[发明专利]一种生物降解材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及塑料材料领域，特别涉及一种生物降解材料及其制备方法和在制备生物降解薄膜中的应用。

背景技术

自20世纪30年代塑料材料投入使用以来，以其质轻、价廉、外表光洁美观、耐腐蚀、生产工艺简单等卓越特性，广泛应用于国民经济各部门和人民生活各领域。世界塑料原料产量1991年首次突破一亿吨，至2003年世界塑料年产量已接近二亿吨，按体积计算已超过钢铁、铝、铜等金属材料产量的总和。1995年至2000年全球塑料产量年均增长速度为6.3%。根据预测，2026年全世界塑料需求量将达到3.8亿吨，塑料工业已成为名副其实的第一大材料工业。

由于塑料的大量应用，废弃塑料制品也与日俱增，同时塑料大多性能稳定，因此，也出现了所谓的白色污染，给环境带来了很大的危害。近年来，积累国内外的成功经验，人们对废弃塑料的治理采取了积极的防御措施，诸如塑料包装材料的减量化，多次重复使用以及回收再利用等等。但是对于那些不易回收或者回收价值不大、回收利用在经济上难以运行的制品，如购物袋、一次性餐具等等，采用降解塑料则更为有利。其他制品如农用地膜，医用塑料制品等，也是降解塑料的巨大的潜在市场。

降解塑料的主要适用领域是使用周期短，使用后的废弃物处置较难的产品。但是降解塑料在整个塑料大家庭中，是一个相当年轻的成员，目前还处于一个成长、完善的阶段。产品部分虽然已经商业化，但尚不成熟，在不断改善价格比、降低原材料成本以及拓宽市场中，都会遇到很多棘手的问题。

国际专利WO2007/134492A1公开了一种可完全生物降解塑料树脂及薄膜类制品的生产方法，原料主要包括淀粉、甘油、滑石粉、乙烯丙烯酸共聚物等，混合均匀后经过双螺杆挤出机进行造粒。但是该方法制备的薄膜，由于薄膜中有无机类和淀粉填充料的存在，因此，该薄膜不能保持良好的透明性，并且该薄膜的力学性能也不理想，存在着技术等缺陷。

公开号为CN 101508830A的中国专利申请公开了一种生物可降解共聚酯组合物，其组成按重量百分比包括：45%~90%的聚丁二酸丁二醇酯三元共聚物、5%~50%的聚乳酸、1%~2%的增塑剂和1%~5%的填充剂，所述的聚丁二酸丁二醇酯三元共聚物至少为聚丁二酸-己二酸丁二醇酯、聚丁二酸-对苯二甲酸丁二醇酯和聚丁二酸-乳酸丁二醇酯中的一种；所述的增塑剂至少为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯中的一种；所述的填充剂至少为滑石粉、竹粉、纳米级碳酸钙和纳米级钛硅复合剂中的一种。虽然该生物可降解共聚酯组合物具有生物可降解性，但是由于缺少增容剂和相容剂等组分，其力学性能不佳，制备的薄膜类塑料制品非常容易破损。

发明内容

本发明提供了一种生物降解材料，不但具有生物降解性，而且通过各组分相互之间的作用，体现出优异的力学性能，同时保持较好的透明性。

一种生物降解材料，由以下重量百分比的组分组成：

3-羟基丁酸和4-羟基丁酸共聚物                          10%~35%；

己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物            10%~35%；

聚乳酸                                                0~50%；

天然植物油                                            5%~25%；

增塑剂                                                1%~10%；

反应促进剂                                            0.02%~5%。

本发明中3-羟基丁酸和4-羟基丁酸共聚物、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、天然植物油、增塑剂以及反应促进剂，组合在一起体现良好的断裂伸长率和良好的拉伸强度，整体力学性能较好。

作为优选，所述的生物降解材料，由以下重量百分比的组分组成：

3-羟基丁酸和4-羟基丁酸共聚物                          15%~22%；

己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物            15%~22%；

聚乳酸                                                25%~50%；

天然植物油                                            14%~25%；