一种非透气生物降解树脂及其制备方法与流程

文档序号:24931843发布日期:2021-05-04 11:21阅读:239来源:国知局

本发明涉及生物降解树脂及其制备方法技术领域,尤其涉及一种非透气生物降解树脂。



背景技术:

生物降解树脂具有生物降解优势,具有广阔的应用前景。在生物降解树脂的制备原料中,pla(聚乳酸)具有良好的生物降解性,使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,是公认的环境友好材料;

pbat是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物,兼具pba(己二酸丁二醇酯)和pbt(对苯二甲酸丁二醇酯)的特性,既有较好的延展性和断裂伸长率,也有较好的耐热性和冲击性能;其具有优良的生物降解性,是目前市场应用最好降解材料之一。

pla和pbat同属脂肪族树脂,但两种材料的相容性很差,因现有技术中的工艺影响,在生产过程中存在分散不足、膜泡抖动大,膜外色度不一致(外侧发亮),达不到非透气生物降解树脂的质量要求。



技术实现要素:

针对现有技术中所存在的不足,发明提供了一种非透气生物降解树脂的制备方法,其解决了现有技术中制备工艺导致非透气生物降解树脂质量不达标的问题。

根据发明的实施例,一种非透气生物降解树脂的制备方法,其包括如下步骤:

s1、将pla和pbat按5~9:1~3的质量比例共混后进行干燥,干燥后在共混物表面喷洒占其重量3~7%的山梨醇溶液;

s2、将s1所得物经过螺杆挤压处理;

s3、将s2所得物和占其重量6~9%的钛白粉共混、并将共混物进行高速剪切机进行高速剪切处理;

s4、将s3中所得物进行螺杆挤压处理、然后拉条、冷却,最后切断即得非透气生物降解树脂。

进一步地,所述山梨醇溶液的溶剂为纯水,质量浓度为40~60%,山梨醇为食品添加剂级别,是一种具有高安全性的扩链剂。

进一步地,s1中pla和pbat用75~95%乙醇浸泡3`5h后再进行干燥,干燥温度为60~70℃,干燥时间为2~3h。使用的pla和pbat为颗粒状,用乙醇浸泡,能够析出颗粒内含有的少量杂质。

进一步地,s2中的螺杆挤压为双螺杆挤压,温度150~170℃,螺杆转速360-380r/min,出模压力为5~8mpa。

进一步地,s3中共混时,s3中共混时,将钛白粉按质量分成15%,25%,25%,35%的四份,分四次加入s2中所得物中。

进一步地,分次加入钛白粉的时间间隔为0.5~1min,且在加入过程中持续进行50~100r/min的搅拌。

进一步地,在加入钛白粉过程中进行的搅拌为磁力搅拌。

进一步地,s3中高速剪切处理为以下两个阶段:

第一阶段:300~500r/min处理20~30min;

第二阶段8000~12000r/min处理10~15min。第一阶段进行低速搅拌,使得加入的钛白粉溶液快速分布到高速剪切机的各个位置,同时容入到pla和pbat中,在第二阶段时,高速剪切,实现钛白粉和pla以及pbat的共混,使得钛白粉在共混物中充分分散,

进一步地,s4中的螺杆挤压为双螺杆挤压,温度120~140℃,螺杆转速300-350r/min,出模压力为3~5mpa。

根据本发明的实施例,还提供了上述工艺制备的一种非透气生物降解树脂。

相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:

采用两段式的共混工艺(即进行两次双螺杆挤压处理),使得物料混合更充分,分散更好,解决了膜泡抖动大、膜外色度不一致的问题;

所得树脂具有拉伸强度大、断裂伸长率大,以及可生物降解等优点,所用的原辅料具有高安全性,能够广泛应用于食品包装、医疗护理以及医疗防护用具等的制备。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

实施例1

本实施例提供了一种非透气生物降解树脂的制备方法,其包括如下步骤:

s1、将pla和pbat按500g:100g的比例共混后在60℃下进行3h干燥,干燥后在共混物表面喷洒占其重量7%的质量浓度为40%山梨醇水溶液;

s2、将s1所得物经过双螺杆挤压处理,温度150℃,螺杆转速380r/min,出模压力为8mpa;

s3、将s2所得物和占其重量6%的钛白粉共混、并将共混物进行高速剪切机进行高速剪切处理;

s4、将s3中所得物进行双螺杆挤压处理、然后拉条、冷却,最后切断即得非透气生物降解树脂,其中双螺杆挤压处理的温度120℃,螺杆转速350r/min,出模压力为5mpa;

上述步骤s1中,pla和pbat先用75%乙醇浸泡5h后再进行干燥,干燥温度为70℃,干燥时间为2h;

s3中共混时,钛白粉分四次加入,每次间隔1min,具体每次添加量(质量浓度)为15%,25%,25%,35%,在整个添加过程中进行50r/min的磁力搅拌;

s3中高速剪切处理为以下两个阶段:

第一阶段:300r/min处理30min;

