[发明专利]一种可发性生物降解微粒及具有抗菌功能的生物降解发泡珠粒

说明书

本发明提供一种可发性生物降解微粒，其是至少包括水解牺牲外层、抗菌中间层和生物降解芯层的多层核壳结构，水解牺牲外层含有生物降解材料和耐水解剂，抗菌中间层含有生物降解材料和抗菌剂，生物降解芯层含有生物降解材料和成核剂。该可发性生物降解微粒能够在水相分散体系中发泡，发泡过程中，水解牺牲外层逐渐溶解，在生物降解芯层发泡完成并脱离水相分散体系时，水解牺牲外层刚好溶解殆尽。由于水解牺牲外层的保护，本发明的可发性生物降解微粒可用普通的生物降解材料为原料，采用间歇式高压发泡釜在水相体系中发泡，并能够维持稳定的泡孔结构。同时，抗菌剂仅添加在抗菌层，可减少抗菌剂添加量，从而降低成本。

技术领域

本发明涉及一种可发性生物降解微粒及具有抗菌功能的生物降解发泡珠粒，还涉及其制备方法，属于生物降解材料领域。

背景技术

发泡材料由于其重量轻，隔热、缓冲、隔音效果好，强度高，生产能耗小，在许多领域具有广泛的应用。市场上主流的发泡材料包括发泡聚乙烯、发泡聚丙烯、发泡聚苯乙烯和其他一些共混或共聚发泡树脂。但他们中的绝大多数材料都是生物不可降解材料，大量的使用会造成严重的环境污染。从2018年开始，欧美等发达国家就已经开始大力推广污染小、绿色环保的发泡材料，以减小环境的负担。因此，开发生物降解发泡材料迫在眉睫。

目前，可工业化稳定生产的生物降解材料主要包括：聚乳酸、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯等，由上述材料制成的发泡材料可有效解决环境污染等问题。但当聚乳酸等生物可降解材料应用在与食物接触的非一次性包装或需要无菌或少菌的领域时，由于生物可降解材料本身缺乏抗菌性，在使用过程中容易沾染和滋生多种微生物，致使致病细菌等对人们的身体健康造成潜在的危害。且近年来，随着人们生活水平的提高和卫生意识的增强，对抗菌材料制品的需求日益增加，因此，开发具有抗菌功能的生物降解发泡材料至关重要。

中国石油化工股份有限公司的专利申请CN110615975A公开了一种抗菌防霉聚乳酸组合物和发泡珠粒及其制备方法和成型体，其中发泡珠粒的制备方法是将抗菌防霉助剂均匀地分散在聚乳酸生物降解组合物中进行造粒发泡。为了达到一定的抗菌效果，聚乳酸生物降解珠粒中的抗菌剂含量较高。而高抗菌剂含量会抑制聚乳酸发泡制品在后期堆肥处理中的微生物活性，严重影响降解速率，达不到短时间内生物降解的目的。

发明内容

本发明的目的是克服抗菌生物降解材料降解慢的问题，同时采用水解保护层的方法来突破聚乳酸等生物降解材料易水解的限制，采用传统的间歇式高压发泡釜，在水相分散体系中制备出具有抗菌功能且发泡倍率高、质轻、缓冲性能好的生物降解珠粒及发泡制品。

本发明提供一种可发性生物降解微粒，其是至少包括水解牺牲外层、抗菌中间层和生物降解芯层的多层核壳结构，所述水解牺牲外层含有生物降解材料和耐水解剂，所述抗菌中间层含有生物降解材料和抗菌剂，所述生物降解芯层含有生物降解材料和成核剂，所述可发性生物降解微粒能够在水相分散体系中发泡，发泡过程中，所述水解牺牲外层逐渐溶解，在所述生物降解芯层发泡完成并脱离所述水相分散体系时，所述水解牺牲外层刚好溶解殆尽。

水解牺牲层为可发性生物降解微粒在水相分散体系发泡中提供保护作用，可以保护抗菌中间层和生物降解芯层不被水解，微粒在水相中分散时，水解牺牲层以一定的速率逐渐溶解，待微粒发泡完成并脱离水相体系时，水解牺牲层正好被溶解殆尽。水解牺牲层的厚度需要精确控制：若太薄，发泡过程中不仅会水解外层的水解牺牲层，也会水解中间层的抗菌层，材料会失去抗菌的功能；若太厚，发泡过程结束后，水解牺牲层仍有余留，抗菌层不能裸露在发泡珠粒外部，材料的抗菌功能也同样会受限制。