一种可降解塑料及其制备方法技术

本申请涉及塑料技术领域，更具体地说，它涉及一种可降解塑料及其制备方法。一种可降解塑料包括如下重量份数的原料：PBAT20

【技术实现步骤摘要】
一种可降解塑料及其制备方法


[0001]本申请涉及塑料
，更具体地说，它涉及一种可降解塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑料原料是一种以合成的活天然的高分子化合物，可任意捏成各种形状最后能保持形状不变的材料或可塑材料产品。目前塑料与人们的日常生活息息相关，其具有方便、耐用的优点。但是，塑料的原料大部分都是不可降解材料，当塑料被随意丢弃到自然界中后，废弃塑料在自然界里分解得很慢，完全分解要几十年，甚至上百年，PBAT属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，它可以在细菌或酶的作用下，可降解成为H2O和CO2等物质，对环境无害。PBAT熔点较高性能良好，可取代通用聚乙烯或聚丙烯而进入通用塑料领域，直接做为塑料加工使用，彻底解决传统塑料对环境造成的污染。
[0003]PBAT塑料虽然可以完全降解，但其加工温度低，最终制得的PBAT分子量小、黏度低，所以PBAT塑料的力学性能较差。为了提高PBAT塑料的力学性能，专利技术名称为一种复合纳米材料改性的淀粉基生物降解食品包装膜及其制备方法，公告号为CN110437590B的中国专利技术专利，通过石墨烯、纳米TiO2、纳米ZnO和纳米SiO2改性复合生物基材料(PLA、PBAT和PCL)，使得包装膜具有更好的力学性能。但是石墨烯、纳米TiO2、纳米ZnO和纳米SiO2价格昂贵，所以制备得到的包装膜价格较高，在一定程度上限制了其作为全生物降解材料的拓展应用。
[0004]针对上述中的相关技术，生产出一种成本低且力学性能与上述复合纳米材料改性的淀粉基生物降解食品包装膜相当的塑料材料具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]为了在保证塑料力学性能的基础上，降低塑料的生产成本，本申请提供一种可降解塑料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种可降解塑料，采用如下的技术方案：一种可降解塑料，包括如下重量份数的原料：PBAT20
‑
30份；咖啡渣10
‑
20份；MDI5
‑
10份；抗水解稳定剂4
‑
6份；增塑剂4
‑
6份。
[0007]通过采用上述技术方案，咖啡渣是一种广泛可用，价格低廉的副产品，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。将PBAT、咖啡渣和MDI复配，MDI可分别与PBAT和咖啡渣反应，增加咖啡渣与PBAT的结合能力，而咖啡渣均匀的分散在PBAT中，提高咖啡渣与PBAT共混界面的相容性和粘结强度，还能增强咖啡渣的疏水性，提高制得塑料的疏水性能，从而得到力学强度高、疏水性能好和制作成本低的塑料，即在保证塑料力学性能的基础上，还可降低塑料
的生产成本。
[0008]优选的，所述咖啡渣为改性咖啡渣，所述改性咖啡渣的制备过程包括以下步骤：将咖啡渣干燥、研磨后，进行加热处理，加热温度为200
‑
300℃，加热时间为2
‑
3h。
[0009]通过采用上述技术方案，咖啡渣经干燥、研磨和加热处理后，可将咖啡渣中残余的油脂部分去除，得到改性咖啡渣。改性咖啡渣与PBAT充分接触连接，提高其界面连接强度，而且在加热过程中，咖啡渣中的纤维素和半纤维素开始分解。此时，改性咖啡渣与MDI混合，使得咖啡渣的疏水性增强，进一步提高了与PBAT的相容性，降低制得塑料的吸水性，提高咖啡渣与PBAT的界面的结合强度，从而提高了塑料的力学强度。
[0010]优选的，所述咖啡渣在干燥之前，还经过碱液浸泡处理。
[0011]通过采用上述技术方案，咖啡渣经过碱液浸泡后，使得咖啡渣中的纤维素、半纤维素等杂质部分被溶解，咖啡渣表面变得粗糙，在MDI的促进作用下，咖啡渣与PBAT的粘合性增强，提高制得的改性咖啡渣与PBAT的机械粘合强度，从而提高制得塑料的力学性能。
[0012]优选的，所述碱液为体积浓度为0.5
‑
1.1％的NaOH水溶液。
