CN113185824A - 一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料及其制备方法 - Google Patents
一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 5‑10份，PLA 60‑70份，PBAT 20‑25份，分散剂0.2‑0.3份，ADR44680.1‑0.3份，润滑剂0.1‑0.3份，填料3‑5份。本发明还公开了一种所述全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料的制备方法。本发明公开的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料耐热性能优异，机械性能良好，挺度高，降解性好；在可堆肥条件下，可以完全降解生成二氧化碳和水，同时使用二氧化碳基PPC原材料，消耗二氧化碳，响应了国家碳中和的倡议，有效解决了全球“白色污染”问题。
Description
技术领域
本发明涉及可降解高分子材料技术领域，尤其涉及一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料及其制备方法。
背景技术
随着我国经济实力的增强和人民生活水平的提高，人们越来越重视自己的健康和对环境的保护。对一次性酒店用具如牙刷、梳子等塑料制品也提出了越来越高的要求。传统一次性酒店用具的制备材料大多以普通PP塑料为主，这类材料能满足一次性酒店用具的基本性能要求，它们的使用极大地方便了人们的生活。但普通PP塑料属于不可降解的高分子材料，在自然条件下难以分解，造成长期的，深层次的生态环境问题，而且这类材料回收利用成本较大，无法实现经济效益、社会效益和生态效益的多丰收。正是在这种形势下，可生物降解注塑专用料应运而生，这类材料的问世引起了业内的足够重视。
现有的可生物降解注塑专用料种类较多，其中聚乳酸(PLA)由于来源于生物，可完全降解，具有突出的综合性能和较低的生产成本，成为替代传统石油基塑料最为理想的环境友好型可生物降解注塑专用料。但PLA具有质脆、热变形温度及冲击性能较低、降解周期难以控制、成本较高等缺点限制了其应用范围。为了解决上述问题，现有技术中的常见方法是向PLA中添加大量助剂和其它种类的材料与之共混，这一制成的可降解注塑专用料虽然对脆性、耐热性和抗冲击性能有所改善，但随着其它种类材料和助剂的添加，材料将无法达到完全降解，不能完全解决“白色污染”问题，且由于各组分之间的相容性问题，往往会导致其机械力学性能和加工流动性较差，使用寿命较短，性能稳定性不佳。
例如，授权公布号为CN 102604346 B的中国发明专利公开了一种生物可降解聚乳酸-淀粉阻燃复合材料及其制备方法。该复合材料按重量份数由以下组分组成：聚乳酸40～60份、改性淀粉25～40份、阻燃剂10～13份、抗氧剂0.5～1份、增塑剂4～5份、阻燃协效剂0.5～1份。其制备方法如下：按配方将原料在高速混合机中混合5～10min，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度135～155℃，螺杆转速200～300r/min，将烘干的聚乳酸-淀粉阻燃粒料通过注塑机注塑成型，得到生物可降解聚乳酸-淀粉阻燃复合材料。该发明制备的聚乳酸-淀粉生物降解阻燃复合材料具有良好的生物降解性，在提高聚乳酸与淀粉的相容性的同时，根据材料的自身化学组成，添加适量的阻燃剂，使制备的复合材料同时具有生物可降解及阻燃性能。然而其对脆性、耐热性和抗冲击性能的改善效果不明显，大量助剂的引入不仅影响机械力学性能和加工流动性，还会导致其无法实现完全生物降解。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料及其制备方法，该制备方法工艺简单，耗能低，对设备依赖性小，制备效率高，适合工业化生产；通过该制备方法制成的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料耐热性能优异，机械性能良好，挺度高，降解性好；在可堆肥条件下，可以完全降解生成二氧化碳和水，同时使用二氧化碳基PPC原材料，消耗二氧化碳，响应了国家碳中和的倡议，有效解决了全球“白色污染”问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 5-10份，PLA60-70份，PBAT 20-25份，分散剂0.2-0.3份，ADR44680.1-0.3份，润滑剂0.1-0.3份，填料3-5份。
优选的，所述全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 8份，PLA 65份，PBAT 23份，分散剂0.25份，ADR44680.2份，润滑剂0.2份，填料4份。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆基材机中熔融共混，挤出，后依次进行冷却，造粒，制得全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料。
具体实施方式
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 5-10份，PLA 60-70份，PBAT 20-25份，分散剂0.2-0.3份，ADR44680.1-0.3份，润滑剂0.1-0.3份，填料3-5份。
优选的，所述全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 8份，PLA 65份，PBAT 23份，分散剂0.25份，ADR44680.2份，润滑剂0.2份，填料4份。
优选的，所述填料为超细滑石粉。
优选的，所述填料的粒径为5000目-6000目。
优选的，所述润滑剂为芥酸酰胺、硬酯酸酰胺中的至少一种。
优选的，所述分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
优选的，所述PBAT的牌号为TH801T。
优选的，所述PLA的牌号为L105。
优选的，所述二氧化碳基PPC的牌号为PPC/河南南阳天冠。
优选的，所述原料的含水量≤5PPM。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆基材机中熔融共混，挤出，后依次进行冷却，造粒，制得全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料。
优选的，所述双螺杆挤出机料筒温度为160-180℃，模头温度为170℃。
