧剂)和0.1份光稳定剂744(光稳定剂)加入熔融状态的改性PBT中，并进行高温搅拌混合得到混合料，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为15min，温度为150℃；
最后将混合料进行双螺杆挤出造粒得到塑料粒子。
制备例2-4：与制备例1的不同之处在于，改性PBT中各组分的质量份数如表2所示。
表2制备例1-4中各组分的质量份数
组分 PBT/份 明胶/份 正丁醇/份 辛酸亚锡/份
制备例1 10 10 0.5 0.5
制备例2 20 10 0.7 0.7
制备例3 10 20 1.0 1.0
制备例4 15 10 0.7 0.7
制备例5：与制备例4的不同之处在于，引发剂采用0.7份的正丁醇和乙二醇的混合物，正丁醇和乙二醇的体积比为1:1。
制备例6：与制备例4的不同之处在于，催化剂采用0.7份的辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡的混合物，辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡的体积比为1:1。
制备例7：与制备例4的不同之处在于，步骤一中混料机的熔融温度调至260℃。
制备例8：与制备例7的不同之处在于，步骤一中混料机的熔融温度调至270℃。
制备例9-11：与制备例4的不同之处在于，塑料粒子中各组分的重量份数如表3所示。
表3制备例9-11中各组分的质量份数
Figure BDA0002883846260000061
制备例12：与制备例11的不同之处在于，步骤二中，先对改性PBT进行烘干处理再进行高温熔融，干燥温度为60℃，干燥时间为10h。
制备例13：与制备例12的不同之处在于，步骤二中，改性PBT的烘干的干燥温度为80℃，干燥时间为6h。
制备例14：与制备例12的不同之处在于，步骤二中，改性PBT的烘干温度为70℃，干燥时间为8h。
制备例15：与制备例11的不同之处在于，填充剂采用淀粉。
制备例16：与制备例11的不同之处在于，填充剂采用淀粉和纤维素的混合物，其中，淀粉和纤维素的体积比为1:1。
制备例17：与制备例11的不同之处在于，填充剂采用硅藻土、高岭土、滑石粉的混合物，其中，硅藻土、高岭土、滑石粉的体积比为1:1:1。
制备例18：与制备例11的不同之处在于，抗氧剂采用抗氧剂168。
制备例19：与制备例11的不同之处在于，抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂DLTP的混合物。
制备例20：与制备例11的不同之处在于，光稳定剂采用紫外线UV-327。
制备例21：与制备例11的不同之处在于，光稳定剂采用光稳定剂744和紫外线吸收剂UV-P的混合物。
制备例22：与制备例11的不同之处在于，步骤二中改性PBT的熔融温度为200℃，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为10min；混合料的熔融温度为150℃，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为20min。
制备例23：与制备例11的不同之处在于，步骤二中改性PBT的熔融温度为230℃，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为8min；混合料的熔融温度为180℃，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为18min。
实施例1-23，一种餐具，由制备例1-23制得的塑料粒子制备，具体步骤包括：
1)成型：将制备例中制得的可生物降解的塑料粒子送入注塑成型机的餐具模具中，经注塑机注塑成型，由取料机械手将注塑成型的餐具取出，并送入输送机上，由输送机输送至退火室中进行退火处理；
2)退火：对输送机上的餐具进行退火处理，退火温度为200摄氏度，退火时间为20min；
3)成品检测：输送机将退火后的成品输送至检测工位，工位上的工作人员通过观察餐具表面是否有裂纹或缺口的检测，检测合格的产品由输送机送入包装工位进行包装；
4)回收：将检测后的不良品进行收集、粉碎，再将粉碎后的粒子重新加入到注塑成型机中进行高温熔融处理后再送入注塑成型机的餐具模型中进行注塑成型。
对比例1：一种餐具，由公布日CN108976549A的中国发明专利公开的实施例1的制备方法制得的一种易降解PE组合物为原料，参照本申请实施例的方式制得。
对比例2：一种餐具，与实施例1的不同之处在于，步骤二的塑料粒子中的PBT未进行改性。
对比例3：一种餐具，与实施例1的不同之处在于，步骤一:将PBT、正丁醇添加到混料机中搅拌混合，并向混料机内通入氮气，将混料机内的温度调整至250℃，混料机内PBT、正丁醇(引发剂)逐渐升温并缓慢融解，当反应物处于完全熔融状态时向混料机内添加辛酸亚锡(催化剂)，保持250℃的状态30min。
对比例4：一种餐具，与实施例1的不同之处在于，步骤二：先将5份改性PBT进行高温搅拌熔融，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间5min，温度为200℃；
