一种pbat包覆塑化淀粉及其生产工艺
技术领域
1.本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种pbat包覆塑化淀粉及其生产工艺。
背景技术：
2.近年来，以石油化工为原料生产的塑料凭借其轻便、耐用、加工性能好等特点被广泛应用于人类生活的各个领域，已经成为人们生活中必不可少的部分。但与其他材料相比，它们在自然界几乎不能降解，给环境保护带来了巨大的压力。而且，石油是不可再生的资源。因此，开发不以石油为原料的可降解塑料对缓解“白色污染”、降低石油消耗具有十分重要的意义。
3.聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(pbat)是由己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，为近年来国内外研究最多的一种新型的全生物降解材料。pbat中含柔性的脂肪链和刚性的芳香键,因而具有高韧性和耐高温性，而由于脂肪族酯键的存在，促使其同时具有生物可降解性，但其成本较高。用pbat将热塑性淀粉进行包覆，既可提高材料的力学性能，降低平衡吸水率的作用、降低成本，也可改善材料的降解性能，降解后完全转化成水和二氧化碳进行循环。因此，控制成本，制造方便使用、力学强度高、耐水性好、加工性能和使用性能都能满足现有要求的塑化淀粉，成为pbat系列降解产品价格、质量的重要控制点。
4.一般情况，pbat系列降解材料在造粒过程中首先将pbat、淀粉、偶联剂、塑化剂以及其他助剂，经过高速高温混合后去除淀粉中的水分，然后进入造粒机进行造粒，生产过程中淀粉因储存环境变化，含水率不均匀，造成生产的pbat降解粒料质量差别较大。将塑化好的淀料进行包覆造粒，不但保护了塑化淀料的吸潮影响使用，而且在生产pbat降解粒料的过程中，解决了粉尘的污染，更使保证了塑化淀粉的廷用性。
技术实现要素：
5.本发明为了解决上述问题，提供了一种pbat包覆的塑化淀粉及其生产工艺，可以将淀粉塑化的同时进行包覆造粒，不但阻止了塑化淀料因吸潮而影响使用，而且在生产pbat降解吹膜粒料的过程中，解决了淀粉粉尘的污染，保证了塑化淀粉的延用性。
6.本发明通过以下技术方案实现：一种pbat包覆塑化淀粉，由包含以下重量份的组分制成：植物淀粉：70-85份增塑剂：5-15份pbat：5-10份润滑剂：2-5份偶联剂：3-5份优选的，所述植物淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉，玉米淀粉与木薯淀粉质量比为2～1:1；
优选的，所述增塑剂为甲酰胺、尿素，甲酰胺与尿素质量比为2～1:1；优选的，所述润滑剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、环氧大豆油、硬脂酸酰胺中的一种或几种；优选的，所述偶联剂为铝酸脂偶联剂sg-al821(二硬脂酰氧异丙基铝酸酯)、防沉降性铝酸酯asa中的一种或两种配合。
7.一种pbat包覆塑化淀粉生产工艺，包括以下步骤：（1）按以下重量份称取各组分原料：植物淀粉：70-85份，增塑剂：5-15份，pbat：5-10份，润滑剂：2-5份，偶联剂：3-5份；（2）将植物淀粉和pbat投入高混锅内，高混锅预设温度控制80℃，转速300-400转/分钟，持续30-40分钟；（3）将增塑剂、润滑剂、偶联剂投入高混锅内，缓慢提高转速至900-1000转/分钟。持续15-20分钟；（4）将混合均匀的物料投入双螺杆挤出机挤出，挤出温度130-150℃；（5）混合物挤出后，滴落冷却，得到所述pbat包覆塑化淀粉颗粒。
8.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、本发明拓展了玉米淀粉的非食物用途和工业木薯淀粉的工业用途，提供了一种具有使用价值的新型可降解材料。通过对淀粉的增塑改性，改善淀粉与pbat之间的相容性；2、本发明在保证材料的完全生物降解性的同时，通过使用pbat将塑化淀粉进行包覆造粒，可明显的改善淀粉的耐回生性和吸潮性；3、这种pbat包覆型塑化淀粉可直接与pbat共混挤出造粒成为降解膜制品的原料，不需要再次干燥；也可直接与pbat共混吹膜，制成生物降解膜、袋等降解产品，亦可与其他降解材料简单混合后直接生产成型产品，使降解产品的成型工艺变得简单且质量稳定；4、本发明生产工艺简单，易于控制，适合工业化生产。
