[发明专利]一种PBAT共聚酯组合物及其制备方法和所用成核剂

说明书

本发明涉及一种PBAT共聚酯组合物及其制备方法和所用成核剂，其中PBAT共聚酯组合物包括PBAT共聚酯和成核剂，所述PBAT共聚酯为聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯，所述成核剂由一种或多种热塑性淀粉组成，其分散在整个PBAT中以增加结晶速率和结晶度，使得所述PBAT共聚物成型加工周期时间更短、结晶度更高；同时所述热塑性淀粉由淀粉、改性剂和增塑剂组成，通过改性剂和增塑剂复配调节淀粉与PBAT间的界面作用力及PBAT链段的运动能力，从而来调控PBAT的结晶能力，加快结晶速度，增大结晶度，同时还可以降低生产成本，具有应用优越性。

技术领域

本发明属于共聚酯制备领域，具体涉及一种PBAT共聚酯组合物及其制备方法和所用成核剂。

背景技术

随着环境保护意识的加强，生物可降解塑料逐渐成为人们研究使用的对象。脂肪族-芳香族共聚酯是一类全生物可降解塑料，其中聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)是一种典型的全生物可降解高分子，有望成为聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等石油基塑料的主要替代材料。但常用的PBAT生产方式中，PBAT结晶速率慢，导致其成型周期较长，生产效率低下，影响了大规模应用。在性能方面，产品的晶粒形态尺寸容易影响制品的力学和光学性能，因常规方法制得的PBAT共聚酯结晶度较低，导致其产品的力学和光学性能降低。对此，工业上常采用加入成核剂的方法来改善制品的各项性能，如光学性能、力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐磨性、表面硬度等。

目前已公开的用于加快共聚酯结晶的成核剂主要有蒙脱石、石墨烯、苯胺磷酸锌等。据研究，上述成核剂对PBAT具有一定的成核作用，可加快结晶速率，但同时由于成核剂自身性质，存在分散不易、剥离困难、成本高、环境相容性等问题，且用于成核剂后对PBAT共聚酯及其复合材料的结晶度并无显著提升。因此，为了提高由此可见，需要对成核剂进行进一步研究开发，以期获得一种高分散性、高效率、低成本的成核剂以及基于该成核剂制备得到的PBAT共聚酯组合物。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的之一在于一种用于PBAT共聚酯的成核剂，该成核剂为热塑性淀粉，所述的热塑性淀粉由淀粉、改性剂和增塑剂组成，按重量计，具体组分含量为：

改性剂 0.2％～10％

增塑剂 2.0％～40％

余量为淀粉。

具体的，所述改性剂包括马来酸酐、醋酸酐、3-氨丙基三甲氧基硅烷和三甲基氯硅烷中的一种或多种，在成核剂中重量组分含量为2％～5％；

具体的，所述增塑剂包括甘油、水、二甲基甲酰胺、尿素、柠檬酸和乙二醇中的一种或多种，在成核剂中重量组分含量为15％～30％；

具体的，所述淀粉为氧化、酯化和醚化改性淀粉或原淀粉的一种或多种，其中支链含量为0～25％；原淀粉选自玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉和红薯淀粉中的一种或几种；变性淀粉为氧化、酯化和醚化淀粉中的一种或多种。

本发明目的之二在于还提供了一种所述成核剂的制备方法：将塑化剂、改性剂按比例与淀粉混合，随后将混合均匀的淀粉混合物在混炼设备进行塑化。

具体的，所述的塑化温度80～175℃，塑化时间为1～10min。

本发明目的之三为提供一种含有成核剂的PBAT共聚酯组合物及其制备方法，所述组合物包括PBAT共聚酯和所述成核剂，所述成核剂重量占所述组合物重量的1％～70％；所述PBAT共聚酯为聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯。

优选的，所述的PBAT共聚酯优选为由对苯二甲酸、丁二酸、己二酸和丁二醇经缩聚而成的共聚物。