一种耐热可降解膜及其制备方法

专利2025-03-28  5


本发明涉及可降解膜,具体涉及一种耐热可降解膜及其制备方法。


背景技术:

1、当前外卖行业快速发展,外卖的包装需求量也是越来越大。随着各地禁塑令的实施以及推广,可降解的外卖包装市场也变得火热。在可降解材料领域,目前能够大规模制作可降解膜袋的树脂只有pbat。然而pbat虽然有很好的延展性可加工性,但是它的耐热温度在50℃左右,对于刚出锅的汤、羹有水混合物等来说远远不够。

2、目前主要的pbat膜袋改性手段为共混较高热变形温度的树脂或者添加其他填料。作为可降解的材料,能够用作共混的树脂并不多,一般来说会选择聚乳酸。然而聚乳酸本身很脆,因此大量添加到pbat中来提升热变形温度会导致材料变脆,无法吹膜成型。同时聚乳酸和pbat熔点相差较大,加工条件也不是很好。

3、另一种方式是添加填料,一般添加碳酸钙粉末或者淀粉,然而受制于吹膜工艺的要求,填充量最多也只能到30-40%,耐热温度最高能达到75-80℃。

4、cn112251002 a公开了一种具有优良韧性和耐温性能的pbs降解包装材料及其制备方法,该具有优良韧性和耐温性能的pbs降解包装材料,原料包括pbs、pbst、pbat、相容剂、成核剂、耐热剂、增塑剂、无机填充,将原料混合均匀、造粒、吹塑成膜,得到具有优良韧性和耐温性能的pbs降解包装材料。利用价格低廉的pbs制得的产品具有优良的韧性和耐温性能,可完全生物降解,是现有不可降解包装袋的良好替代品,具有优良韧性和耐温性能的pbs降解包装材料的制备方法简单、生产工艺易于实施、环保节约。但上述方法配方复杂,产品的力学强度也曾公开讨论。

5、cn 208199305 u公开了一种可降解高矿物型快递袋,包括上膜、与上膜热封合的下膜,所述上膜或下膜由外到内包括pbat塑料层、pla塑料层、以及高矿物pe塑料层。通过多种可降解塑料复合的快递袋膜,在提供可降解性能的同时尽可能提高可降解速度,提高快递袋环保性,最外层的pbat层韧性、耐热、耐冲击性能好,保护内容物不受到外部环境影响,pla层使用可再生植物资源制成,环保性能更好,高矿物pe层具备光-生物降解性能,但pe层为不可降解材料,薄膜的耐热性能也未曾验证。


技术实现思路

1、本发明针对可降解膜袋材料耐热效果不好的问题,提供一种耐热可降解膜,以四层薄膜热压组合,实现增强、增韧和耐热温度有效提升的效果,且生物可降解性优异。

2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:

3、一种耐热可降解膜,依次包括pbat膜层、pbat/空心玻璃微珠复合膜层、pbat/pbs复合膜层和pbat/竹粉复合膜层。

4、按照质量份数计,所述pbat/空心玻璃微珠复合膜层包括原料组分90-97份pbat树脂,3-8份空心玻璃微珠,1-3份马来酸酐接枝pbat。优选地,所述pbat/空心玻璃微珠复合膜层包括原料组分93份pbat树脂,5份空心玻璃微珠和2份马来酸酐接枝pbat。

5、按照质量份数计,所述pbat/竹粉复合膜层包括原料组分70-95份pbat树脂和5-30份竹粉。优选地,所述pbat/竹粉复合膜层包括原料组分80-90份pbat树脂和10-20份竹粉。

6、所述pbat/pbs复合膜层的原料组分中pbat与pbs的质量比为90:10-80:20。

7、本发明采用多层膜复合的形式,竹粉增加薄膜强度模量以及耐热性,玻璃微珠能够增强材料的隔热性,pbs与pbat混合提升材料热变形温度,四层薄膜复合之后既增强了力学性能还保持了材料的柔韧性,同时也提高了材料的耐热温度。使得薄膜能够成为盛放高温的食物包装。