待改性PBT完全融化后，降温冷却至150℃；
再依次将55份PBS、5份单甘酯、0.5份硅藻土(填充剂)、0.1份抗氧剂1010(抗氧剂)和0.1份光稳定剂744(光稳定剂)加入熔融状态的改性PBT中，并进行高温搅拌混合得到混合料，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为15min，温度为150℃；
最后将混合料进行双螺杆挤出造粒得到塑料粒子。
对比例5：一种餐具，与实施例1的不同之处在于，步骤二：依次将55份PBS、5份PLA、5份单甘酯、0.5份硅藻土(填充剂)、0.1份抗氧剂1010(抗氧剂)和0.1份光稳定剂744(光稳定剂)进行高温搅拌混合得到混合料，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为15min，温度为150℃；
最后将混合料进行双螺杆挤出造粒得到塑料粒子。
对比例6：一种餐具，与实施例1的不同之处在于，步骤二：先将5份改性PBT进行高温搅拌熔融，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间5min，温度为200℃；
待改性PBT完全融化后，降温冷却至150℃；
再依次将50份PBS、5份PLA、5份单甘酯、0.1份抗氧剂1010(抗氧剂)和0.1份光稳定剂744(光稳定剂)加入熔融状态的改性PBT中，并进行高温搅拌混合得到混合料，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为15min，温度为150℃；
最后将混合料进行双螺杆挤出造粒得到塑料粒子。
性能检测试验
塑料可生物降解性能测试：将实施例1-23和对比例1-6制得的餐具分别埋于自然环境状态下的土壤下30cm处进行可生物降解试验，并分别称取测试10天、30天、60天、120天、180天、300天的餐具和未测试时质量变化，具体试验结果见表4。
塑料拉伸性能测试：参考GB10340-92塑料拉伸性能试验方法对实施例1-23和对比例1-6制得的塑料粒子进行检测，具体测试结果见表4。
表4实施例和对比例的性能检测试验结果
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Figure BDA0002883846260000091
结合实施例1和对比例1的质量剩余率可以看出，利用可生物降解性好的材料(PBS、PLA、PBT)制备的塑料埋到地下进行降解后，实施例1中的塑料10天后的质量剩余率为74.0％，对比例1中的塑料10天后的质量剩余率为91.5，则实施例1的降解速率快；实施例1中的塑料300天后的质量剩余率为4.2％，而对比例1中的塑子300天后质量剩余率为77.3％，说明实施例1中的塑料的可生物降解性好，降解效果好。
结合实施例1-23和对比例2、对比例3、对比例5可以看出，PBT的添加能够加速塑料的降解速率以及提高塑料的降解效果，而PBT改性后能够有更好的降解效果，通过明胶改性PBT则能够有效加快塑料的降解速率以及提高塑料的降解效果；结合实施例1-23和对比例4的质量剩余率可以看出，PLA作为可生物降解性好的材料，添加到共聚酯中能够加速塑料的降解速率以及提高塑料的降解效果；结合实施例1-23和对比例6的质量剩余率可以看出，填充剂的添加会影响塑料的降解速率和降解效果，能够加速塑料的降解。
通过本申请制备例制备的塑料粒子具有无毒、无刺激性、可生物降解性好、耐热性好等特点，可以应用于纺织、包装盒医疗等领域，如用于制备餐具、一次性餐具、农用薄膜、化妆品瓶、药品瓶等，其废弃物可以通过微生物快速分解成水和二氧化碳，绿色环保、无污染。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种可生物降解的塑料粒子，其特征在于：包括以下重量份的原料：
PBS 50-80份；
PLA 5-20份；
改性PBT 5-20份；
单甘酯 5-12份；
填充剂 0.5-10份；
抗氧剂 0.1-0.5份；
光稳定剂 0.1-0.3份；
所述改性PBT包括如下重量份的原料：PBT 10-20份、明胶 10-20份、引发剂0.5-1.0份、催化剂0.5-1.0份。
2.根据权利要求1所述的一种可生物降解的塑料粒子，其特征在于：所属改性PBT包括如下步骤制得：将一定重量份的PBT、引发剂、明胶混合，并在氮气保护下，缓慢加热至反应物完全熔融后加入催化剂，逐步升温至250-270℃，充分进行酯交换反应。
3.根据权利要求2所述的一种可生物降解的塑料粒子，其特征在于：所述引发剂为正丁醇、乙二醇、戊二醇中的一种或多种的混合；所述催化剂为辛酸亚锡、钛酸四丁酯、二月桂酸二丁基锡中的一种或多种的混合。
4.根据权利要求1所述的一种可生物降解的塑料粒子，其特征在于：所述改性PBT经过烘干处理，干燥温度为60-80℃，干燥时间为6-10h。
5.根据权利要求1所述的一种可生物降解的塑料粒子，其特征在于：所述填充剂为有机填充剂或无机填充剂，所述有机填充剂为淀粉、纤维素、纤维素酯中一种或多种混合物，所述无机填充剂为滑石粉、碳酸钙、高岭土、二氧化硅、硅藻土、硅灰石、玻璃微珠、云母、蒙脱土、二氧化钛、硫酸钡、硫酸钙、金属粉末、粉煤灰中的一种或多种的混合。
