一种含有PBAT的组合物及其制备方法和PBAT保鲜膜

摘要

本发明公开了一种含有PBAT的组合物及其制备方法和PBAT保鲜膜。该含有PBAT的组合物含有PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂；以组合物的总重量为基准，PBAT的含量为73-95重量%，改性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量%，相容剂的含量为2-3重量%，抗氧剂的含量为0.1-2重量%，润滑剂的含量为0.1-2重量%。通过在PBAT中添加改性纳米碳酸钙，使制备的材料在吹塑成膜后的强度得到了较大的提高，同时因改性纳米碳酸钙的使用，也降低了成本，提高了性价比，制备出了一种性价比高、加工性能良好、开口性良好的含有PBAT的材料及基于该材料生产的保鲜膜。

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化学材料，具体地，涉及一种含有PBAT的组合物及 其制备方法和PBAT保鲜膜。

背景技术

目前，在日常生产生活中，保鲜膜已经被广泛应用于家庭生活中及部分 包装行业，这种被广泛应用的塑料保鲜膜基本上都是传统的石油基的PE保 鲜膜。这种保鲜膜由于厚度非常薄，很难被回收利用，废弃后在自然界中也 不会降解，造成了白色污染。

PBAT是聚己二酸和对苯二甲酸丁二酯共聚物，具有优良的生物降解性， 同时兼具PBA和PBT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，因此目前备受世界各国专家和学者的关注，成为目前 生物降解塑料研究的热点之一。

目前，各种PBAT合金树脂专利已经是层出不穷，其应用领域也在不断 扩展，但是就目前而言，专门的PBAT保鲜膜专利并不多见，并且目前纯PBAT 树脂较传统的PE树脂价格较高，并且其开口性较差，不利于加工，因此不 利于市场的推广。因此，制备一种性价比高、加工性能良好、开口性良好的 含有PBAT的材料及基于该材料生产的保鲜膜是本发明亟需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是为了制备一种高强度、高性价比、 加工性能良好、开口性良好的含有PBAT的材料及基于该材料生产的保鲜膜， 从而提供一种含有PBAT的组合物及其制备方法和PBAT保鲜膜。

为了实现上述目的，本发明提供一种含有PBAT的组合物，其中，该含 有PBAT的组合物含有PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂； 以所述组合物的总重量为基准，所述PBAT的含量为73-95重量%，所述改 性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量%，所述相容剂的含量为2-3重量%，所 述抗氧剂的含量为0.1-2重量%，所述润滑剂的含量为0.1-2重量%。

本发明还提供了一种含有PBAT的组合物的制备方法，其中，该制备方 法包括将PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂混料后进行造 粒；各组分的用量使得制备的组合物中，所述PBAT的含量为73-95重量%， 所述改性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量%，所述相容剂的含量为2-3重量 %，所述抗氧剂的含量为0.1-2重量%，所述润滑剂的含量为0.1-2重量%； 优选地，所述PBAT的含量为78-88重量%，所述改性纳米碳酸钙的含量为 7-17重量%，所述相容剂的含量为2-3重量%，所述抗氧剂的含量为0.8-1.5 重量%，所述润滑剂的含量为0.8-1.5重量%。

本发明还提供了一种PBAT保鲜膜。

本发明通过在PBAT中添加改性纳米碳酸钙，使得制备的材料在进行吹 塑成膜后的强度得到了较大的提高，同时因改性纳米碳酸钙的使用，也大大 降低了产品的成本，提高了产品的性价比，通过在组合物中添加相容剂，借 助于分子间的键合力，促使PBAT和改性纳米碳酸钙结合在一起，使得得到 的产品稳定性更高，也通过润滑剂的使用，增加了产品的开口性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解 的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制 本发明。

本发明提供了一种含有PBAT的组合物，其中，该含有PBAT的组合物 含有PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂；以所述组合物的 总重量为基准，所述PBAT的含量为73-95重量%，所述改性纳米碳酸钙的 含量为0.1-22重量%，所述相容剂的含量为2-3重量%，所述抗氧剂的含量 为0.1-2重量%，所述润滑剂的含量为0.1-2重量%。

