一种碳酸钙母粒及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种碳酸钙母粒及其制备方法与应用，涉及塑料技术领域。本发明专利技术通过在碳酸钙的表面包覆单硬脂酸甘油酯，在单硬脂酸甘油酯表面包覆酰胺改性脂肪族超支化聚酯，提高碳酸钙与PBAT的相容性，从而提高碳酸钙在生物降解材料PBAT中的添加量和所得复合材料的力学性能；又因酰胺改性脂肪族超支化聚酯本身具有润滑效果，无需再在碳酸钙母粒配方中添加润滑剂，减少了成本；同时，单硬脂酸甘油酯和酰胺改性脂肪族超支化聚酯添加量少，且可降解，不会影响所得复合材料的降解性，适用于制备全生物降解材料；另外，本发明专利技术碳酸钙母粒的制备方法简单，便于工业化生产。便于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸钙母粒及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及高分材料
，具体涉及一种碳酸钙母粒及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]目前全生物降解材料以PLA(聚乳酸)和PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯)为主，在应用中普遍会添加碳酸钙、滑石粉等填料来降低成本或者提高材料的某一个性能。碳酸钙因来源广、价格低而成为填料的首选材料。市售碳酸钙通常按聚烯烃体系的需求进行处理，如用硬脂酸、铝酸脂偶联剂、钛酸酯偶联剂等助剂进行处理。聚烯烃属于非极性材料，全生物降解材料属于极性材料，经上述处理后的碳酸钙虽然与聚烯烃有很好的相容性，但与全生物降解材料的相容性很差。这就导致碳酸钙的添加量提高后，全生物降解材料的性能变差，达不到降低成本的效果，同时选用的助剂不可降解，导致碳酸钙添加量不能太高，否则会影响生物降解。
[0003]专利CN202110765650.5公开了一种粉体填充聚合物母粒，按质量份数由以下组分组成：碳酸钙50
‑
100份、PBAT10
‑
20份、非结晶聚乳酸5
‑
10份、偶联剂1
‑
3份、可降解润滑剂1
‑
5份、相容剂3
‑
8份、生物可降解增塑剂1
‑
2份、抗氧剂0.1
‑
0.3份；其中碳酸钙优选采用3000
‑
5000目的碳酸钙粉料，非结晶聚乳酸数均分子量优选为5000～200000，可降解润滑剂优选采用可降解润滑剂RF
‑
8，生物可降解增塑剂优选为二乙酰环氧化植物油酸甘油酯。虽然该专利申请声称其提供的母粒配方不含不可降解的载体或添加剂，具有可完全生物降解特性，但并未阐明所用偶联剂与相容剂的具体品种，而目前市售偶联剂和相容剂基本都不可降解，而且其未阐明所提供的母粒的实际添加量及使用性能。
[0004]专利CN202210072405.0公开了一种碳酸钙母粒，包括如下组分：60
‑
90重量份的碳酸钙粉体、10
‑
15重量份的PBAT、10
‑
15重量份的POE、5
‑
15重量份的降解助剂；该碳酸钙母粒的生产工艺包括如下步骤：将碳酸钙加入搅拌罐中高速搅拌，在高速搅拌及加热状态下将加入PBAT及POE，并配合超声波实现均匀混合，再在高速搅拌及加热状态下将加入降解助剂，并配合超声波实现均匀混合，然后密炼，挤出，风切成型，得到碳酸钙母粒。该专利申请利用特殊的工艺来提高碳酸钙的分散效果，但该特殊工艺操作繁琐且生产成本高，而且其所采用的POE为不可降解材料，会影响产品的降解性。
[0005]因此，有必要解决现有技术中碳酸钙与生物降解材料的相容性差而使其添加量少、材料性能差，以及影响材料降解性的技术问题。

技术实现思路

[0006]基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种碳酸钙母粒及其制备方法与应用，以改善碳酸钙与生物降解材料的相容性，提高碳酸钙在生物降解材料的添加量和所得复合材料的力学性能，确保所得复合材料具有良好的生物降解性，能用于制备全生物降解材料。
[0007]为了达到上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种碳酸钙母粒，包括以下重量份的
组分：碳酸钙70
‑
85份，PBAT 15
‑
28份，单硬脂酸甘油酯0.3
‑
1份，酰胺改性脂肪族超支化聚酯0.3
‑
1份；其中，单硬脂酸甘油酯包覆在碳酸钙的表面，酰胺改性脂肪族超支化聚酯包覆在单硬脂酸甘油酯的表面。