9.实施实例1植物淀粉（玉米淀粉60份、木薯淀粉25份），增塑剂（甲酰胺2.5份、尿素2.5份）、pbat：5份，润滑剂(硬脂酸1801）2份，偶联剂(防沉降性铝酸酯asa)3份。
10.实施实例2植物淀粉（玉米淀粉35份、木薯淀粉35份），增塑剂（甲酰胺5份、尿素5份）、pbat：10份，润滑剂(硬脂酸1801）5份，偶联剂(防沉降性铝酸酯asa)5份。
11.制备方法如下：（1）将植物淀粉和pbat投入高混内，高混锅预设控制80℃，转速300转/分钟，持续35分钟；（2）将增塑剂、润滑剂、偶联剂投入高混锅内，缓慢提高转速至900转/分钟。持续20分钟；（3）将混合均匀的物料投入双螺杆挤出机挤出，挤出温度130-150℃；（4）混合物挤出后，经滴落冷却，得到所述pbat包覆塑化淀粉。
12.将制得的pbat包覆塑化淀粉按照gb/t 27868-2011 可生物降解淀粉树脂规定的ⅰ类、a类进行相关的检测，其检测结果如下：
将制得的pbat包覆塑化淀粉与pbat按照1:1比例进行吹膜、制袋并按照gb/t 38082-2019生物降解塑料购物袋的要求进行物理力学性能检测。测试结果如下：产品规格：500mm*（300mm+7mm*2）*0.025mm，公称重量：4kg；提调实验：检测3个样品均无破裂；跌落实验：检测3个样品均无破裂；漏水性：检测3个样品均无滴水现象；封合强度：标准4n/15mm；实施实例1：6.75n/15mm、实施实例2：8.23 n/15mm；落镖实验：10个样品均无破裂；生物相对分解率：实施实例1：98%、实施实例2：97%。
13.由检测结果可以看出，本发明的pbat包覆塑化淀粉符合国家标准，与pbat简单混合后制成的吹膜产品符合国家标准要求，可代替传统的塑料袋、塑料膜。使用方便，具有广阔的应用前景。
14.以上公开的仅为本申请的2个实施实例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
技术特征：
1.一种pbat包覆塑化淀粉及其生产工艺，由包含以下重量份的组分制成：植物淀粉：70-85份；增塑剂：5-15份；pbat：5-10份；润滑剂：2-5份；偶联剂：3-5份。2.如权利要求1所述的一种pbat包覆塑化淀粉及其生产工艺，其特征在于，所述的植物淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉，玉米淀粉与木薯淀粉质量比为2～1:1。3.如权利要求1所述的一种pbat包覆塑化淀粉及其生产工艺，其特征在于，所述增塑剂为甲酰胺、尿素，甲酰胺与尿素质量比为2～1:1。4.如权利要求1所述的一种pbat包覆塑化淀粉及其生产工艺，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、环氧大豆油、硬脂酸酰胺中的一种或几种。5.如权利要求1所述的一种pbat包覆塑化淀粉及其生产工艺，其特征在于，所述偶联剂为铝酸脂偶联剂sg-al821(二硬脂酰氧异丙基铝酸酯)、防沉降性铝酸酯asa中的一种或两种。6.一种如权利要求1至5中任一项所述的pbat包覆塑化淀粉生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）按以下重量份称取各组分原料：植物淀粉：70-85份，增塑剂：5-15份，pbat：5-10份，润滑剂：2-5份，偶联剂：3-5份；（2）将植物淀粉和pbat投入高混锅内，高混锅预设温度控制80℃，转速300-400转/分钟，持续30-40分钟；（3）将增塑剂、润滑剂、偶联剂投入高混锅内，缓慢提高转速至900-1000转/分钟；持续15-20分钟；（4）将混合均匀的物料投入双螺杆挤出机挤出，挤出温度130-150℃；（5）混合物挤出后，经滴落冷却，得到所述pbat包覆塑化淀粉颗粒。
技术总结
本发明提供了一种PBAT包覆的塑化淀粉及其生产工艺，可以将淀粉塑化的同时进行包覆造粒，不但阻止了塑化淀料因吸潮而影响使用，而且在生产PBAT降解吹膜粒料的过程中，解决了淀粉粉尘的污染，保证了塑化淀粉的延用性。保证了塑化淀粉的延用性。
技术研发人员：杨向波
受保护的技术使用者：山东百世德生物科技有限公司
技术研发日：2020.10.12
技术公布日：2022/4/12