[发明专利]一种生物降解塑料用填充母粒及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种生物降解塑料专用填充母粒，该填充母粒专用于生物降解塑料及其制品中，该填充母粒具有易分散，耐高温和抗水解的高效填充能力，更为重要的是填充母粒在降低生物降解塑料成本的同时，还能保持被填充材料的物理化学性能，特别是其生物降解性能，本发明还涉及该填充母粒的制备方法。

背景技术

由于通用塑料如聚乙烯（PE），聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）等在自然界可长期稳定存在，难以降解，故其废弃之后难以回收处理，给环境造成了严重的污染。生物降解塑料因其在自然环境下可较快降解而成为解决塑料废弃物环境污染问题的有效途径之一。

生物降解塑料是指在有氧及无氧条件下，聚合物在微生物及动植物体的作用下，最终能够分解为水、二氧化碳、甲烷及其它一些小分子量化合物的聚合物。这个过程包含了从聚合物中产生的进入生物体的碳源及残渣，所有的碳源应该平衡，所有的残渣按照环境评判标准来看应该无毒。国际上已建立和完善了对生物降解塑料界定和评价的标准体系，其中最为严格的是欧盟的标准En 13432。

目前现有的生物降解塑料已达几十种，主要有：羟基脂肪酸酯（盐）聚合物（PHA），比如聚乳酸（PLA）、聚羟基丁基酯（PHB）、聚己内酯（PCL）、羟基丁基酸-羟基戊酸共聚酯（PHBV）；脂肪族共聚酯，比如聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚（丁二酸丁二醇酯共己二酸丁二醇酯）（PBSA）等，或是具有多糖结构的改性共混物，如热塑性淀粉（TPS）等。但目前，从性能和价格格方面而言，与传统塑料相比生物降解塑料的性能过于单一，价格过于昂贵，这都极大的限制了生物降解塑料的进一步发展。

在生物降解塑料中添加填充材料的改性方法，不但能降低其生产成本，而且可以提高其使用性能，从而能够极大地扩大其应用范围。但直接将填充材料直接与生物降解塑料基体混合加工成型的方法难以保证填料在基体中的均匀分散，导致基体性能下降、填料使用量小和加工过程不便利。

目前可采用填充母粒作为生物降解塑料填充改性的改进方法，不但可以保持基体良好的使用性能，而且可方便大量添加填料，从而达到降低成本，便利加工之目的。但由于通用级填充母粒的载体，如PE、PP或PS等，这些烯烃结构的载体与聚酯结构的生物降解塑料在极性方面具有较大差异，两者混合时的相容性问题，必然导致通用级填充母粒在生物降解塑料中无法分散甚至无法填充，从而造成现有的通用级填充母粒却无法应用于生物降解塑料，即便强行填充，也势必会导致生物降解塑料性能的大幅降低，最为关键的是其完全生物降解的特性因传统塑料载体的混入而荡然无存。

中国专利201010603231.3公开了一种生物降解树脂组合物及其制品，其组分为生物降解聚酯和控制性能老化速度助剂，所述助剂为扩链剂、抗水解剂和抗氧剂，其优点在于，具有良好的加工性能及物理性能，能满足日常需要，但其不足之处在于助剂的填充效果不好使得依此母粒制备的应用性能不强。

发明内容

本发明的目的在于得到一种生物降解塑料专用填充母粒，该专用于生物降解塑料及其制品中，可以克服传统塑料通用级填充母粒在降解塑料中应用性能差的缺点；本发明的另一目的在于提供上述填充母粒的制备方法。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：

一种生物降解塑料填充母粒，按质量百分比计，由如下组分组成：（A）生物降解聚酯20.0%～80.0%；（B）填料1.0%～80.0%；（C）润滑剂0.1%～10.0%；（D）耐高温剂0.1%～5.0%；（E）抗水解剂0.1%～5.0%。

所述填料（B）包括无机填料和淀粉，其平均粒径小于400nm。

所述的生物降解聚酯A为具有生物降解性能的脂肪族或脂肪族-芳香族共聚酯，其生物降解性能符合标准En13432的规定，其分子量为10,000~100,000。

所述的生物降解聚酯A具体为聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己内酯（PCL）、聚（己二酸丁二醇共对苯二甲酸丁二醇酯）（PBAT）、聚羟基烷酸酯（PAHs）和聚（丁二酸丁二醇酯共对苯二甲酸丁二醇酯）（PBSA）中的一种或几种的混合物。

所述的润滑剂（C）是硬脂酸及其盐、褐煤蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺和乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种的混合物。

所述的耐高温剂（D）为丙烯酸共聚物类物质，是由一种或几种环氧类丙烯酸共聚物混合组成，优选为结构中含有2~15个环氧基团，摩尔质量为1000~7000g/mol的环氧类丙烯酸共聚物。