¿Qué técnicas de procesamiento son adecuadas para el masterbatch biodegradable?

La invención pertenece al campo técnico de los materiales poliméricos y se refiere a un masterbatch completamente biodegradable y su método de preparación. El masterbatch totalmente biodegradable está hecho de los siguientes componentes en peso: 70-95 partes de almidón, 5-30-50 partes de PBAT, 5-30 partes de plastificante, 0,5-3 partes de compatibilizador y 0,05-2 partes de iniciador. partes, modificador hidrofóbico 0,5-5 partes, lubricante 0-0,6 partes, antioxidante 0,1,6 partes. El masterbatch totalmente biodegradable proporcionado por la invención no sólo tiene buena termoplasticidad, buen rendimiento de procesamiento y buen efecto de dispersión en la matriz polimérica, sino que también tiene un bajo rendimiento de absorción de agua, lo que puede garantizar las propiedades mecánicas del material durante el almacenamiento a largo plazo; añadido Cuando se incorpora a poliésteres biodegradables, el coste de preparación de la mezcla se puede reducir significativamente.

La patente describe un masterbatch totalmente biodegradable y un método para su preparación.

Campo técnico

[0001] La presente invención pertenece al campo técnico de los materiales poliméricos y se refiere a un masterbatch completamente biodegradable y su método de preparación.

Antecedentes técnicos

[0002] El uso de películas plásticas ha penetrado en todos los ámbitos de la vida de las personas y se utiliza ampliamente como embalaje de alimentos, embalaje de productos electrónicos y eléctricos, bolsas de compras y basura. en bolsa de centros comerciales. Los materiales de película plástica tradicionales, como la película de polipropileno (PP) y la película de polietileno (PE), están hechos de petróleo y son difíciles de degradar después de ser desechados en la naturaleza, lo que causa un gran daño al medio ambiente. Con el agotamiento de los recursos petroleros y la mejora de la conciencia ambiental de la gente, el desarrollo de materiales poliméricos totalmente degradables y respetuosos con el medio ambiente como materiales de película delgada se ha convertido en la corriente principal en el futuro.

[0003] Ácido poliláctico (PLA), succinato de polibutileno (PBS), poli(tereftalato de butileno-co-adipato de butileno) (PBAT), polihidroxialcanoato (PHA), etc. Todos son biodegradables y pueden degradarse completamente en agua y dióxido de carbono después de su uso. Por lo tanto, puede usarse ampliamente en el campo de las películas plásticas para reducir la contaminación ambiental causada por el uso de películas tradicionales. Sin embargo, el precio de estos materiales biodegradables es elevado y las películas preparadas no son competitivas en comparación con las películas tradicionales.

[0004] El almidón existe ampliamente en las plantas en la naturaleza, es rico en recursos, de bajo precio y biodegradable. Por lo tanto, al agregar almidón al poliéster biodegradable, la mezcla preparada no solo puede lograr una biodegradación completa, sino también reducir el costo de preparación de la mezcla y aumentar su competitividad en el mercado.

[0005] Un método para añadir almidón al poliéster de alto peso molecular es mezclar almidón, plastificantes y diversos coadyuvantes de procesamiento directamente con el poliéster en un mezclador de alta potencia y luego mezclarlos. Añadir a la máquina de tornillo para granulación por extrusión. para obtener una mezcla **, tal como se describe en la patente CN1315927. Dado que el almidón no tratado tiene una termoplasticidad pobre y es difícil de procesar, se deben agregar plastificantes al mismo tiempo para plastificarlo y mejorar las propiedades de procesamiento del almidón. Sin embargo, debido a la presencia de una gran cantidad de poliéster de alto peso molecular en el método de procesamiento anterior, el almidón se plastifica fácilmente de manera desigual, lo que da como resultado una mala dispersión en el poliéster. Para mejorar la procesabilidad y dispersión del almidón en poliéster, el almidón se puede convertir en una mezcla madre de almidón termoplástico y luego mezclar con poliéster de alto peso molecular para obtener una mezcla biodegradable. Por lo tanto, las propiedades del masterbatch de almidón termoplástico tienen un fuerte impacto en las propiedades de la mezcla final. Una de las cuestiones más importantes es la alta absorción de agua del almidón. Para mejorar la plasticidad del almidón, se añade el plastificante de poliol para hacer que el almidón termoplástico preparado sea más absorbente de agua, lo que hará que el poliéster que contiene almidón sea biodegradable. Las propiedades mecánicas de la mezcla disminuyeron significativamente con el tiempo de almacenamiento. La patente CN101328285 y la patente CN 101225117 utilizan dos monómeros con grupos terminales reactivos y cadenas alquílicas hidrófobas para reaccionar con almidón para un tratamiento hidrófobo, lo que puede reducir significativamente la tasa de absorción de agua del almidón modificado, pero el almidón resultante tiene poca plasticidad.