6.根据权利要求1所述的一种可生物降解的塑料粒子，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DLTP、抗氧剂1178中的一种或多种的混合。
7.根据权利要求1所述的一种可生物降解的塑料粒子，其特征在于：所述光稳定剂为光稳定剂744、紫外线吸收剂UV-327、紫外线吸收剂UV-P中的一种或多种的混合。
8.权利要求1-7任一所述的可生物降解的塑料粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、改性PBT制备；
步骤二、塑料粒子制备：
先将一定重量份的改性PBT进行高温搅拌熔融，待改性PBT完全融化后，降温冷却；再依次将一定重量份的PBS、PLA、单甘酯、填充剂、抗氧剂和光稳定剂加入熔融状态的改性PBT中，并进行高温搅拌混合得到混合料；将混合料进行双螺杆挤出造粒得到塑料粒子。
9.权利要求8所述的可生物降解的塑料粒子的制备方法，其特征在于，改性PBT融化时，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为5-10min，温度为200-250℃；
混合料的搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为15-20min，温度为150-200℃。
10.一种餐具的，其特征在于，包括以下步骤制得：
1）成型：将权利要求1-7任一所述的可生物降解的塑料粒子加入成型模具中成型；
2）退火处理：对成型后的餐具进行退火处理，退火温度为200-300℃，退火时间为10-20min；
3）成品检测：对退火后的成品进行检测；
4）回收：将制得的不良品进行粉碎，粉碎后重新加入到成型机中成型。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114605796A (zh) * 2022-03-10 2022-06-10 江西创宏新锐科技有限公司 一种具有金属效果的3d打印用改性聚乳酸材料及其制备方法
CN115093684A (zh) * 2022-06-08 2022-09-23 青岛普诺恩生物科技有限公司 一种提高熔体强度的改性降解材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101519524A (zh) * 2009-03-23 2009-09-02 深圳市未名北科环保材料有限公司 一种可完全生物降解材料及其制备方法
CN108329529A (zh) * 2018-02-10 2018-07-27 谢子栋 一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品生产工艺
US20200255606A1 (en) * 2016-01-13 2020-08-13 Guangzhou Hairma Chemical (Gz) Ltd. Plasticized Biodegradable Polyester Film and Preparation Method Thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101519524A (zh) * 2009-03-23 2009-09-02 深圳市未名北科环保材料有限公司 一种可完全生物降解材料及其制备方法
US20200255606A1 (en) * 2016-01-13 2020-08-13 Guangzhou Hairma Chemical (Gz) Ltd. Plasticized Biodegradable Polyester Film and Preparation Method Thereof
CN108329529A (zh) * 2018-02-10 2018-07-27 谢子栋 一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品生产工艺

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114605796A (zh) * 2022-03-10 2022-06-10 江西创宏新锐科技有限公司 一种具有金属效果的3d打印用改性聚乳酸材料及其制备方法
CN114605796B (zh) * 2022-03-10 2023-08-15 江西创宏新锐科技有限公司 一种具有金属效果的3d打印用改性聚乳酸材料及其制备方法
CN115093684A (zh) * 2022-06-08 2022-09-23 青岛普诺恩生物科技有限公司 一种提高熔体强度的改性降解材料及其制备方法
CN115093684B (zh) * 2022-06-08 2023-05-02 青岛普诺恩生物科技有限公司 一种提高熔体强度的改性降解材料及其制备方法

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