在所述组合物中，为了使该组合物具有更好的物理性能和加工性能，优 选地，以所述组合物的总重量为基准，所述PBAT的含量为78-88重量%， 所述改性纳米碳酸钙的含量为7-17重量%，所述相容剂的含量为2-3重量%， 所述抗氧剂的含量为0.8-1.5重量%，所述润滑剂的含量为0.8-1.5重量%。

在所述组合物中，所述PBAT为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯 的共聚物，在本发明中，为了得到更好的使用效果，优选地，所述PBAT的 密度为1.15-1.36g/cm³，重均分子量为50000-80000，熔点为100℃-130℃。

所述相容剂可以为本领域常规使用的相容剂，在本发明中，为了使所述 PBAT和所述改性纳米碳酸钙具有更好的相容性，得到稳定性更佳的产品， 优选地，所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物。

所述抗氧剂可以为本领域常规使用的抗氧剂，在本发明中，为了制得的 组合物具有更高的抗氧化性能，更好的提高其使用寿命，优选地，所述抗氧 剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2.4-二叔丁基 苯基)亚磷酸酯。

所述润滑剂可以为本领域常规使用的润滑剂，在本发明中，为了使制得 的材料经过吹塑成膜后开口性更好，在实际使用中使用性能更佳，优选地， 所述润滑剂为EBS、芥酸酰胺、油酸酰胺和硬脂酸锌中的一种或多种。

在所述组合物中，为了提高所述组合物的硬度，本发明中还添加了改性 纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙是在搅拌下，将纳米碳酸钙和改性剂进行 混匀得到的。即，所述改性纳米碳酸钙含有改性剂和碳酸钙。所述混合的温 度可以为10-35℃。在本发明中，为了使改性后的纳米碳酸钙具有更好的使 用效果，所述改性剂优选为硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸锌和硅烷 偶联剂中的一种或多种；为了使纳米碳酸钙进行最优化的改性，优选地，以 100重量份的纳米碳酸钙为基准，所述改性剂的含量为0.1-1重量份。在本 发明中，所述纳米碳酸钙为本领域常规使用的颗粒大小为纳米级的碳酸钙。

本发明还提供了一种含有PBAT的组合物的制备方法，其中，该制备方 法包括将PBAT、改性纳米碳酸钙、相容剂、抗氧剂和润滑剂混料后进行造 粒；各组分的用量使得制备的组合物中，所述PBAT的含量为73-95重量%， 所述改性纳米碳酸钙的含量为0.1-22重量%，所述相容剂的含量为2-3重量 %，所述抗氧剂的含量为0.1-2重量%，所述润滑剂的含量为0.1-2重量%； 优选地，所述PBAT的含量为78-88重量%，所述改性纳米碳酸钙的含量为 7-17重量%，所述相容剂的含量为2-3重量%，所述抗氧剂的含量为0.8-1.5 重量%，所述润滑剂的含量为0.8-1.5重量%。

在所述制备方法中，所述PBAT、所述相容剂、所述抗氧剂、所述润滑 剂和所述改性纳米碳酸钙均与前文描述的相同。

在所述制备方法中，优选地，所述混料的方法包括：将所述PBAT和所 述改性纳米碳酸钙混合，再将得到的混合物与所述相容剂、所述抗氧剂和所 述润滑剂进行混合。

在所述制备方法中，为了使制备的组合物具有更好的加工性能，优选地， 该方法还包括在混料之前，将所述PBAT和所述改性纳米碳酸钙进行干燥处 理，所述干燥处理的温度为70-85℃，时间为1-3小时。

在所述制备方法中，优选地，所述的造粒过程在双螺杆挤出机中进行， 所述双螺杆挤出机的长度与直径比为40-50：1，所述双螺杆挤出机的温度为 120-140℃。

本发明还提供了一种PBAT保鲜膜，其中，所述保鲜膜是由上述制备方 法制得的含有PBAT的组合物进行吹塑成膜得到的。

在所述地膜的制备过程中，优选的，所述方法还包括将所述含有PBAT 的组合物进行吹塑成型，所述的吹塑过程在单螺杆挤出机中进行，所述单螺 杆挤出机的长度和直径比为20-35：1，所述单螺杆挤出机的温度为 120-140℃。优选情况下，在吹塑过程前，还包括将造粒后得到的颗粒材料 进行干燥处理，所述干燥处理的温度为50-70℃，时间为3-5小时。

