[发明专利]生物降解材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及本发明涉及一种生物降解材料及其制备方法。

背景技术

“白色污染”已成为一个严重的社会问题，如何处理塑料垃圾已经成为全人类的非常关注的一个问题。无论在美洲、欧洲还是非洲，许多国家都在出台各种限塑政策，其中，比较普遍的做法之一就是使用替代性可降解产品。法国2010年起禁止销售和分发全塑料袋和塑料包装，除非它们是完全生物降解的，引起了业界强烈反应。全球正在掀起一股生物降解材料的热潮。20世纪末开始，降解塑料得到了迅速的发展，在北美，降解塑料以每年17%的速度增长；在欧洲，则以每年59%的速度增长。

我国政府也从多个方面为降解材料的发展提供了广阔的空间，有关部门也正在考虑提供政策上的支持，并在部分地区开始实行降解塑料的试行政策。中国“十一五”、“十二五”规划纲要中将建设资源节约型、环境友好型社会作为重要的发展目标，在这种趋势下，中国相关行业及企业正在积极努力通过制定产品标准，加快应用研究及加强国际合作等技术途径，促使生物降解塑料产业进入一个快速成长阶段。2008年6月1日起，我国开始实行“限塑令“。北京奥运会上，570万个可降解生物垃圾袋投用各大公共场所，引起了全世界的关注，这种塑料袋丢弃后，72天内即可分解为二氧化碳和水。相信不久的未来，生物降解材料在中国会有很大的市场。

生物降解高分子材料由天然高分子（如淀粉、纤维素、甲壳质）或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类材料。国内外生物降解材料研究较多的可分为以下几类：淀粉、聚己内酯（PCL）、聚丁二酸丁二醇酯及其共聚物（PBS）、聚乳酸（PLA）、聚羟基烷酸酯（PHA）、聚乙烯醇（PVA）等。尽管目前国内外对生物降解材料的研究及报道很多，但是仍有许多问题阻碍了该类材料的推广和应用。原因是：1）可降解塑料的力学性能差，不能满足用户的使用要求，2）可降解材料色泽暗淡发黄，透明度低，3）价格偏高，成本高于普通高分子材料的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的缺陷，提供一种力学性能优良的生物降解材料及其制备方法。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种生物降解材料，包括按重量份数计的以下组分：

淀粉：10至50份，

聚乙烯醇：5至20份，

聚丁二酸丁二醇酯：10至50份，

增塑剂：5至20份，

相容剂：0.5至5份，

抗氧剂：0.1至0.5份。

作为本发明的优选方式，在上述生物降解材料中，优选的是，所述淀粉为植物淀粉，具体为玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉中的一种或多种，更优选的是，所述淀粉中直链淀粉的重量含量为15%至30%。

作为本发明的优选方式，在上述生物降解材料中，优选的是，所述增塑剂的重量为所述生物降解材料重量的10%至30%，所述增塑剂包括按重量份数计的以下组分：

多元醇：5至10份，

去离子水：3至5份，

有机羧酸：1至3份。

作为本发明的优选方式，在上述生物降解材料中，优选的是，所述多元醇为相对分子质量在62至300之间的小分子多元醇，更优选的是，所述多元醇为乙二醇、丙三醇、山梨醇中的一种或多种。

作为本发明的优选方式，在上述生物降解材料中，优选的是，所述有机羧酸为C4至C18的饱和有机羧酸，更优选的是，所述有机羧酸为柠檬酸。

作为本发明的优选方式，在上述生物降解材料中，优选的是，所述相容剂的重量为所述聚丁二酸丁二醇酯重量的0.5%至3%，更优选的是，所述相容剂的重量为所述聚丁二酸丁二醇酯重量的1%至1.5%。

作为本发明的优选方式，在上述生物降解材料中，优选的是，所述相容剂为马来酸酐、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲苯酯的一种或多种。

作为本发明的优选方式，在上述生物降解材料中，优选的是，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂，更优选的是，所述抗氧剂为抗氧剂1010，化学名为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。

一种生物降解材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将淀粉、聚乙烯醇、抗氧剂和增塑剂混合，升温，待温度升到在90至120℃时，再混合20至30分钟，得到第一混合物，