[0008]碳酸钙在加工过程中易产生静电而发生团聚，无法分散。单硬脂酸甘油酯有抗静电和分散效果，其分子中含有两个羟基；碳酸钙表面含有大量的羟基，上述碳酸钙母粒利用单硬脂酸甘油酯分子中的羟基与碳酸钙表面的羟基间的吸附作用，在碳酸钙的表面包覆单硬脂酸甘油酯，起到分散碳酸钙的作用；同时利用酰胺改性脂肪族超支化聚酯中的酰胺基与羟基能够发生反应，在单硬脂酸甘油酯的表面包覆酰胺改性脂肪族超支化聚酯，形成牢固的包覆层，进一步提高碳酸钙的分散效果，并且酰胺改性脂肪族超支化聚酯的脂肪族聚酯长链与生物降解材料PBAT结构相似，利用相似相容特性，改善碳酸钙与生物降解材料PBAT的相容性，提高碳酸钙在生物降解材料PBAT中的添加量和所得复合材料的力学性能。另外，单硬脂酸甘油酯和酰胺改性脂肪族超支化聚酯属于酯类，容易发生水解，在自然环境中会发生降解，且它们的添加量非常小，不会影响所得复合材料的降解性，能用于制备全生物降解材料。又因酰胺改性脂肪族超支化聚酯本身具有润滑效果，无需再在碳酸钙母粒配方中添加润滑剂，减少了成本。
[0009]拉伸断裂标称应变优选地，所述单硬脂酸甘油酯与所述酰胺改性脂肪族超支化聚酯的重量比为单硬脂酸甘油酯：酰胺改性脂肪族超支化聚酯＝1：(1
‑
3.4)。当所述单硬脂酸甘油酯与所述酰胺改性脂肪族超支化聚酯的重量比在此范围内时，能使碳酸钙母粒在PBAT中的分散性更好，同时拉伸强度、拉伸断裂标称应变、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度等力学性能更高，尤其是拉伸断裂标称应变明显更高。
[0010]优选地，所述单硬脂酸甘油酯与所述酰胺改性脂肪族超支化聚酯的重量比为单硬脂酸甘油酯：酰胺改性脂肪族超支化聚酯＝1：(2
‑
3.4)。当所述单硬脂酸甘油酯与所述酰胺改性脂肪族超支化聚酯的重量比为1:(2
‑
3.4)时，在获得较高的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度等力学性能的同时，拉伸断裂标称应变更高。
[0011]优选地，所述碳酸钙的含水量在0.1wt％以下。碳酸钙易吸潮，通过控制碳酸钙的含水量在0.1wt％以下，避免PBAT等材料在加工过程中发生水解，导致所得复合材料的性能下降。
[0012]优选地，所述碳酸钙的粒径的目数在1250目以上。更优选地，所述碳酸钙的粒径在1250～3000目。
[0013]优选地，所述碳酸钙为重质碳酸钙。重质碳酸钙是自然产物，便宜又环保。
[0014]优选地，所述PBAT的熔融指数为5
‑
10g/10min，测试条件190℃、2.16kg。所述PBAT的熔融指数根据标准ISO1133
‑
2016进行测定。
[0015]第二方面，本专利技术提供了所述碳酸钙母粒的制备方法，包括以下步骤：将碳酸钙与单硬脂酸甘油酯混合均匀后，与酰胺改性脂肪族超支化聚酯混合均匀，再与PBAT混合均匀，挤出造粒，得到碳酸钙母粒。该制备方法先将碳酸钙与单硬脂酸甘油酯混合，以在碳酸钙的表面包覆单硬脂酸甘油酯；再与酰胺改性脂肪族超支化聚酯混合，以在单硬脂酸甘油酯表面包覆酰胺改性脂肪族超支化聚酯，从而改善碳酸钙与生物降解材料PBAT的相容性，提高了碳酸钙在生物降解材料PBAT中的添加量和所得复合材料的力学性能。因酰胺改性脂肪族超支化聚酯本身具有润滑效果，在制备碳酸钙母粒时无需再使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸钙母粒，其特征在于，包括以下重量份的组分：碳酸钙70
‑
85份，PBAT 15
‑
28份，单硬脂酸甘油酯0.3
‑
1份，酰胺改性脂肪族超支化聚酯0.3
‑
1份；其中，所述单硬脂酸甘油酯包覆在所述碳酸钙的表面，所述酰胺改性脂肪族超支化聚酯包覆在所述单硬脂酸甘油酯的表面。2.如权利要求1所述的碳酸钙母粒，其特征在于，所述单硬脂酸甘油酯与所述酰胺改性脂肪族超支化聚酯的重量比为单硬脂酸甘油酯：酰胺改性脂肪族超支化聚酯＝1：(1
‑
3.4)。3.如权利要求2所述的碳酸钙母粒，其特征在于，所述单硬脂酸甘油酯与所述酰胺改性脂肪族超支化聚酯的重量比为单硬脂酸甘油酯：酰胺改性脂肪族超支化聚酯＝1：(2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱玉英，陈向文，黄华彬，贝进国，叶有，谢云，谢威，蒙福华，莫及，
申请(专利权)人：广西贺州市科隆粉体有限公司，
类型：发明
国别省市：