根据本发明中一种PBAT保鲜膜的一种优选的制备方式包括：

（1）将所述PBAT和所述改性纳米碳酸钙在温度为70-85℃，时间为 1-3小时的条件下进行干燥处理；

（2）将处理后的所述PBAT和所述改性纳米碳酸钙与所述相容剂、所 述抗氧剂和所述润滑剂进行混合，得到混合物；

（3）将得到的混合物通过长度与直径比为40-50：1，挤出模头温度为 120-140℃的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒物；

（4）将得到的颗粒物在温度为50-70℃，时间为3-5小时的条件下进行 干燥处理；

（5）将干燥后的颗粒物通过长度和直径比为20-35：1，挤出模头温度 为120-140℃的单螺杆挤出机进行吹塑成膜。

以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明。

需要阐明的是，在本发明的实施例中，所述PBAT为浙江鑫富药业生产 的聚己二酸和对苯二甲酸丁二酯共聚物，所述PBAT的密度为 1.15-1.36g/cm³，重均分子量为50000-80000，熔点为100℃-130℃，所述相 容剂为市售常规的牌号为EMH4210的乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物，所 述EBS为本领域常规使用的亚乙基双硬脂酰胺。

实施例1

将73重量份的PBAT和22.2重量份的改性纳米碳酸钙（改性纳米碳酸 钙为21.85重量份的纳米碳酸钙和0.1重量份的硬脂酸和0.05重量份的硬脂 酸钙在25℃下进行混合得到的）在75℃下干燥1.5小时；将上述干燥后的 PBAT和改性纳米碳酸钙置于室温条件下冷却后与2重量份的EMH4210、1.3 重量份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和1.5重量份的 EBS进行混合，混匀后得到混合物M1；将得到的混合物M1通过长度与直 径比为45：1，挤出模头温度为125℃的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒 状的混合型树脂M2；将M2在55℃下干燥3.5小时；将干燥后的M2通过 长度和直径比为30：1，挤出模头温度为120℃的单螺杆挤出机进行吹塑成 膜，得到PBAT保鲜膜。

实施例2

将78重量份的PBAT和17.4重量份的改性纳米碳酸钙（改性纳米碳酸 钙为18.6重量份的纳米碳酸钙和0.1重量份的硬脂酸钠在25℃下进行混合得 到的）在70℃下干燥2小时；将上述干燥后的PBAT和改性纳米碳酸钙置 于室温条件下冷却后与2.5重量份的EMH4210、0.8重量份的三(2.4-二叔丁 基苯基)亚磷酸酯、0.5重量份的芥酸酰胺和0.8重量份油酸酰胺进行混合， 混匀后得到混合物M1；将得到的混合物M1通过长度与直径比为40：1，挤 出模头温度为135℃的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂 M2；将M2在70℃下干燥4.5小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为 20：1，挤出模头温度为135℃的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT 保鲜膜。

实施例3

将83重量份的PBAT和12.2重量份的改性纳米碳酸钙（改性纳米碳酸 钙为12.12重量份的纳米碳酸钙和0.08重量份的硬脂酸锌在25℃下进行混合 得到的）在85℃下干燥1小时；将上述干燥后的PBAT和改性纳米碳酸钙 置于室温条件下冷却后与2.5重量份的EMH4210、1.5重量份的三(2.4-二叔 丁基苯基)亚磷酸酯、0.2重量份的EBS、0.2重量份的芥酸酰胺、0.2重量份 的油酸酰胺和0.2重量份的硬脂酸锌进行混合，混匀后得到混合物M1；将 得到的混合物M1通过长度与直径比为50：1，挤出模头温度为120℃的双 螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂M2；将M2在65℃下干燥 3小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为25：1，挤出模头温度为125℃ 的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。

