[发明专利]一种可生物降解的色母粒及其制备方法

权利要求书

1.一种可生物降解的色母粒，按重量百分比计，由以下组分组成：修饰改性的聚乳酸40-60％、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯10-20％、填料5-10％、颜料2-6％、相容剂1-5％、纳米抗菌颗粒0.2-1.0％，增塑剂和/或润滑剂和/或填充剂2-4％，可生物降解色母粒各组分重量配比之和为100％；

其中，所述填料为氟硅烷改性的纳米金刚石颗粒和高岭土管状纳米材料，氟硅烷改性的纳米金刚石颗粒与高岭土管状纳米材料的重量比为(1-2)：1，所述氟硅烷为十七氟癸基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷中的一种或几种；

纳米金刚石颗粒的粒径尺寸为10-30纳米，高岭土管状纳米材料的内径为20-50纳米，长径比为20-30；

所述修饰改性的聚乳酸的具体制备方法包括如下步骤：

(1)将片层结构的氧化铝置于干燥箱中进行干燥处理，干燥温度为50-80℃，干燥时间为8-10小时，片层结构氧化铝的平均粒径为20-40μm；

(2)将干燥处理后的片层结构的氧化铝与无水酒精按照一定的质量配比进行混合，置于容器中进行超声分散，获得分散均匀的氧化铝分散液，片层结构的氧化铝与无水酒精的质量比为1：1-2，超声分散温度为30-40℃，时间为1-2小时；

(3)将铝酸酯偶联剂与正丁醇按照一定的质量配比进行混合，向混合后的铝酸酯偶联剂和正丁醇溶液中加入步骤(2)获得的氧化铝分散液，然后进行恒温均匀搅拌，待修饰反应完成后，将获得的混合溶液进行降压过滤、离心处理、去离子水洗涤，将获得的产物进行真空干燥处理，最后研磨处理获得修饰的片层结构的氧化铝材料，其中，铝酸酯偶联剂与正丁醇的质量比为1：2-3，修饰反应温度为70-80℃，搅拌速率为500-600r/min，反应时间为2-3小时；

(4)将聚乳酸均聚物与修饰的片层结构的氧化铝进行混合，加热使聚乳酸完全熔融，随后在减压条件下进行聚合反应一定时间，制备获得片层结构氧化铝修饰改性的聚乳酸，其中，片层结构的氧化铝在与聚乳酸均聚物混合物中的质量占比为2-8％，反应温度为120-180℃，反应时间为12-18小时，反应压力为0.09-0.095MPa。

2.根据权利要求1所述的可生物降解的色母粒，其特征在于：其中，相容剂为硅烷偶联剂KH550；

纳米抗菌颗粒为纳米二氧化钛和/或纳米银颗粒，纳米二氧化钛与纳米银颗粒的粒径分别为20-40nm和20-30nm，采用二者混合物时，二者重量比为(2-4)：1。

3.一种制备权利要求1或2所述的可生物降解的色母粒的制备方法，具体包括如下的步骤：

(1)将原料中的修饰改性的聚乳酸、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯、填料、纳米抗菌颗粒分别进行真空干燥处理；

(2)按照色母粒制备原料中各组分的质量配比称取各组分原料，加入至混料机中进行均匀混合；

(3) 将步骤(2)中混合均匀后的各组分原料加入至三螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、拉条、切割造粒，获得可生物降解的色母粒材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中修饰改性的聚乳酸及聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯的干燥处理温度为50-70℃，时间为4-6小时，填料及纳米抗菌颗粒的干燥处理温度为60-80℃，时间为3-5小时。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中混合搅拌的速度为800-1200r/min，混合时间为5-10分钟，混合温度不高于80℃。

6.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中挤出温度为180-200℃，挤出机转速为80-100r/min。

7.一种如权利要求1-2中任一项所述的可生物降解的色母粒以及权利要求3-6中任一项制备方法所制备的可生物降解的色母粒在食品包装领域的应用。