[发明专利]一种共混材料及其制备方法、可降解包装材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种共混材料及其制备方法、可降解包装材料及其制备方法，尤其是一种可降解共混树脂及其制备方法和通过该可降解共混树脂制备得到的包装材料。

背景技术

石油工业的发展伴随着高分子科学的建立和壮大也经历了迅速膨胀的过程。化工产业的发展给人们带来了生活的变革，塑料、橡胶、纤维、涂料及胶黏剂等等已经成为人们生活离不开的生产资料。但是随着环境污染的加剧，温室效应的显现，人们也逐渐发现这样无节制的消耗资源、破坏环境将不会持续多久。所以，绿色化学、绿色化工从上世纪末开始受到科学界、工业界的重视，其中一个分支便是生物基塑料。

生物基塑料的定义为从天然材料中提取出制备聚合物的原料，然后用传统的方法将这些原料合成出所需的高分子材料。生物基塑料的原料来源于自然，而不是石化工业、煤化工业所倚靠的化石资源，因此减少了温室气体的排放。但是迄今为止商业化应用的生物基塑料品种不是太多，如聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等，其原因主要是成本相对较高，而且与通用级塑料相比，存在机械性能上的差距。

聚乳酸自上世纪80年代开始开发以来，经过二十多年的发展，在产业化生产上已经较为成熟，挤出、注塑、吹膜、纤维等级别的树脂粒料，可加工成各种生活用品。聚乳酸具有较高的刚性、透明等特性使得其在包装领域有广阔的应用前景；但是聚乳酸材料的韧性不足、耐热性差等缺点也制约了其应用。

由此也发展出很多对聚乳酸改性的方法，包括共聚、共混、立体复合等。其中共混法最为简单实用，也能降低成本，因此被工业界最为接受。但是，采用现有的方法对聚乳酸进行增韧改性的效果并不明显，影响了材料的力学性能，同时，共混材料的加入也在一定程度上影响了材料的降解性能。

发明内容

为了克服现有技术中对聚乳酸材料增韧改性后，共混材料的韧性不高、降解性能差的问题，本发明公开了一种共混材料，其具有良好的韧性及优异的降解性能。

本发明公开的共混材料包括聚乳酸、聚乙烯和氧化生物降解助剂，其中，以聚乳酸的含量为基准，所述聚乙烯的含量为15-35wt%，氧化生物降解助剂的含量为0.3-1wt%。

同时，本发明还公开了上述共混材料的制备方法，包括将含有聚乳酸、聚乙烯和氧化生物降解助剂的原料混合物在150-220℃下挤出。

作为对上述共混材料的一种实际应用，本发明还公开了一种可降解包装材料，包括共混树脂、聚丁二酸丁二醇酯、抗氧剂、抗老化剂和吹膜助剂，其中，所述共混树脂为前述的共混材料。

另外，本发明还公开了上述可降解包装材料的制备方法，包括将共混树脂、聚丁二酸丁二醇酯、抗氧剂、抗老化剂和吹膜助剂在45-55℃下烘干8-15h，然后混合均匀并进行吹膜处理，得到所述可降解包装材料。

本发明公开的共混材料的韧性得到了一定的提高，并且，其降解性能并未下降。进一步的，通过该共混材料作为主体树脂与聚丁二酸丁二醇酯共同制备可降解包装材料可得到力学性能和降解性能均十分优异的包装材料。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开的共混材料包括聚乳酸、聚乙烯和氧化生物降解助剂，其中，以聚乳酸的含量为基准，所述聚乙烯的含量为15-35wt%，氧化生物降解助剂的含量为0.3-1.0wt%。优选情况下，所述聚乙烯的含量为20-25wt%，氧化生物降解助剂的含量为0.5-0.8wt%。

聚乳酸是以乳酸为原料生产的聚酯材料，具有良好的生物可降解性能、较好的机械性能及物理性能，而且可以与其它材料相容。

所述聚乳酸的粘均分子量为10万-40万，熔点为155-175℃。优选为粘均分子量为15万-25万，熔点为160-170℃。所述聚乳酸可通过商购得到，例如美国Natureworks公司生产的聚乳酸，牌号为3051D，注塑级别，粘均分子量为18万，熔点为165℃。

由于聚乳酸原料中的水分会对最后得到的材料的外观及力学性能产生影响，故本发明公开的聚乳酸材料组合物中聚乳酸的含水量不高于0.025wt%，优选情况下不高于0.015 wt %。

所述聚乙烯可采用常规的聚乙烯，优选情况下，所述聚乙烯的重均分子量为4万-30万，更优选为10万-20万。