实施例4

将86.5重量份的PBAT和8.5重量份的改性纳米碳酸钙（改性纳米碳酸 钙为8.45重量份的纳米碳酸钙和0.05重量份的硬脂酸在25℃下进行混合得 到的）在80℃下干燥3小时；将上述干燥后的PBAT和改性纳米碳酸钙置 于室温条件下冷却后与3重量份的EMH4210、0.5重量份的四[β-(3,5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.6重量份的三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸 酯、0.4重量份的油酸酰胺和0.5重量份的硬脂酸锌进行混合，混匀后得到混 合物M1；将得到的混合物M1通过长度与直径比为43：1，挤出模头温度为 140℃的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂M2；将M2在50℃ 下干燥5小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为35：1，挤出模头温度 为130℃的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。

实施例5

将90重量份的PBAT和5.3重量份的改性纳米碳酸钙（改性纳米碳酸 钙为5.27重量份的纳米碳酸钙和0.03重量份的硬脂酸钙在25℃下进行混合 得到的）在70℃下干燥2.5小时；将上述干燥后的PBAT和改性纳米碳酸钙 置于室温条件下冷却后与3重量份的EMH4210、0.8重量份的四[β-(3,5-二叔 丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.9重量份的芥酸酰胺进行混合，混匀 后得到混合物M1；将得到的混合物M1通过长度与直径比为40：1，挤出模 头温度为130℃的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂M2； 将M2在70℃下干燥4小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为30：1， 挤出模头温度为135℃的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。

对比例1

将95.3重量份的PBAT在70℃下干燥2.5小时；将上述干燥后的PBAT 置于室温条件下冷却后与3重量份的EMH4210、0.8重量份的四[β-(3,5-二叔 丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和0.9重量份的芥酸酰胺进行混合，混匀 后得到混合物M1；将得到的混合物M1通过长度与直径比为40：1，挤出模 头温度为130℃的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒状的混合型树脂M2； 将M2在70℃下干燥4小时；将干燥后的M2通过长度和直径比为30：1， 挤出模头温度为135℃的单螺杆挤出机进行吹塑成膜，得到PBAT保鲜膜。 此对比例与实施例5的制备方法一致，唯一的区别在于此对比例中PBAT的 含量与实施例5不同且此对比例中不含改性纳米碳酸钙。

对比例2

将50重量份的PBAT和45.2重量份的改性纳米碳酸钙（改性纳米碳酸 钙为21.85重量份的纳米碳酸钙和0.1重量份的硬脂酸和0.05重量份的硬脂 酸钙在25℃下进行混合得到的）在75℃下干燥1.5小时；将上述干燥后的 PBAT和改性纳米碳酸钙置于室温条件下冷却后与2重量份的EMH4210、1.3 重量份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和1.5重量份的 EBS进行混合，混匀后得到混合物M1；将得到的混合物M1通过长度与直 径比为45：1，挤出模头温度为125℃的双螺杆挤出机进行造粒，得到颗粒 状的混合型树脂M2；将M2在55℃下干燥3.5小时；将干燥后的M2通过 长度和直径比为30：1，挤出模头温度为120℃的单螺杆挤出机进行吹塑成 膜，得到PBAT保鲜膜。此对比例与实施例1的制备方法一致，唯一的区别 在于此对比例中PBAT和改性纳米碳酸钙的含量与实施例1不同。

测试例：

利用GB/T1040.2-2006分别检测上述实施例1-5和对比例1和2中制得 的PBAT保鲜膜的拉伸强度和断裂伸长率，利用GB/T16578.1-2008分别检 测上述实施例1-5和对比例1和2中制得的PBAT保鲜膜的撕裂强度，得到 的检测数据如表1所示：

表1：

由表1可知，在加入2-3份相容剂的条件下，在一范围内，通过在PBAT 中添加改性纳米碳酸钙，使得制备的PBAT保鲜膜的拉伸强度、撕裂强度和 断裂伸长率都有了大幅的提高，同时因相容剂的加入，极大改善刚性纳米粒 子CaCO₃与PBAT的相容性，提升了组合物的机械性能，通过与对比例的对 照可以看出，在本发明范围外的成分配比所得到的保鲜膜，其物理性能远远 低于根据本发明制备的保鲜膜。使得制备的PBAT保鲜膜应用范围更为广泛， 更为实用。

以上结合实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不 限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发 明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必 要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其 不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。