一種可生物降解ppc與pbs多層阻隔膜及其製備方法
2023-10-07 17:43:54
一種可生物降解ppc與pbs多層阻隔膜及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜，其特徵在於：其組分為：改性輕質碳酸鈣與PPC的質量比為:1～20：100；擴鏈劑與PPC的質量比為0.1～3:100；PBS與PPC、擴鏈劑、改性納米碳酸鈣的總質量比為10～100:100。該高性能的PPC與PBS多層膜的製備工藝簡單、非常適宜於工業化的生產；同時本發明所使用的原材料易於獲得，用本發明製備的高性能PPC與PBS多層膜，在膜厚度不變的情況下，可以通過膜層數的調控，獲得層數在2～2048之間的多層膜，單層膜的厚度可以達到納米級別，其多層膜的拉伸強度、撕裂強度、斷裂伸長率、氧氣阻隔性能得到了提高，同時該多層膜是完全可生物降解。
【專利說明】-種可生物降解PPC與PBS多層阻隔膜及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種可生物降解高性能PPC與PBS多層膜的製備方法，屬於聚合物加 工領域。
【背景技術】
[0002] 隨著人類社會的發展，溫室效應、白色汙染等環境問題越來越嚴重，成為當今社會 面臨的最嚴重的問題之一，迫切需要進行解決；二氧化碳是工業領域及人類生活所產生的 廢氣，直接排放到大氣層中，造成了全球氣溫的升高，嚴重威脅到了人類社會的生存；同時 人類在日常生活中，使用了大量的非降解塑料後，造成了"白色汙染"。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是：提供一種高性能的PPC與PBS多層阻隔膜及其製備 方法，已解決現有技術的不足。
[0004] 本發明的技術方案是：一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜，其組分為： 改性輕質碳酸鈣與PPC的質量比為：1?20:100 ;擴鏈劑與PPC的質量比為0. 1?3:100 ; PBS與PPC、擴鏈劑、改性納米碳酸鈣的總質量比為10?100:100。
[0005] 所述的改性輕質碳酸鈣是經過矽烷、鈦酸酯、磷酸酯中的一種或多種表面改性， 輕質碳酸鈣的顆粒大小在1000?6000目之間。
[0006] 所述擴鏈劑為低分子量的改性或未改性的雙酚A型環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂中 的一種或幾種。
[0007] -種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜的製備方法，將擴鏈劑與 納米碳酸鈣配比稱量，在攪拌機中在不高於40°C的情況下進行混合均勻，將混合均勻的共 混料用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，擠出造粒的溫度不超過200°C，得到PPC粒料；然後將 擠出的PPC粒料與PBS分別加入微納多層共擠出裝置的兩個擠出機中擠出多層阻隔膜。
[0008] 所述的環氧樹脂，其環氧當裡在l〇〇g/eq.?1000 g/eq.之間。
[0009] 冷混時間為6?12分鐘。
[0010] 攪拌機的轉速為500?1400轉/分鐘。
[0011] 所述多層阻隔膜的擠出溫度不超過200°C。
[0012] 所述多層阻隔膜的總厚度為0. 05?1mm，膜的總層數為2?2048層。
[0013] 本發明的有益效果：該高性能的PPC與PBS多層膜的製備工藝簡單、非常適宜於工 業化的生產；用本發明製備的高性能PPC與PBS多層膜，在膜厚度不變的情況下，可以通過 膜層數的調控，獲得層數在2?2048之間的多層膜，單層膜的厚度可以達到納米級別，多層 膜的拉伸強度、撕裂強度、斷裂伸長率、氧氣阻隔性能得到了提高，同時該多層膜是完全可 生物降解。
[0014] 本發明的原理在於：在PPC中加入改性的輕質碳酸鈣一方面可以提高PPC的力學 性能，另一方面又可以降低成本，同時還可以提高PPC的發粘溫度。PPC在高溫情況下容易 發生降解，加入的擴鏈劑可以與PPC分子鏈之間發生反應，從而一定程度緩解熱降解帶來 的PPC力學性能的下降。PBS是可完全生物降解的高分子材料，具有良好的耐熱性，熱變形 溫度和產品使用溫度可超過100°c;具有良好的加工性能，加工溫度範圍140?260°C;加工 性能非常好，使用PBS與PPC進行微納多層共擠出，一方面可以改善PPC的加工性能，另一 方面可以提高擠出膜的尺寸穩定性；多層共擠出最大的優點是可以擠出上千層的膜，而膜 的總厚度不變，在多層共擠出下，單層膜的厚度可以達到納米級別，高分子材料的分子鏈高 度發生取向，同時可以使用PBS受限結晶，PBS的晶型由球晶向片晶轉變，從而提高膜的力 學性能及氧氣阻隔性能。
【具體實施方式】
[0015] 實施例1:稱取PPC 1000克，改性輕質碳酸鈣50克，擴鏈劑2克，分別加入到高 速攪拌機中，在20°C下攪拌6分鐘，攪拌轉速為1000轉/分鐘；然後將混好的料放出，用雙 螺杆擠出機擠出造粒，擠出機的最高加熱區溫度為170°C，最低加熱區溫度為120°C，用得 到的粒料乾燥後與PBS按照9:1的比例分別加入到微納多層共擠出裝置的兩個擠出機中， 擠出4層的0. 4mm厚膜，按照GB/T17037-1997的要求進行制樣，然後按照GB/T 1040-2006 的要求進行拉伸性能的測試，接照ASTMD3985-1995進行氧氣透過率測試，並記錄相應的測 試結果。