[0013]通过采用上述技术方案，咖啡渣经过浓度的NaOH水溶液处理后，咖啡渣表面变得干净而且凹凸明显，咖啡渣表面的空隙变大，进一步提高咖啡渣与MDI、PBAT的机械粘合强度，从而提高制得塑料的力学性能。
[0014]优选的，所述咖啡渣研磨的粒径范围为100
‑
200μm。
[0015]通过采用上述技术方案，咖啡渣经过研磨后，咖啡渣的粒径变小，有利于后续对咖啡渣后处理时，提高咖啡渣的出油量，减少咖啡渣颗粒之间相互粘结，提高改性咖啡渣在原料中的分散性，从而提高制得塑料的力学强度。
[0016]优选的，其制备所需原料，还包括重量份为10
‑
20份的玉米淀粉。
[0017]通过采用上述技术方案，玉米淀粉与改性咖啡渣、MDI、PBAT混合后，MDI将玉米淀粉、改性咖啡渣、PBAT形成“包埋”结构，将玉米淀粉、改性咖啡渣、PBAT与水隔开。因为改性的咖啡中残存有部分油脂，咖啡渣中残存的部分油脂与玉米淀粉发生反应，一方面可提高制得塑料的力学强度；另一方面，减少玉米淀粉分子间的相互作用，而且油脂的极性部分靠静电力作用，与玉米淀粉的极性基团发生耦合，破坏原有的交联点，从而提高制得塑料制品的力学稳定性和疏水性。玉米淀粉作为原料，可减少PBAT的用量，降低生产成本。
[0018]优选的，所述抗水解稳定剂由Staboxol—P和亚磷酸一苯二异辛酯按重量比为1:(0.8
‑
1.2)混合组成。
[0019]通过采用上述技术方案，Staboxol—P和亚磷酸一苯二异辛酯混合复配后，增大抗水解稳定剂的作用，复配后的抗水解稳定剂可与PBAT水解时产生的端羧基、端氨基及端羟基进行反应，生成稳定的无害化产物，有效阻止PBAT进一步降解断裂，从而提高塑料整体的稳定性。
[0020]优选的，所述增塑剂由PEG
‑
4000与4,5
‑
环氧四氢邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯按重量比为1:(1.0
‑
1.4)混合组成。
[0021]通过采用上述技术方案，将乙二醇与4,5
‑
环氧四氢邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯混合后，乙二醇与4,5
‑
环氧四氢邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯具有协同作用，可增强与玉米淀粉、改性咖啡渣、PBAT的相容性，提高混合原料在塑化过程中的剪切力，从而提高制备得到的可降解塑料的力学性能。
[0022]第二方面，本申请提供一种可降解塑料的制备方法，采用如下的技术方案：一种可降解塑料的制备方法，包括以下步骤：将PBAT、改性咖啡渣、MDI、增塑剂、抗水解稳定剂搅拌混合后，得到混合物，将混合物加热后，吹塑成膜，出料。
[0023]通过采用上述技术方案，塑料的制备方法简单，便于节约成本，而且各原料经过上述制备处理后，提高各原料之间的分散性，从而得到力学强度高、疏水性能好和制作成本低的塑料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解塑料，其特征在于，包括如下重量份数的原料：PBAT 20
‑
30份；咖啡渣 10
‑
20份；MDI 5
‑
10份；抗水解稳定剂 4
‑
6份；增塑剂 4
‑
6份。2.根据权利要求1所述的可降解塑料，其特征在于，所述咖啡渣为改性咖啡渣，所述改性咖啡渣的制备过程包括以下步骤：将咖啡渣研磨、干燥后，进行加热处理，加热温度为200
‑
300℃，加热时间为2
‑
3h。3.根据权利要求2所述的可降解塑料，其特征在于，所述咖啡渣在干燥之前，还经过碱液浸泡处理。4.根据权利要求2所述的可降解塑料，其特征在于，所述碱液为体积浓度为0.5
‑
1.1%的NaOH水溶液。5.根据权利要求2所述的可降解塑料，其特征在于，所述咖啡渣研磨的粒径范围为100
‑
200μm。6.根据权利要求1所述的可降解塑料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，
申请(专利权)人：上海乐亿塑料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：