[发明专利]一种可降解复合填充材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种可降解复合填充材料，按质量分数计的其原料包括：A料5％‑40％，B料0％‑40％，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)30％‑80％；其中A料是改性淀粉料，包括以下重量配比的原料：PBAT 15‑30％、淀粉40‑80％、增塑剂20‑35％、天然精油0‑3％、复合相容剂1‑5％、润滑剂1‑3％；所述B料为改性无机粉体，包括以下重量配比的原料：无机粉体92‑99％、分散剂0.1‑3％、偶联剂0‑3％。本具有填充量高、成本低、强度好的特点，以及具有天然香味和抗菌功效。

技术领域

本发明涉及可降解材料领域，尤其涉及一种可降解复合填充材料及其制备方法。

背景技术

当前随着全球环保意识的提升和可持续发展战略要求，生物可降解塑料制品的研制与应用推广成为研究热点。例如聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等生物降解材料能在堆肥条件下降解，解决了不可降解塑料的白色污染问题。但是这类生物降解材料性能和价格方面的缺陷限制了其广泛推广和使用。当前无机颗粒填充是制备低成本可降解薄膜制备的主要方式，但存在着可降解标准限制，填充量难以提高，成本降低范围有限等问题。

淀粉是一种价格低、来源广、可再生的天然可降解高分子，是一种理想的制备低成本生物可降解材料的添加材料，然而淀粉大多以颗粒形式存在，分子间氢键的存在限制了其热塑性加工性，和淀粉与树脂间较大的极性差异使得两者之间相容性较差的问题。通过加增塑剂、相容剂等一定程度改善了现有问题，但仍存在增塑剂迁移析出、难以加大淀粉填充量等问题。

此外，在保证使用性能的基础上，人们也会对产品材料的使用体验感和安全性也提出新的要求，例如针对传染性疾病的传播控制与个人保护，日常使用材料的抗菌性变得至关重要，许多天然精油具有抗菌、抗感染的作用，且安全环保没有副作用，并带有天然的香味。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的之一，是提供一种可降解复合填充材料，具有填充量高、成本低、强度好的特点，以及具有天然香味和抗菌功效。

本发明采用的技术方案如下：

一种可降解复合填充材料，按质量分数计的其原料包括：A料5％-40％，B料0％-40％，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)30％-80％；

其中A料是改性淀粉料，包括以下重量配比的原料：PBAT 15-30％、淀粉40-80％、增塑剂20-35％、天然精油0-3％、复合相容剂1-5％、润滑剂1-3％，采用淀粉与少量PBAT混合，能够确保淀粉受到足够的剪切力进行良好的塑化，而且得到淀粉与少量PBAT的复合材料，能够使加入PBAT再次混合时淀粉分散更均匀；

所述复合相容剂包括有机酸、乳化剂、柠檬酸酯，三者质量比为(0.5-2)：(0.5-4)：(0.5-4)；所述B料为改性无机粉体，包括以下重量配比的原料：无机粉体92-99％、分散剂0.1-3％、偶联剂0-3％。

进一步的，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉和高直链淀粉中的一种或多种，其中优选为玉米淀粉。

进一步的，所述增塑剂为乙二醇、二缩乙二醇、丙二醇、丙三醇、山梨醇、甲酰胺、乙酰胺、尿素中的一种或多种，其中优选为丙三醇。

进一步的，所述有机酸为苹果酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、凝脂酸、肉桂酸中的一种或多种，其中优选为苹果酸，有机酸能够催化淀粉水解降低淀粉分子量，有利于淀粉在树脂中分散，能够与淀粉发生酯化反应，降低淀粉分子极性，增加淀粉与树脂的相容性，同时由于有机酸添加量极少且在A料制备过程中发生酯化反应，因此对于后续添加不耐酸的无机颗粒基本无影响。

所述乳化剂为聚甘油脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或多种，优选为聚甘油脂肪酸酯，乳化剂能够形成包覆层阻碍分散开的淀粉再团聚，同时增加亲水、疏水的增塑剂分子间相容性，使其能够均匀的分散在淀粉中更好的起到增塑效果，增加淀粉在树脂的分散和相容。