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1、10申请公布号CN104059342A43申请公布日20140924CN104059342A21申请号201310088831422申请日20130319C08L67/04200601C08L67/02200601C08K13/06200601C08K9/06200601C08K9/04200601C08K3/26200601C08K3/34200601C08K3/22200601C08J3/22200601B29C47/9220060171申请人上海杰事杰新材料（集团）股份有限公司地址201109上海市闵行区北松路800号72发明人杨桂生袁角亮74专利代理机构上海智信专利代理有限公司3100。
2、2代理人吴林松54发明名称高相容性无机填料全生物降解复合材料及其制备方法57摘要本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种全生物降解复合材料及其制备方法。该无机填料全生物降解复合材料，由包含以下重量份的组分制成无机填料全生物降解母粒570份，生物降解聚酯3095份。本发明所提供的无机填料全生物降解复合材料可以全生物降解，加工性能好，不仅在与母粒载体相同的生物降解聚酯基体中分散效果好，而且当母粒载体与生物降解聚酯基体不是同种聚酯时，母粒与聚酯基体仍然具有很好的相容性。用该母粒添加到生物降解聚酯中可以大大降低生物降解聚酯产品的制备成本。51INTCL权利要求书2页说明书5页19中华人民共和国国家知识产。
3、权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页10申请公布号CN104059342ACN104059342A1/2页21一种无机填料全生物降解复合材料，其特征在于由包含以下重量份的组分制成无机填料全生物降解母粒570份，生物降解聚酯3095份。2根据权利要求1所述的无机填料全生物降解复合材料，其特征在于所述的无机填料全生物降解母粒，由包含以下重量份的组分制成生物降解聚酯1040份，无机填料6090份，表面处理剂052份，相容剂053份，润滑剂0106份，抗氧剂0105份。3根据权利要求1或2所述的无机填料全生物降解复合材料，其特征在于所述的生物降解聚酯为聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁。
4、二醇共聚酯或聚（对苯二甲酸丁二醇CO己二酸丁二醇）酯中的一种或一种以上。4根据权利要求1所述的无机填料全生物降解复合材料，其特征在于所述的无机填料为碳酸钙、滑石粉、钛白粉、蒙脱土或云母中的一种或一种以上，优选粒径为8008000目；或所述的表面处理剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或一种以上。5根据权利要求4所述的无机填料全生物降解复合材料，其特征在于所述的硅烷偶联剂为KH550或KH560；所述的钛酸酯偶联剂为异丙基三异十八酰钛酸酯或异丙基三（十二烷基苯磺酰基）钛酸酯。6根据权利要求1所述的无机填料全生物降解复合材料，其特征在于所述的相容剂为ADR4368或ADR4370中的一种或一种以上。
5、；或所述的相容剂是甲基丙烯酸缩水甘油酯与丙烯酸树脂或苯乙烯合成的共聚物。7根据权利要求1所述的无机填料全生物降解复合材料，其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸钙或白油中的一种或一种以上；或所述的抗氧剂为四（3,5二叔丁基4羟基苯基）丙酸季戊四醇酯、（3,5二叔丁基4羟基苯基）丙酸十八碳醇酸酯、2亚甲基双（4甲基6叔丁基苯酚）或三（24二叔丁基苯基）亚磷酸酯中的一种或一种以上。8一种权利要求17中任一所述的无机填料全生物降解母粒的制备方法，其特征在于包括如下步骤（1）将生物降解聚酯、无机填料进行干燥处理；（2）按权利要求2所述的配比称取以下重量份的各组分原料生物降解聚酯1040份、无机填料6090份、。
6、表面处理剂052份、相容剂053份、润滑剂0106份、抗氧剂0105份；将上述原料于高混机中混合均匀；（3）将步骤（2）混合均匀的原料加入到双螺杆挤出机中熔融共混、热切得到无机填料全生物降解母粒；（4）将步骤（3）得到的570份无机填料全生物降解母粒与3095份生物降解聚酯于高权利要求书CN104059342A2/2页3混机中常温混合均匀，然后加入到双螺杆机中挤出共混造粒，得无机填料全生物降解组合物。9根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中生物降解聚酯干燥温度为6080，干燥时间为624H；填料的干燥温度为100120，干燥时间为510H；干燥设备为真空烘箱或鼓风烘箱；或所述。
