一种可生物降解聚酯组合物及制备方法和应用与流程

本发明属于可生物降解聚酯领域，具体涉及一种可生物降解聚酯组合物及制备方法和应用。

背景技术：

1、可生物降解聚酯是以生物资源为原料的一类高分子材料。相对于以石化资源为原料的石油基高分子，可生物降解聚酯能够在生物或生物化学作用过程中或生物环境中发生降解，是目前生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好的降解材料之一。可生物降解聚酯薄膜是目前可生物降解聚酯重要应用领域之一，生物可降解聚酯具有质地柔软、无毒，加工方便，化学稳定性好，有一定的强度，具有良好的耐化学溶剂和耐寒性等特点，它广泛应用于购物袋、厨余垃圾袋、食品包装膜、农用地膜等领域。

2、随着需求的增加和化工原材料供给的紧张，生物降解聚酯价格水涨船高，添加无机刚性粒子是提升性能和降低成本的重要手段之一。但现有技术通过添加无机刚性粒子得到的可生物降解聚酯无法在保证可生物降解聚酯具有良好的力学性能同时实现较低的用料成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种可生物降解聚酯组合物及制备方法和应用。该可生物降解聚酯组合物制得的无机物含量相近的薄膜，在相同的表观厚度下，具有更好的力学性能和更低的表观密度，有利于降低用料成本。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种可生物降解聚酯组合物，包括以下重量百分数计的组分：

3、i.75～100重量％的可生物降解共聚酯，基于组分i～ii的总重量计；

4、ii.0～25重量％的聚乳酸，基于组分i～ii的总重量计；

5、iii.15～30重量％的可酸蚀无机刚性粒子，基于组分i～iv总重量计；

6、iv.1～15重量％的不可酸蚀无机刚性粒子，基于组分i～iv总重量计。

7、所述可酸蚀无机刚性粒子以及不可酸蚀无机刚性粒子的混合粒径符合下述分布：d90<12μm，d95＝15～25μm。其中，d90和d95通过500℃煅烧残留的激光粒度多峰分布粒径测出。

8、可以理解的是，在本发明中，d90＜12μm，可以理解为包括但不限于5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm；d95＝15～25μm，可以理解为包括但不限于15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm。

9、优选地，所述可酸蚀无机刚性粒子以及不可酸蚀无机刚性粒子的混合粒径符合下述分布：d90≤7.5μm，d95＝16.3～21.5μm。

10、进一步优选的，所述可酸蚀无机刚性粒子以及不可酸蚀无机刚性粒子的混合粒径符合下述分布：d90＝6.2～7.3μm，d95＝17.4～20.8μm。

11、优选地，所述可生物降解聚酯组合物，包括以下重量百分数计的组分：

12、i.90～95重量％的可生物降解共聚酯，基于组分i～ii的总重量计；

13、ii.5～10重量％的聚乳酸，基于组分i～ii的总重量计；

14、iii.21～24重量％的可酸蚀无机刚性粒子，基于组分i～iv总重量计；

15、iv.5～8重量％的不可酸蚀无机刚性粒子，基于组分i～iv总重量计。

16、优选地，所述可生物降解共聚酯为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、癸二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物中的至少一种。

17、更优选地，所述己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物中对苯二甲酸丁二醇酯的摩尔百分比为40～60％；所述癸二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物中对苯二甲酸丁二醇酯的摩尔百分比为40～60％。

18、优选地，所述可生物降解聚酯组合物，包括以下(1)和(2)两项：

19、(1)所述可酸蚀无机刚性粒子是指在1m盐酸下可完全溶解的无机刚性粒子；所述可酸蚀无机刚性粒子为碳酸钙、方解石中的至少一种；

20、(2)所述不可酸蚀无机刚性粒子是指1m盐酸下不可完全溶解的无机刚性粒子；所述不可酸蚀无机刚性粒子包括滑石粉、二氧化硅、硫酸钡、二氧化钛中的至少一种。

21、优选地，所述可生物降解聚酯组合物还包括占i～iv组分总重量0～0.5％的开口剂。所述开口剂为本领域的通用组分。

22、一种所述可生物降解聚酯组合物的制备方法，包括以下步骤：

23、先将可生物降解共聚酯、聚乳酸进行均匀混合，烘干，之后与可酸蚀无机刚性粒子和不可酸蚀无机刚性粒子、开口剂进行搅拌混合，所得均匀混合物进行熔融塑化、挤出、造粒，得到可生物降解聚酯组合物。