第二阶段12000r/min处理10min。

实施例2

本实施例提供了一种非透气生物降解树脂的制备方法,其包括如下步骤:

s1、将pla和pbat按700g:200g的比例共混后在65℃下进行2.5h干燥,干燥后在共混物表面喷洒占其重量5%的质量浓度为50%山梨醇水溶液;

s2、将s1所得物经过双螺杆挤压处理,温度160℃,螺杆转速370r/min,出模压力为6.5mpa;

s3、将s2所得物和占其重量7.5%的钛白粉共混、并将共混物进行高速剪切机进行高速剪切处理;

s4、将s3中所得物进行双螺杆挤压处理、然后拉条、冷却,最后切断即得非透气生物降解树脂,其中双螺杆挤压处理的温度130℃,螺杆转速320r/min,出模压力为4mpa;

上述步骤s1中,pla和pbat先用85%乙醇浸泡4h后再进行干燥,干燥温度为65℃,干燥时间为2.5h;

s3中共混时,钛白粉分四次加入,每次间隔0.8min,具体每次添加量(质量浓度)为15%,25%,25%,35%,在整个添加过程中进行80r/min的磁力搅拌;

s3中高速剪切处理为以下两个阶段:

第一阶段:400r/min处理25min;

第二阶段10000r/min处理15min。

实施例3

本实施例提供了一种非透气生物降解树脂的制备方法,其包括如下步骤:

s1、将pla和pbat按900g:300g的比例共混后在70℃下进行2h干燥,干燥后在共混物表面喷洒占其重量3%的质量浓度为30%山梨醇水溶液;

s2、将s1所得物经过双螺杆挤压处理,温度170℃,螺杆转速360r/min,出模压力为5mpa;

s3、将s2所得物和占其重量9%的钛白粉共混、并将共混物进行高速剪切机进行高速剪切处理;

s4、将s3中所得物进行双螺杆挤压处理、然后拉条、冷却,最后切断即得非透气生物降解树脂,其中双螺杆挤压处理的温度140℃,螺杆转速300r/min,出模压力为3mpa;

上述步骤s1中,pla和pbat先用95%乙醇浸泡3h后再进行干燥,干燥温度为60℃,干燥时间为3h;

s3中共混时,钛白粉分四次加入,每次间隔0.5min,具体每次添加量(质量浓度)为15%,25%,25%,35%,在整个添加过程中进行100r/min的磁力搅拌;

s3中高速剪切处理为以下两个阶段:

第一阶段:500r/min处理20min;

第二阶段8000r/min处理20min。

实施例4

除以下不同外,其余内容与实施例1相同,不同在于:

pla和pbat的比例为600g:100g。

实施例5

除以下不同外,其余内容与实施例1相同,不同在于:

s2中出模压力为9mpa。

实施例6

除以下不同外,其余内容与实施例3相同,不同在于:

pla和pbat的比例为900g:350g。

实施例7

除以下不同外,其余内容与实施例3相同,不同在于:

s2中出模压力为4mpa。

实施例8

除以下不同外,其余内容与实施例1相同,不同在于:

s3中混入5%的钛白粉。

实施例9

除以下不同外,其余内容与实施例3相同,不同在于:

s3中混入10%的钛白粉。

实施例10

除以下不同外,其余内容与实施例1相同,不同在于:

s3中未混入钛白粉。

实施例11

除以下不同外,其余内容与实施例1相同,不同在于:

s2中经双螺杆挤压处理后,进行拉条、冷却,最后切断即得非透气生物降解树脂。

实施例12

除以下不同外,其余内容与实施例11相同,不同在于:

在s2中进行双螺杆挤压处理时添加占s1中所得物6%的钛白粉。

对上述实施例中所得的非透气生物降解树脂进行性能测试,记录结果见下表:

注:树脂经吹膜机成膜,膜厚度为0.03mm,按gb/t1040和gb/t1043检测其性能。

从上表中可以看出,经实施例1~3所制备的非透气可降解树脂具备更好的拉伸强度、冲击强度以及断裂伸长率特性;

实施例1和实施例4对比,说明减少pbat比例能提高拉伸强度、冲击强度以及断裂伸长率的参数数值,同时,实施例3和实施例6对比,说明pbat比例不宜升高;

实施例1和实施5对比,说明s2中出模压力不易过高,同时,实施例3和实施例7对比,说明s2中出模压力不易过低,维持在5~8mpa能使得生物降解树脂质量参数最佳;

实施例1和实施例8以及实施例9对比,说明钛白粉的最佳比例为6~9%,实施例10中未添加钛白粉,即其含量为0,这说明钛白粉的添加对树脂的色度改善有决定性作用,且在最佳含量范围内使得颜色能保证均一;

实施例1和实施例11对比,说明第二次双螺杆挤压处理对改善树脂的质量特性具有促进作用,同时,钛白粉的添加也需要在第二次双螺杆挤压处理过程添加才能起到改善色度的作用。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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