专利名称：一种可完全降解塑料膜及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于塑料膜生产技术领域，特别是一种可完全降解塑料膜及其生产工艺。
背景技术：
进入21世纪，社会的可持续发展及涉及环境、能源和经济问题越来越受到人们的 关注。废弃塑料带来的环境污染问题日趋严重，可降解塑料引起了人们越来越多的重视。 目前的可降解塑料主要是生物降解，即在塑料中加入淀粉，利用微生物对淀粉颗粒的侵袭， 使之从塑料共混物中除去，余下的塑料部分成为多微孔的易碎物质，降低了机械强度，直至 成为粉状颗粒，以消除废塑料对土壤中空气运动的阻碍。这种可降解塑料的主要缺陷一是 淀粉的含量决定塑料降解的速度，含量高降解快，含量低降解慢。用这类塑料制造不同用 途的产品，则需要采用不同的淀粉含量，因而导致降解的速度也就不同。目前，在薄膜用料 中，一般淀粉的含量为20 40%，即出现了材料的韧性降低，不利于吹膜加工等问题，如果 淀粉含量再进一步降低，则降解速度过于缓慢，失去了添加淀粉的意义；二是消耗粮食资源 多；三是工艺技术较为复杂，生产成本高，制品价格昂贵；四是淀粉基聚合物及其制品在掩 埋后仅分解成肉眼看不见的微小颗粒，容易产生具有毒性的生物质；五是制品不耐用且易 碎，必须通过特殊加工才能获得原料塑料的特性；六是在一般的储存条件下通过吸潮会丧 失强度，使塑料不耐用。
发明内容
本发明的目的是提供一种机械性能好、能消除塑料制品造成环境污染的可完全降 解塑料膜及其生产工艺。为实现本发明的目的所采取的技术方案是该塑料膜由下列质量份数的原料制备 而成聚己二酸丁二酯_对苯二甲酸丁二酯45 95份、聚甲基乙撑碳酸酯5 50份、增容 剂0.2 5份。所述增容剂采用二异氰酸酯、二酰氯或硅烷偶联剂。所述聚甲基乙撑碳酸酯的分子量范围为50000 300000。本发明可完全降解塑料膜的生产工艺是按以下步骤进行1)制备混合原料按所述配比分别称取聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯、聚 甲基乙撑碳酸酯和增容剂，并置入混料机中，混合均勻制成混合原料备用；2)造粒将制备的混合原料送入双螺杆挤出机中制成颗粒备用，挤出过程中从进 料口到口模均布各点加热控制温度依次为:30°C, 50°C，IOO0C，1200C，140°C，150°C，160°C， 165°C, 170°C, 165°C ；3)成型将制备的颗粒倒入吹膜机中进行吹膜即可，其中吹膜温度为140 180 "C。本发明采用的聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯是对苯二甲酸、己二酸和1， 4-丁二醇的三元共聚酯，为近年来国内外研究较多的一种可完全生物降解的热塑性共聚酯，具有耐水性优良、柔韧性好和易成型加工等优点。但由于熔体强度不高、加工工艺复杂、 价格昂贵等因素，使得其应用受到很大限制。聚甲基乙撑碳酸酯是由环氧丙烷与二氧化碳 交替共聚的产物，是一种全降解的高分子材料，成本低，应用前景广阔，目前作为阻隔材料、 发泡剂、黏合剂、压敏胶，以及与天然纤维或无机填料等共混材料得到应用。但是，二元聚合 物聚甲基乙撑碳酸酯的热性能和机械性能相对较差，使得其在塑料制品中的应用也受到限 制。本发明中聚甲基乙撑碳酸酯中加入聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯后，聚己二酸 丁二酯-对苯二甲酸丁二酯与聚甲基乙撑碳酸酯中的副产物碳酸丙烯脂反应形成部分交 联，可明显改善热稳定性和机械性能，各项性能均得到提高。因此，本发明以可完全生物降 解的聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯为基体，与聚甲基乙撑碳酸酯在增容剂的作用下 进行熔融共混，制备出相容性好、结构均一的共混材料，使用该共混材料进行吹膜或挤出流 延，制成的共混材料薄膜不仅能够完全生物降解，而且其机械性能和加工的工艺性能均大 大提高，生产成本大幅度降低。 按照上述方案制成的可降解塑料膜有如下有益效果(1)采用聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯为基体，通过聚甲基乙撑碳酸酯在 特定增容剂作用下进行熔融共混，制备可完全生物降解的共混材料，提高了共混材料的相 容性，拓宽了其使用领域；(2)本发明采用价格较低的聚甲基乙撑碳酸酯作为原料的一部分，解决了聚己二 酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯价格昂贵，不利于推广的问题；(3)本发明采用具有优良气体阻隔性的聚甲基乙撑碳酸酯作为原料，所得的可完 全生物降解的共混材料具有优良的气体阻隔性，解决了聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二 酯阻隔性差的问题；(4)本发明采用聚甲基乙撑碳酸酯作为原料的一部分，解决了单独使用聚己二酸 丁二酯_对苯二甲酸丁二酯制备薄膜的粘连问题；(5)本发明采用增容剂来进行反应挤出，使共混材料的热性能得到很大提高；(6)本发明采用吹膜的方法制备薄膜材料，工艺简单，性能优良，最优性能可达到 拉伸强度23. 31MPa，断裂伸长率1132%，比现有的薄膜材料提高1倍以上；(7)本发明生产工艺简单，原料均可在市场上直接购买，生产成本低。