24、优选地，所述烘干的温度为70～90℃，烘干时间为4～6h。

25、优选地，所述搅拌混合的时间为1～5min。

26、优选地，所述熔融塑化、挤出、造粒的设定温度为60～190℃，转速为250～320rpm，挤出速度为550～630kg/h。

27、一种所述可生物降解聚酯组合物在制备可生物降解薄膜产品中的应用，所述可生物降解薄膜产品包括购物袋、厨余垃圾袋、食品包装膜、农用地膜中的任意一种。

28、本发明中选用的可酸蚀无机刚性粒子在可生物降解聚酯熔体弱酸性环境中具有更好的分散性，可以有效增加组合物韧性；不可酸蚀无机刚性粒子在可生物降解聚酯熔体弱酸性环境中具有更好的尺寸稳定性，可以有效增加组合物刚性。粒径较小的无机刚性粒子更容易被树脂基体包裹，可以增强连续相但显著提高所得薄膜表观密度；粒径较大的无机刚性粒子不易被树脂基体包裹而凸出在所得薄膜表面，有利于降低表观密度但因破坏了连续相而导致力学性能降低。通过调节可酸蚀无机刚性粒子和不可酸蚀无机刚性粒子的重量比例和粒径分布可以使制得的可生物降解聚酯组合物具有良好的拉伸强度、冲击强度等力学性能，同时具有较低的表观密度。

29、本发明中所有提及的无机刚性粒子指的均是酸蚀无机刚性粒子和不可酸蚀无机刚性粒子的总和。

30、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

31、本发明通过在可生物降解聚酯组合物中配合使用特定粒径分布的无机刚性粒子，使混合粒径分布满足：d90<12μm，d95＝15～25μm，该可生物降解聚酯组合物制得的无机物含量相近的薄膜，在相近的表观厚度下，具有更好的力学性能和较低的表观密度，有效减少用料量从而进一步降低用料成本。

技术特征：

1.一种可生物降解聚酯组合物，其特征在于，包括以下重量百分数计的组分：

2.如权利要求1所述的可生物降解聚酯组合物，其特征在于，包括以下重量百分数计的组分：

3.如权利要求1或2所述的可生物降解聚酯组合物，其特征在于，所述可生物降解共聚酯为基于脂族和/或芳族二羧酸和基于脂族二羟基化合物的共聚物。

4.如权利要求1所述的可生物降解聚酯组合物，其特征在于，所述可生物降解共聚酯包括己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、癸二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物中的至少一种。

5.如权利要求1所述的可生物降解聚酯组合物，其特征在于，包括以下(1)和(2)两项：

6.如权利要求1所述的可生物降解聚酯组合物，其特征在于，所述可生物降解聚酯组合物还包括占i～iv组分总重量0～0.5％的开口剂。

7.一种如权利要求1～6任一所述可生物降解聚酯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，至少包括以下(1)和(2)中的一项：

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述熔融塑化、挤出、造粒的设定温度为60～190℃，转速为250～320rpm，挤出速度为550～630kg/h。

10.一种如权利要求1～6任一所述可生物降解聚酯组合物在制备可生物降解薄膜产品中的应用。

技术总结
本发明属于可生物降解聚酯领域，具体涉及一种可生物降解聚酯组合物及制备方法和应用。所述可生物降解聚酯组合物，包括以下重量百分数计的组分：i.75～100重量％的可生物降解共聚酯，基于组分i～ii的总重量计；ii.0～25重量％的聚乳酸，基于组分i～ii的总重量计；iii.15～30重量％的可酸蚀无机刚性粒子，基于组分i‑iv总重量计；iv.1～15重量％的不可酸蚀无机刚性粒子，基于组分i～iv总重量计；所述可酸蚀无机刚性粒子以及不可酸蚀无机刚性粒子的混合粒径符合下述分布：D90<12μm，D95＝15～25μm。本发明制得的薄膜，在相近的表观厚度下，具有更好的力学性能和较低的表观密度。

技术研发人员：麦开锦,陈平绪,叶南飚,曾祥斌,焦建,杨晖,陈业中,董学腾,熊凯,李岩,欧阳春平
受保护的技术使用者：珠海金发生物材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15