7、步骤（2）中高混机中混合方式为先将无机填料加入到高混机中，低速搅拌，然后边搅拌边喷入表面处理剂，喷入完后再高速搅拌510MIN，然后再加入配方中的其他组分，再高速搅拌510MIN。10根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述的步骤（3）中，双螺杆挤出机为同向或异相双螺杆挤出机，挤出温度为90180，螺杆转速100300RPM，螺杆长径比L/D为40501；或所述的步骤（4）中，混合时间为5MIN，双螺杆挤出机为同向或异相双螺杆挤出机，挤出温度为90180，螺杆转速100300RPM，螺杆长径比L/D为40501。权利要求书CN104059342A1/5页4高相容性无机填料全生物降解复合材料。
8、及其制备方法技术领域0001本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种全生物降解复合材料及其制备方法。背景技术0002塑料薄膜的使用已渗透到人们生活的各个领域，被广泛地用作食品包装、电子电器产品包装及商场购物袋、垃圾袋等。传统的塑料薄膜材料如聚丙烯（PP）薄膜、聚乙烯（PE）薄膜等的原材料为石油，使用完丢弃到自然中难以降解，给环境造成了巨大的危害。伴随着石油资源的日益枯竭和人们对环保意识的不断增强，开发全降解的环境友好型高分子材料应用于薄膜材料领域已成为未来的发展主流。0003聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚（对苯二甲酸丁二醇CO己二酸丁二醇）酯（PBAT）、聚羟基烷酸酯（PHA）。
9、等都能够全生物降解，使用完后丢弃到大自然中，在微生物的作用下可全降解为水和二氧化碳。因此，可广泛的应用于塑料薄膜领域，减少传统薄膜的使用对环境带来的污染。但是，以上这些生物降解材料售价较高，制备成的薄膜与传统的相比在价格上竞争力很弱。0004无机填料在自然界中资源丰富，价格低廉。将其添加到上述生物降解塑料中，不仅可以提高材料的性能，还能大幅的降低材料的成本，促进其推广使用。但是如果将无机填料直接加入到生物降解塑料中，不仅难以保证填料在聚合物基体中分散均匀，而且添加量不大，也容易造成粉尘污染而使工作环境变差，影响工作身体健康。0005采用将无机填料制备成母粒的方式加入到生物降解塑料中，则不仅可以。
10、提高填料的添加量，还可以使填料在基体中分散均匀，加工操作方便。目前常用无机填料母粒均以像PP、PE等聚烯烃为载体制备而成，如专利CN102070918、CN102558643、CN102604206所述。由于聚烯烃载体与生物降解聚酯的相容性差，同时不可生物降解，使用这种母粒不仅破坏了材料的全生物降解性能、而且材料的综合性能也将变差。0006专利CN102516723、CN101870823等采用全生物降解聚酯为载体制备了无机填料母粒，使用这种母粒虽然可以全降解并与同种类型基体的相容性好。但是将这种母粒添加到与母粒载体不同的另一种生物降解聚酯中，同样会出现母粒载体与聚酯基体相容性差的问题。发明内。
11、容0007本发明目的在于为克服现有技术存在的缺陷而提供一种高相容性无机填料全生物降解复合材料及其制备方法。0008为实现上述目的，本发明采用以下技术方案0009一种无机填料全生物降解复合材料，由包含以下重量份的组分制成0010无机填料全生物降解母粒570份，0011生物降解聚酯3095份。0012所述的无机填料全生物降解母粒，由包含以下重量份的组分制成说明书CN104059342A2/5页50013生物降解聚酯1040份，0014无机填料6090份，0015表面处理剂052份，0016相容剂053份，0017润滑剂0106份，0018抗氧剂0105份。0019所述的生物降解聚酯为聚乳酸（PLA。
12、）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸己二酸丁二醇共聚酯（PBSA）或聚（对苯二甲酸丁二醇CO己二酸丁二醇）酯（PBAT）中的一种或一种以上。0020所述的无机填料为碳酸钙、滑石粉、钛白粉、蒙脱土或云母中的一种或一种以上，优选粒径为8008000目。0021所述的表面处理剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或一种以上。0022所述的硅烷偶联剂为KH550或KH560；0023所述的钛酸酯偶联剂为异丙基三异十八酰钛酸酯或异丙基三（十二烷基苯磺酰基）钛酸酯。0024所述的相容剂为巴斯夫公司生产的ADR4368、ADR4370中的一种或一种以上，0025所述的相容剂是甲基丙烯酸缩水甘油酯与丙烯酸树。
