[发明专利]PHA/PLA/PHA共挤薄膜及其挤出成型工艺

说明书

本发明公开了PHA/PLA/PHA共挤薄膜及其挤出成型工艺，薄膜分为外层和芯层，外层组分及各组分含量如下：PHA树脂92.8‑97.8 wt%，增塑剂2‑5wt%，润滑剂0.1‑0.7wt%，抗氧剂0.1‑0.5wt%，紫外线吸收剂0‑0.5 wt%，抗静电剂0‑0.5 wt%；芯层组分及各组分含量如下：PLA树脂90.1‑94.4 wt%，增塑剂5‑8wt%，润滑剂0.4‑0.8wt%，抗氧剂0.2‑0.6wt%，抗静电剂0‑0.5 wt%。本发明薄膜力学性能、耐热性能优异，成本低；工艺流程简单易行，容易实现工业化生产，具有优异的工业应用价值。

技术领域

本发明属于热塑性聚酯技术领域，具体涉及PHA/PLA/PHA共挤薄膜及其挤出成型工艺。

背景技术

聚羟基脂肪酸酯(PHA) 是原核微生物在碳、氮营养失衡的情况下，作为碳源和能源贮存而合成的一类热塑性脂肪族生物聚酯。PHA 的力学性能与某些热塑性材料如聚乙烯、聚丙烯类似。聚乳酸（PLA）是一种多用途可堆肥的高分子聚合物，由淀粉经发酵、去水、聚合得到，是与聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯性能相近的热塑性结晶高聚物。由于PHA、PLA可完全降解进入自然界的生态循环，因而被认为是一种可能替代传统的不可降解的、由石油路线合成的塑料的生物可降解塑料。

作为可能替代传统石油路线的两种可降解塑料，目前关于PHA、PLA材料的生物合成、物理改性、化学改性等方面已有大量文献和专利报道，而对于PHA、PLA的成型加工方法和技术，目前还多限于单一材料的注塑、吹塑、拉丝、模压等工艺。

与一般的脂肪族聚酯一样，PHA 材料也存在着加工和性能上的许多缺点，如加工窗口相对较窄、加工成型困难、成型周期长、回弹性差、同时生产成本还较高。而PLA材料具有性脆、透光性佳、成本低的优点。两种材料共挤成膜将能改善PHA材料回弹性差、成本高的缺点。

目前公开的PHA/PLA共挤材料，如申请号201310625100.9《一种流延加工成型的环保型可降解热收缩膜及其制造方法》，着重介绍了PLA与其它可降解材料采用流延法制备三层共挤热收缩膜的方法。该专利以含有SiO₂的PLA作为承印表层，以PHA、PBAT等树脂作为芯层，通过横向多次拉伸制备热收缩膜。通常这种工艺的采用，会使产品具有以下不足：（1）限制热收缩膜厚度，一般产品厚度在100微米以下；（2）从该专利披露的环保型可降解热收缩膜流延制造工艺参数可以得出，该热收缩膜耐热性较差，在83℃以下即可进行拉伸加工。（3）表层含有SiO₂，会使表层具有爽滑性，难易热封装，只能通过胶黏剂粘结。

本发明也是通过三层共挤方式实现材料的成型加工，但本发明以PHA作为表层，PLA作为芯层，采用这种结构能够改善PHA的回弹性，同时使材料具有热封装性。本发明所述的PHA实为PHA/PBAT共混物，这样可以拓宽PHA加工窗口，有利于生产的可控性与稳定性。采用本发明所述制备工艺可以制备100微米以上产品，同时产品具有较好的耐热性（可达85℃以上），受热时具有较好的尺寸稳定性，可满足制卡、包装、装饰等使用要求。

发明内容

本发明的目的是针对PHA/PLA/PHA共挤薄膜的性能要求和挤出成型加工方法的要求，提供一种适用于挤出成型方法的用作PHA/PLA/PHA共挤薄膜的材料组成和挤出成型工艺方法。

本发明针对聚合物薄膜的性能特点要求和挤出成型加工方法的需要，采用PHA、PLA树脂，选用适当的加工助剂和功能性助剂，获得了适用于挤出成型方法的PHA/PLA/PHA共挤薄膜材料及其挤出成型工艺。

PHA/PLA/PHA共挤薄膜，薄膜分为外层和芯层，外层组分及各组分含量如下：PHA树脂92.8-97.8 wt %，增塑剂2-5wt %，润滑剂0.1-0.7wt %，抗氧剂0.1-0.5wt %，紫外线吸收剂0-0.5 wt %，抗静电剂0-0.5 wt %；