优选的，所述双螺杆挤出机螺杆转速为400-600rpm，螺杆长径比L/D为52:1。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明提供一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料及其制备方法，该制备方法工艺简单，耗能低，对设备依赖性小，制备效率高，适合工业化生产；通过该制备方法制成的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料耐热性能优异，机械性能良好，挺度高，降解性好；在可堆肥条件下，可以完全降解生成二氧化碳和水，同时使用二氧化碳基PPC原材料，消耗二氧化碳，响应了国家碳中和的倡议，有效解决了全球“白色污染”问题。
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
本例提供一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 5份，PLA 60份，PBAT 20份，分散剂0.2份，ADR44680.1份，润滑剂0.1份，填料3份。
所述填料为超细滑石粉；所述填料的粒径为5000目；所述润滑剂为芥酸酰胺、硬酯酸酰胺按质量比1:1混合形成的混合物；所述分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆基材机中熔融共混，挤出，后依次进行冷却，造粒，制得全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料；所述双螺杆挤出机料筒温度为160℃，模头温度为170℃。
所述双螺杆挤出机螺杆转速为380rpm，螺杆长径比L/D为52:1。
实施例2
本例提供一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 6份，PLA 63份，PBAT 22份，分散剂0.22份，ADR4468 0.15份，润滑剂0.15份，填料3.5份。
实施例3
本例提供一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 8份，PLA 65份，PBAT 23份，分散剂0.25份，ADR4468 0.2份，润滑剂0.2份，填料4份。
实施例4
本例提供一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 9份，PLA 68份，PBAT 24份，分散剂0.28份，ADR4468 0.25份，润滑剂0.25份，填料4.5份。
实施例5
本例提供一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 10份，PLA 70份，PBAT 25份，分散剂0.3份，ADR4468 0.3份，润滑剂0.3份，填料5份。
对比例1
本例提供一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，没有添加二氧化碳基PPC。
对比例2
本例提供一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，没有添加PBAT。
为了进一步说明本申请各实施例产品的有益技术效果，对各例制成的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料注塑成相应塑料制品，后进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法参见GB/T 19277.1,GB/T 1040.2-2006。
从表1数据可以看出，本申请实施例中产品较对比例具有更高的机械力学性能，更好的生物降解能力，更优异的耐热性和耐冲击性能，二氧化碳基PPC、PBAT的加入，与其它组分共同配合作用，能改善上述性能。
表1
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC 5-10份，PLA 60-70份，PBAT 20-25份，分散剂0.2-0.3份，ADR44680.1-0.3份，润滑剂0.1-0.3份，填料3-5份。
2.根据权利要求1所述的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，所述全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料是由如下按重量份计的各原料制成：二氧化碳基PPC8份，PLA 65份，PBAT 23份，分散剂0.25份，ADR44680.2份，润滑剂0.2份，填料4份。
3.根据权利要求1所述的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，所述填料为超细滑石粉，。
4.根据权利要求1所述的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，所述填料的粒径为5000目-6000目。
5.根据权利要求1所述的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，所述润滑剂为芥酸酰胺、硬酯酸酰胺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，所述分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
7.根据权利要求1所述的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料，其特征在于，所述PBAT的牌号为TH801T；所述PLA的牌号为L105；所述二氧化碳基PPC的牌号为PPC/河南南阳天冠。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆基材机中熔融共混，挤出，后依次进行冷却，造粒，制得全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料。
9.根据权利要求8所述的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机料筒温度为160-180℃，模头温度为170℃。
10.根据权利要求8所述的全生物降解高强度聚乳酸基注塑专用料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机螺杆转速为400-600rpm，螺杆长径比L/D为52:1。
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