13、脂或苯乙烯合成的共聚物。0026所述的润滑剂为硬脂酸钙或白油中的一种或一种以上。0027所述的抗氧剂为四（3,5二叔丁基4羟基苯基）丙酸季戊四醇酯、（3,5二叔丁基4羟基苯基）丙酸十八碳醇酸酯、2亚甲基双（4甲基6叔丁基苯酚）或三（24二叔丁基苯基）亚磷酸酯中的一种或一种以上。0028一种上述无机填料全生物降解母粒的制备方法，包括如下步骤0029（1）将生物降解聚酯、无机填料进行干燥处理；0030（2）按上述配比称取以下重量份的各组分原料生物降解聚酯1040份、无机填料6090份、表面处理剂052份、相容剂053份、润滑剂0106份、抗氧剂0105份；将上述原料于高混机中混合均匀；0031（3。
14、）将步骤（2）混合均匀的原料加入到双螺杆挤出机中熔融共混、热切得到无机填料全生物降解母粒；0032（4）将步骤（3）得到的570份无机填料全生物降解母粒与3095份生物降解聚酯于高混机中常温混合5MIN然后加入到双螺杆机中挤出共混造粒，得无机填料全生物降解组合物。0033所述步骤（1）中生物降解聚酯干燥温度为6080，干燥时间为624H；填料的干燥温度为100120，干燥时间为510H；干燥设备为真空烘箱或鼓风烘箱。0034所述步骤（2）中高混机中混合方式为先将无机填料加入到高混机中，低速搅拌，然后边搅拌边喷入表面处理剂，喷入完后再高速搅拌510MIN，然后再加入配方中的其他组分，再高速搅拌5。
15、10MIN。0035所述的步骤（3）中，双螺杆挤出机为同向或异相双螺杆挤出机，挤出温度为90180，螺杆转速100300RPM，螺杆长径比L/D为40501。0036所述的步骤（4）中，混合时间为5MIN；双螺杆挤出机为同向或异相双螺杆挤出机，说明书CN104059342A3/5页6挤出温度为90180，螺杆转速100300RPM，螺杆长径比L/D为40501。0037本发明具有以下有益效果0038本发明所提供的无机填料母粒可以全生物降解，加工性能好，不仅在与母粒载体相同的生物降解聚酯基体中分散效果好，而且当母粒载体与生物降解聚酯基体不是同种聚酯时，母粒与聚酯基体仍然具有很好的相容性。用该母粒。
16、添加到生物降解聚酯中可以大大降低生物降解聚酯产品的制备成本。具体实施方式0039下面结合实施例对本发明作进一步的说明。0040以下实施例中，拉伸性能测试标准为ASTMD638，拉伸速度50MM/MIN。0041实施例10042（1）将PLA（4032D、NATUREWORKS公司）于60鼓风烘箱中干燥处理24H，碳酸钙（1250目）于105鼓风烘箱中干燥处理10H。0043（2）取碳酸钙90份，加入高混机中，低速搅拌，边搅拌边喷入05份的硅烷偶联剂KH550，然后高速搅拌5MIN，再分别加入10份PLA、05份相容剂ADR4368（巴斯夫公司生产）、06份硬脂酸钙、01份抗氧剂四（3,5二叔丁。
17、基4羟基苯基）丙酸季戊四醇酯，高速搅拌混合10MIN。0044（3）将得到的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，热切造粒得到全生物降解母粒1，双螺杆挤出机各区温度为一区150、二区160、三区170、四区175、五区175、六区170、机头165；螺杆转速300RPM，长径比40/1。0045（4）取5份母粒1和与95份母粒基体相同的生物降解聚酯PLA，在80烘箱中烘6H，然后加入高混机中混合均匀后，混合时间为5MIN，加入双螺杆机中挤出造粒，得到填料填充的全生物降解聚酯复合材料。双螺杆挤出温度为一区150、二区160、三区170、四区175、五区175、六区170、机头165；螺杆转速200RP。
18、M，长径比40/1。0046实施例20047（1）将PBSA（吹膜级、安庆和兴公司）于80鼓风烘箱中干燥处理6H，滑石粉（3000目）于120鼓风烘箱中干燥处理5H。0048（2）取滑石粉60份，加入高混机中，低速搅拌，边搅拌边喷入1份的硅烷偶联剂KH560，然后高速搅拌5MIN，再分别加入40份PBSA、3份相容剂ADR4370（巴斯夫公司生产）、01份白油、05份抗氧剂（3,5二叔丁基4羟基苯基）丙酸十八碳醇酸酯，高速搅拌混合5MIN。0049（3）将得到的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，热切造粒得到全生物降解母粒2，双螺杆挤出机各区温度为一区90、二区110、三区120、四区130、五区。