[0016] 實施例2:稱取PPC 1000克，改性輕質碳酸鈣50克，擴鏈劑2克，分別加入到高速 攪拌機中，在20°C下攪拌6分鐘，攪拌轉速為1000轉/分鐘；然後將混好的料放出，用雙螺 杆擠出機擠出造粒，擠出機的最高加熱區溫度為170°C，最低加熱區溫度為120°C，用得到 的粒料乾燥後與PBS按照9:1的比例分別加入到微納多層共擠出裝置的兩個擠出機中，擠 出512層的0. 4mm厚膜，按照GB/T17037-1997的要求進行制樣，然後按照GB/T 1040-2006 的要求進行拉伸性能的測試，接照ASTMD3985-1995進行氧氣透過率測試，並記錄相應的測 試結果。
[0017] 實施例3:稱取PPC 1000克，改性輕質碳酸鈣50克，擴鏈劑2克，分別加入到高速 攪拌機中，在20°C下攪拌6分鐘，攪拌轉速為1000轉/分鐘；然後將混好的料放出，用雙螺 杆擠出機擠出造粒，擠出機的最高加熱區溫度為170°C，最低加熱區溫度為120°C，用得到 的粒料乾燥後與PBS按照9:1的比例分別加入到微納多層共擠出裝置的兩個擠出機中，擠 出1024層的0. 4mm厚膜，按照GB/T17037-1997的要求進行制樣，然後按照GB/T 1040-2006 的要求進行拉伸性能的測試，接照ASTMD3985-1995進行氧氣透過率測試，並記錄相應的測 試結果。
[0018] 實施例4:稱取PPC 1000克，改性輕質碳酸鈣50克，擴鏈劑2克，分別加入到高速 攪拌機中，在20°C下攪拌6分鐘，攪拌轉速為1000轉/分鐘；然後將混好的料放出，用雙螺 杆擠出機擠出造粒，擠出機的最高加熱區溫度為170°C，最低加熱區溫度為120°C，用得到 的粒料乾燥後與PBS按照9:1的比例分別加入到微納多層共擠出裝置的兩個擠出機中，擠 出2048層的0. 4mm厚膜，按照GB/T17037-1997的要求進行制樣，然後按照GB/T 1040-2006 的要求進行拉伸性能的測試，接照ASTMD3985-1995進行氧氣透過率測試，並記錄相應的測 試結果。
[0019] 實施例5:稱取PPC 1000克，改性輕質碳酸鈣100克，擴鏈劑4克，分別加入到高 速攪拌機中，在25°C下攪拌6分鐘，攪拌轉速為1000轉/分鐘；然後將混好的料放出，用雙 螺杆擠出機擠出造粒，擠出機的最高加熱區溫度為175°C，最低加熱區溫度為120°C，用得 到的粒料乾燥後與PBS按照8:2的比例分別加入到微納多層共擠出裝置的兩個擠出機中， 擠出512層的0. 2mm厚的膜，按標準制樣並進行相應的實驗測試。
[0020] 實施例6:稱取PPC 1000克，改性輕質碳酸鈣200克，擴鏈劑4克，分別加入到高 速攪拌機中，在25°C下攪拌8分鐘，攪拌轉速為1000轉/分鐘；然後將混好的料放出，用雙 螺杆擠出機擠出造粒，擠出機的最高加熱區溫度為180°C，最低加熱區溫度為120°C，用得 到的粒料乾燥後與PBS按照8:2的比例分別加入到微納多層共擠出裝置的兩個擠出機中， 擠出1024層的0. 2mm厚的膜，按標準制樣並進行相應的實驗測試。
【權利要求】
1. 一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜，其特徵在於：其組分為：改性輕質碳 酸鈣與PPC的質量比為：1?20:100 ;擴鏈劑與PPC的質量比為0. 1?3:100 ;PBS與PPC、 擴鏈劑、改性納米碳酸鈣的總質量比為10?100:100。
2. 根據權利要求1所述的一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜，其特徵在於：所述的改性輕質碳酸鈣是經過矽烷、鈦酸酯、磷酸酯中的一種或多種表面改性，輕質碳酸 鈣的顆粒大小在1000?6000目之間。
3. 根據權利要求1所述的一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜，其特徵在於：所述擴鏈劑為低分子量的改性或未改性的雙酚A型環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂中的一種或 幾種。
4. 如權利要求1-3之一所述的一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜的製備方 法，其特徵在於：將擴鏈劑與PPC、改性納米碳酸鈣配比稱量，在攪拌機中在不高於40°C的 情況下進行混合均勻，將混合均勻的共混料用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，擠出造粒的溫 度不超過200°C，得到PPC粒料；然後將擠出的PPC粒料與PBS分別加入微納多層共擠出裝 置的兩個擠出機中擠出多層阻隔膜。
5. 根據權利要求3所述的一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜，其特徵在於：所述的環氧樹脂，其環氧當裡在l〇〇g/eq.?1000 g/eq.之間。
6. 根據權利要求4所述的一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜的製備方法， 其特徵在於：冷混時間為6?12分鐘。
7. 根據權利要求4所述的一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜的製備方法， 其特徵在於：攪拌機的轉速為500?1400轉/分鐘。
8. 根據權利要求4所述的一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜的製備方法， 其特徵在於：所述多層阻隔膜的擠出溫度不超過200°C。
9. 根據權利要求4所述的一種可生物降解高性能PPC與PBS多層阻隔膜的製備方法， 其特徵在於：所述多層阻隔膜的總厚度為0. 05?1mm，膜的總層數為2?2048層。
【文檔編號】B29C47/92GK104403294SQ201410770466
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】劉渝, 孫靜, 楊榮強, 韋良強, 票多文, 高京 申請人:貴州凱科特材料有限公司