[发明专利]一种增加PLA/PBAT相容性的增容剂及高填充全生物降解复合材料

说明书

本发明提供了一种增加PLA和PBAT相容性的增容剂及高填充全生物降解复合材料，用来增强PLA和PBAT生物降解复合材料之间相容性，以及提高碳酸钙填充量。使用该增容剂制备的全生物降解复合材料填充量高，具有拉伸和撕裂强度高、断裂伸长率好、阻隔性好、降解性能好、耐水耐潮性强等优点，完全满足包装材料的要求，可广泛应用于商超购物袋、垃圾袋、连卷袋、农用薄膜等，在自然条件下能够完全降解，大幅度降低生产成本，不产生废气废水等有害物质，保护环境。

技术领域

本发明属于生物降解复合材料技术领域，具体涉及一种增加PLA和PBAT相容性的增容剂及高填充全生物降解复合材料。

背景技术

随着传统塑料行业的发展，塑料制品被广泛地用于各个领域中，更是成为生活中必不可少的一部分。由于传统塑料对石油资源的消耗量越来越大，而且在自然环境中能很难降解，焚烧处理又会产生很多危害气体，所以传统塑料给人类带来生生活的极大便利的同时，白色污染的问题也给人们生活的环境造成极大的破坏。因此，用可生物降解塑料替代石油基塑料，是解决白色污染问题的重要方式之一，其中聚乳酸(PLA)和聚对苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇酯(PBAT)是众多可生物降解塑料中被使用最多的生物降解塑料。

聚乳酸(PLA)和聚对苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇酯(PBAT)虽然是优秀的可生物降解材料，但它们本身也存在一定的缺陷。例如聚乳酸(PLA)的断裂伸长率小，脆性大，韧性差，对温度和湿度的要求比较高，结晶度不好控制，加工过程困难等；聚对苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇酯(PBAT)的强度低，加工性能存在缺陷等。因此将聚乳酸(PL A)和聚对苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇酯(PBAT)共混，可以使二者的优势互补，同时加入碳酸钙又可以降低生产成本，但聚乳酸(PLA)与聚对苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇酯(PBAT)之间相容性差，碳酸钙填充量也有限，因此希望使用一种既能改善PLA与PBAT之间的相容性，又能提高碳酸钙填充含量的相容剂。

CN 113773558 A公开了PLA和PBAT及ST降解复合材料及其生产工艺。按质量百分比计，PLA树脂20-30重量份、PBAT树脂20-30重量份、ST0.3-1重量份、食用级玉米淀粉60-80重量份、淀粉复合改性剂0.5-2重量份、润滑剂0.5-1.5重量份、偶联剂0.3-0.8重量份、抗氧剂0.3-0.8重量份。改方法需要将淀粉进行改性处理制得改性淀粉，再与其他材料共混按比例造粒，最终制得生物降解膜材料。

CN 113736223 A提供了一种无机填充PBAT/PLA材料组合物及其制得的粒子及薄膜的方法。按重量份计，PBAT 50-80重量份，PLA 3-10重量份，PVA 1-5重量份，水0.5-1重量份，滑石粉10-30重量份，增塑剂1-5重量份，润滑剂0.1-1重量份，相容剂0.1-1重量份，扩链剂0.1-1重量份。

CN 113773617 A提供了一种PBAT基材料及其制备方法和应用，按重量份计，包括PBAT 30-40重量份、PLA 10-20重量份，玉米淀粉5-15重量份，PMMA 5-10重量份、滑石粉25-35重量份、乙二醇1-5重量份，PTW(反应性弹性体乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物)0.1-1重量份。该方法加工过程繁琐，使用的增容剂也不能生物降解。

上述方法虽然制备出生物降解薄膜材料，但是填料含量低，工艺繁琐，能耗大，降解率低，而且制得的薄膜材料的力学能力较弱，易破裂，成本高，导致其使用范围受限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种增容剂，用来增强PLA和PBAT全生物降解复合材料之间相容性。还提供了一种高碳酸钙填充PLA/PBAT粒子的制备方法。使用该增容剂制备的全生物降解复合材料生产成本低，同时又具有一定的机械强度和耐温性能，完全满足包装材料的要求，可广泛应用于商超购物袋、垃圾袋、连卷袋、农用薄膜等，在自然条件下能够完全降解，不产生废气废水等有害物质，保护环境，节省石油资源。

为实现上述技术目的，本发明通过如下的技术方案来解决：