[发明专利]PBS/CaCO3复合材料和环保包装薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物降解塑料的研究领域，具体涉及一种PBS/CaCO₃复合材料的制备方法，以及用该复合材料生产的新型环保包装薄膜的制备方法。

背景技术

目前，全世界塑料年产量超过2亿吨，已经渗透到人们生活的各个方面，塑料产品的生产、塑料垃圾与日剧增，造成了不可忽视的能源危机和环境污染。比如，一个塑料袋的自然分解需要200年以上，会污染周围的土地和水质，全国每年耗费掉的塑料包装袋，在生产中所消耗的原油超过1000万桶，而处理时要消耗的电量更是大得惊人。

处理各种废塑料，不仅仅是简单的环境问题，在许多国家已经发展成为社会和政治问题。为此，各国政府制定相应的政策，加大投入，研究开发废塑料的处理技术，其中的方法之一是发展在自然界无论生物体内外都可以自然降解、不会造成环境污染的生物降解材料。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。它于20世纪90年代进入材料研究领域，并迅速成为可广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究热点材料之一。与聚己内酯(PCL)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等降解塑料相比，PBS具有力学性能优异等特点；而与价格接近的聚乳酸(PLA)相比，PBS又具有加工方便、可适应目前常规的塑料加工工艺、耐热性能好的特点，其热变形温度可以超过100℃(PLA的耐热温度只有60℃左右)。其合成原料来源既可以是石油资源，也可以通过生物资源发酵得到，引起了科技和产业界的高度关注，PBS是生物降解塑料材料中的佼佼者。

目前，我国也已将研发全生物降解塑料列入国家环保材料工程项目的优先发展计划。因此，研发、生产、推广使用完全生物降解塑料包装材料是高分子材料科学技术领域急需解决的重大课题，具有十分重要的社会经济价值。

发明内容

针对背景技术中提及到的问题，首先，本发明提出一种PBS/CaCO3复合材料的制备方法，利用无机填料填充PBS的方式来生产力学性能与降解性能均衡优化的复合材料。

一种PBS/CaCO₃复合材料的制备方法，将PBS与CaCO₃填料以熔融共混方式混合密炼，其中加入相当于CaCO₃填料质量1-3％的偶联剂，以及加入适量的硬脂酸、抗氧剂B225和聚乙烯蜡作为助剂；加热熔炼后由挤出机造粒，制得所述PBS/CaCO₃复合材料。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述PBS与CaCO₃填料以9∶1或8∶2或7∶3的配比混合密炼。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述CaCO₃填料选用颗粒大小为2000目的轻质碳酸钙。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述偶联剂为铝酸脂，其加入量为CaCO₃填料质量的1％、1.5％、2％、2.5％或3％。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述混合密炼的时间为5-10分钟。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述硬指酸的投放量为CaCO₃填料质量的0.5-2％，所述聚乙烯蜡的投放量为CaCO₃填料质量的3-7％，所述抗氧剂B225的投入量为PBS质量的0.3-0.65％。

于本发明的一个或多个实施例当中，加热熔炼的温度要求控制在100-140摄氏度。

本发明还提出一种环保包装薄膜的制备方法，采用由上述方法制得的PBS/CaCO₃复合材料作为原料，利用单螺杆吹膜机进行包装薄膜的吹膜成型，其吹膜成型的温度控制在100-140摄氏度。

本发明的优点与有益效果是：

1)获得了一种全生物降解的PBS/CaCO₃复合材料及由该复合材料为原料制备的包装薄膜，缓和了由塑料垃圾所带来的能源危机和环境污染，符合我国的环保国策；

2)采用无机填料填充PBS的方式，使得PBS/CaCO₃复合材料生产成本得到较好的控制，与纯PBS比较成本可降低近30％；

3)由PBS/CaCO₃复合材料制成的新型环保包装薄膜，其力学性能优良，甚至超过普通的PE薄膜，完全适合作为普通PE薄膜的替代品。

附图说明