Contenido de la invención

[0006] Para superar las deficiencias de la tecnología existente, el propósito de la presente invención es proporcionar un masterbatch completamente biodegradable y un método de preparación del mismo. ..

[0007] Para lograr el propósito anterior, la presente invención adopta la siguiente solución técnica:

[0008] Se fabrica un masterbatch completamente biodegradable a partir de los siguientes componentes mediante peso:

[0009]

Reivindicaciones

1. Un masterbatch completamente biodegradable, caracterizado porque incluye los siguientes componentes en peso:

2. El masterbatch biodegradable según la reivindicación 1, caracterizado porque el almidón es uno o más de almidón de patata, almidón de maíz, almidón de tapioca o almidón de trigo.

3. El masterbatch completamente biodegradable según la reivindicación 1, caracterizado porque el poli(tereftalato de butileno-co-adipato de butileno) tiene un peso molecular promedio en peso del éster de 20.000-130.000.

4. El masterbatch completamente biodegradable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el plastificante es etilenglicol, propilenglicol, glicerina, sorbitol, urea, formamida o uno o más de acetamida.

5. El masterbatch completamente biodegradable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el compatibilizante es uno de anhídrido maleico y polímero de etileno-octeno injertado con anhídrido maleico.

6. El masterbatch biodegradable según la reivindicación 1, en el que el iniciador es uno o más de peróxido de dicumilo o peróxido de benzoilo o el modificador hidrófobo es un monómero con un hidrocarburo alifático de cadena larga y un reactivo funcional. grupo, y además es preferiblemente uno o más de anhídrido alquenil succínico y dímero de alquilcetena.

7. El masterbatch completamente biodegradable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el lubricante es ácido esteárico, estearato de calcio, amida de ácido oleico, amida de ácido erúcico, una o más de ceras de parafina o polietileno.

8. Masterbatch completamente biodegradable según la reivindicación 1, caracterizado porque el antioxidante es éster de tetrakis[β-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato]pentaeritritol, β. Estearilalquilato de -(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato y 2-metilenbis. O la carga es uno o más de carbonato de calcio, caolín, sílice, mica, montmorillonita, arcilla, dióxido de titanio, talco, etc., y el tamaño de partícula es preferiblemente de 1250 malla-8000 malla, y más preferiblemente de 2000-3000 malla.

9. El método para preparar un masterbatch completamente biodegradable de acuerdo con las reivindicaciones 1-8, que se caracteriza porque incluye los siguientes pasos: (1) almidón seco, poli(tereftalato de butileno) alcohol éster-co. (adipato de butileno) éster y carga (2) Pesar las siguientes partes en peso de materias primas: 70-95 partes de almidón, tereftalato de polibutileno-adipato de co-butileno, 5-30 partes de éster de glicol, 30-50 partes de plastificante, 0,5-3 partes de compatibilizador, 0,05-2 partes de iniciador, 0,5-5 partes de modificador hidrófobo y 0,65438 partes de lubricante. Mezcle las materias primas uniformemente en una mezcladora alta; (3) Agregue las materias primas mezcladas uniformemente en el paso (2) en una extrusora de doble tornillo para fundir, mezclar, extruir, estirar y granular.

10. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque en la etapa (1), la proporción de almidón y tereftalato de polibutileno-adipato de co-butileno es 60-80°C, y el tiempo de secado es de 6 a 24 horas; la temperatura de secado del relleno es de 100 a 120°C, y el tiempo de secado es de 5 a 10 h; el equipo de secado es un horno de vacío o un horno alto o doble en el paso (3); La extrusora de tornillo es una extrusora de doble tornillo co-rotativa o contra-rotativa, la temperatura de extrusión es 90-65438±060°C, la velocidad del tornillo es 60-300 rpm y la relación longitud-diámetro del tornillo L/D es 40-