具体实施例方式实施例1本发明的可完全降解塑料膜，其各组分原料的质量份配比为聚己二酸丁二 酯-对苯二甲酸丁二酯95份、聚甲基乙撑碳酸酯5份、增容剂二酰氯0. 2份。该塑料膜的生产工艺按以下方法进行按所述配比量分别称取聚己二酸丁二 酯-对苯二甲酸丁二酯、聚甲基乙撑碳酸酯和增容剂二苯基甲烷二异氰酸酯，放入混料机 中混合均勻制得共混料。再把混合好的共混料倒入双螺杆挤出机中挤成共混料颗粒，挤 出过程中从进料口到挤出部位的口模均布各点加热控制温度依次为30°C，5(TC，10(rC， 120°C，140°C，150°C，160°C，165°C，170°C，165°C。最后将制得的共混料颗粒倒入吹膜机中 进行吹膜，吹膜温度为140°C。将所得薄膜裁成50mmX 15mm的标准样条进行力学性能测试。 根据上述制备方法，试验结果表明聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)与聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)共混材料薄膜充分克服了两者的缺点，所得制品的机械性能优良纵向拉 伸强度为11.27Mpa、纵向断裂伸长率为1132%、横向拉伸强度为10. 76Mpa、横向断裂伸长 率为1207%。实施例2本发明的可完全降解塑料膜，其各组分原料的质量份数为聚己二酸丁二酯_对苯二甲酸丁二酯90份、聚甲基乙撑碳酸酯10份、增容剂二酰 氯1份，其生产工艺与实施例1基本相同，区别仅在于吹膜温度为145°c。所得制品的机械 性能纵向拉伸强度为12. 56Mpa、纵向断裂伸长率为1050%、横向拉伸强度为12. 13Mpa、横 向断裂伸长率为989. 0%。实施例3
本发明的可完全降解塑料膜，其各组分原料的质量份数为聚己二酸丁二酯_对苯二甲酸丁二酯80份、聚甲基乙撑碳酸酯20份、增容剂硅 烷偶联剂2份，其生产工艺与实施例1基本相同，区别仅在于吹膜温度为150°C。所得制 品的机械性能纵向拉伸强度为14. 21Mpa、纵向断裂伸长率为908. 1 %、横向拉伸强度为
14.OlMpa、横向断裂伸长率为812. 7%。实施例4本发明的可完全降解塑料膜，其各组分原料的质量份配比可以是聚己二酸丁二酯_对苯二甲酸丁二酯70份、聚甲基乙撑碳酸酯30份、增容剂二 异氰酸酯3份，其生产工艺与实施例1基本相同，区别仅在于吹膜温度为160°C。所得制 品的机械性能纵向拉伸强度为17. 18Mpa、纵向断裂伸长率为723. O%、横向拉伸强度为
15.66Mpa、横向断裂伸长率为615. 3%。实施例5本发明的可完全降解塑料膜，其各组分原料的质量份配比可以是聚己二酸丁二酯_对苯二甲酸丁二酯60份、聚甲基乙撑碳酸酯40份、增容剂二 异氰酸酯4份，其生产工艺与实施例1基本相同，区别仅在于吹膜温度为170°C。所得制 品的机械性能纵向拉伸强度为19. OlMpa、纵向断裂伸长率为625. 3%、横向拉伸强度为 17. 89Mpa、横向断裂伸长率为551.6%。实施例6本发明的可完全降解塑料膜，其各组分原料的质量份配比可以是聚己二酸丁二酯_对苯二甲酸丁二酯50份、聚甲基乙撑碳酸酯50份、增容剂二 异氰酸酯5份，其生产工艺与实施例1基本相同，区别仅在于吹膜温度为1 80°C。所得制 品的机械性能纵向拉伸强度为23. 3 IMpa、纵向断裂伸长率为426. 2%、横向拉伸强度为 22. OlMpa、横向断裂伸长率为378.9%。
权利要求
一种可完全降解塑料膜，其特征在于该塑料膜是由下列质量份数的原料制备而成聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯45％～95份、聚甲基乙撑碳酸酯5～50份、增容剂0.2～5份。
2.根据权利要求1所述的可完全降解塑料膜，其特征在于所述增容剂采用二异氰酸 酯、二酰氯或硅烷偶联剂。
3.根据权利要求1所述的可完全降解塑料膜，其特征在于所述聚甲基乙撑碳酸酯的 分子量范围为50000 300000。
4.权利要求1所述可完全降解塑料膜的生产工艺，其特征在于它是按以下步骤进行1)制备混合原料按所述配比分别称取聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯、聚甲基 乙撑碳酸酯和增容剂，置入混料机中，混合均勻制成混合原料备用；2)造粒将制备的混合原料送入双螺杆挤出机中制成颗粒备用，挤出过程中从进料 口到口模均布各点加热控制温度依次为:30°C, 50 V，100 °C, 120 °C, 140 °C，150°C，160 V， 165°C, 170°C, 165°C ；3)成型将制备的颗粒倒入吹膜机中进行吹膜即可，其中吹膜温度为140 180°C。
全文摘要
本发明涉及一种可完全降解塑料膜，该塑料膜是由聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯4、聚甲基乙撑碳酸酯和增容剂配制而成，并挤压进行熔融共混，提高了共混材料的相容性，使共混材料具有优良的气体阻隔性，拓宽了其使用领域，解决了聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯价格昂贵，不利于推广和聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯阻隔性差等问题，同时也解决了单独使用聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯制备薄膜的粘连问题。具有工艺方法简单，操作简便，成本低廉，产品机械性能优良等特点。
文档编号C08L67/02GK101851406SQ20101018728
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者孟跃中, 杜风光, 武建峰, 王拴紧, 甘力强, 肖敏, 陈希 申请人:河南天冠企业集团有限公司