8、所述pbat熔指3-5g/10min(190℃,2.16kg),所述pbat膜层厚度为50-100μm所述pbat/空心玻璃微珠复合膜层厚度为50-100μm,所述pbat/竹粉复合膜层厚度为50-100μm,所述pbat/pbs复合膜层厚度为50-100μm。四膜层采用热压方式成型得到所述耐热可降解膜,热压温度为140-170℃。

9、所述玻璃微珠的目数在500-1500目。

10、所述竹粉大小在100-500目,长径比分布在20-100。优选大小在300-500目,长径比在40-80的竹粉,对应产品力学性能更强。

11、本发明还提供所述的耐热可降解膜的制备方法,包括步骤:

12、步骤1,将pbat树脂经吹膜制得pbat膜层;

13、将pbat树脂、空心玻璃微珠和马来酸酐接枝pbat经熔融共混后吹膜制得pbat/空心玻璃微珠复合膜层;

14、将pbat树脂和竹粉经熔融共混后吹膜制得所述pbat/竹粉复合膜层;

15、将pbat树脂与pbs树脂熔融共混后吹膜制得所述pbat/pbs复合膜层;

16、步骤2,按照从外之内pbat膜层、pbat/空心玻璃微珠复合膜层、pbat/pbs复合膜层和pbat/竹粉复合膜层的顺序将各层叠加,经热压成型得到所述耐热可降解膜。

17、所述熔融共混的温度分别为135-150℃。

18、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

19、本发明中以多层降解膜叠加方式,以pbat/空心玻璃微珠增加材料的隔热性能,pbat/pbs共混增加材料热变形温度,pbat/竹粉混合,提升材料强度模量的同时又提升材料热变形温度,最后共同热压成形,既保持了材料的柔韧性,同时也提升了材料的耐热温度,复合方式简单,通过普通的热压即可实现。



技术特征:

1.一种耐热可降解膜,其特征在于,依次包括pbat膜层、pbat/空心玻璃微珠复合膜层、pbat/pbs复合膜层和pbat/竹粉复合膜层。

2.根据权利要求1所述的耐热可降解膜,其特征在于,按照质量份数计,所述pbat/空心玻璃微珠复合膜层包括原料组分90-97份pbat树脂,3-8份空心玻璃微珠,1-3份马来酸酐接枝pbat。

3.根据权利要求1所述的耐热可降解膜,其特征在于,按照质量份数计,所述pbat/竹粉复合膜层包括原料组分70-95份pbat树脂和5-30份竹粉。

4.根据权利要求1所述的耐热可降解膜,其特征在于,所述pbat/pbs复合膜层的原料组分中pbat与pbs的质量比为90:10-80:20。

5.根据权利要求1所述的耐热可降解膜,其特征在于,所述pbat膜层厚度为50-100μm;所述pbat/空心玻璃微珠复合膜层厚度为50-100μm,所述pbat/竹粉复合膜层厚度为50-100μm,所述pbat/pbs复合膜层厚度为50-100μm。

6.根据权利要求1所述的耐热可降解膜,其特征在于,四膜层采用热压方式成型得到所述耐热可降解膜,热压温度为140-170℃。

7.根据权利要求1所述的耐热可降解膜,其特征在于,所述玻璃微珠的目数在500-1500目。

8.根据权利要求1所述的耐热可降解膜,其特征在于,所述竹粉大小在100-500目,长径比分布在20-100。

9.根据权利要求1-8任一项所述的耐热可降解膜的制备方法,其特征在于,包括步骤:

10.根据权利要求9所述的耐热可降解膜的制备方法,其特征在于,所述熔融共混的温度为135-155℃。


技术总结
本发明涉及可降解膜技术领域,公开一种耐热可降解膜及其制备方法,可降解膜依次包括PBAT膜层、PBAT/空心玻璃微珠复合膜层、PBAT/PBS复合膜层和PBAT/竹粉复合膜层,各层经吹膜后热压成型。本发明采用多层膜复合的形式,竹粉增加薄膜强度模量以及耐热性,玻璃微珠能够增强材料的隔热性,PBS与PBAT混合提升材料热变形温度,四层薄膜复合之后既增强了力学性能还保持了材料的柔韧性,同时也提高了材料的耐热温度。使得薄膜能够成为盛放高温的食物包装。

技术研发人员:黄骏成,那海宁,龚泽威,方超,朱锦
受保护的技术使用者:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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