19、140、六区150、机头155；螺杆转速200RPM，长径比44/1。0050（4）取70份母粒2和与30份母粒基体相同的生物降解聚酯PBSA，在80烘箱中烘6H，然后加入高混机中混合均匀后，加入双螺杆机中挤出造粒，得到填料填充的全生物降解聚酯复合材料。双螺杆挤出温度为一区90、二区110、三区120、四区130、五区140、六区150、机头155；螺杆转速200RPM，长径比40/1。0051实施例3说明书CN104059342A4/5页70052（1）将PBAT（吹膜级、巴斯夫公司）于70鼓风烘箱中干燥处理10H，钛白粉（800目）于110鼓风烘箱中干燥处理8H。0053（2）取钛白粉70。
20、份，加入高混机中，低速搅拌，边搅拌边喷入15份的钛酸酯偶联剂异丙基三异十八酰钛酸酯，然后高速搅拌10MIN，再分别加入30份PBAT、15份相容剂ADR4370（巴斯夫公司生产）、03份硬脂酸钙、03份抗氧剂2亚甲基双（4甲基6叔丁基苯酚），高速搅拌混合10MIN。0054（3）将得到的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，热切造粒得到全生物降解母粒3，双螺杆挤出机各区温度为一区90、二区110、三区120、四区130、五区140、六区150、机头155；螺杆转速100RPM，长径比44/1。0055（4）取20份母粒3和与80份母粒基体相同的生物降解聚酯PBAT，在80烘箱中烘6H，然后加入高混机。
21、中混合均匀后，加入双螺杆机中挤出造粒，得到填料填充的全生物降解聚酯复合材料。双螺杆挤出温度为一区90、二区110、三区120、四区130、五区140、六区150、机头155；螺杆转速200RPM，长径比40/1。0056实施例40057（1）将PBS（吹膜级、安庆和兴公司）于70鼓风烘箱中干燥处理10H，蒙脱土（8000目）于110鼓风烘箱中干燥处理8H。0058（2）取蒙脱土60份，加入高混机中，低速搅拌，边搅拌边喷入2份的钛酸酯偶联剂异丙基三（十二烷基苯磺酰基）钛酸酯，然后高速搅拌10MIN，再分别加入40份PBS、3份相容剂ADR4368（巴斯夫公司生产）、05份硬脂酸钙、04份抗氧剂三。
22、（24二叔丁基苯基）亚磷酸酯，高速搅拌混合10MIN。0059（3）将得到的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，热切造粒得到所需母粒4，双螺杆挤出机各区温度为一区90、二区110、三区120、四区130、五区140、六区150、机头155；螺杆转速250RPM，长径比50/1。0060（4）取30份母粒4和与70份母粒基体相同的生物降解聚酯PBS，在80烘箱中烘6H，然后加入高混机中混合均匀后，加入双螺杆机中挤出造粒，得到填料填充的全生物降解聚酯复合材料。双螺杆挤出温度为一区90、二区110、三区120、四区130、五区140、六区150、机头155；螺杆转速200RPM，长径比40/1。0061。
23、实施例50062（1）将PBAT（吹膜级、巴斯夫公司）于70鼓风烘箱中干燥处理10H，云母（2000目）于110鼓风烘箱中干燥处理8H。0063（2）取云母80份，加入高混机中，低速搅拌，边搅拌边喷入2份的硅烷偶联剂KH560，然后高速搅拌10MIN，再分别加入20份PBAT、2份相容剂ADR4370（巴斯夫公司生产）、05份白油、04份抗氧剂四（3,5二叔丁基4羟基苯基）丙酸季戊四醇酯，高速搅拌混合10MIN。0064（3）将得到的混合物加入到双螺杆挤出机中挤出，热切造粒得到全生物降解母粒5，双螺杆挤出机各区温度为一区90、二区110、三区120、四区130、五区140、六区150、机头15。
24、5；螺杆转速250RPM，长径比44/1。0065（4）取50份母粒5和与50份母粒基体相同的生物降解聚酯PBAT，在80烘箱中烘6H，然后加入高混机中混合均匀后，加入双螺杆机中挤出造粒，得到填料填充的全生物降说明书CN104059342A5/5页8解聚酯复合材料。双螺杆挤出温度为一区90、二区110、三区120、四区130、五区140、六区150、机头155；螺杆转速200RPM，长径比40/1。0066实施例15力学性能测试如下表1所示0067表1力学性能测试结果00680069从上表中力学性能测试结果分析可知，在组分、含量及加工方式完全相同的情况下，将填料制备成母粒的方式与聚酯共混，填料在聚酯基体中将具有更好的分散性，制备的共混物力学性能更好。0070上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。说明书CN104059342A。