CN104448723B - 一种抗静电可生物降解薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物材料领域，涉及一种抗静电生物降解薄膜材料及其生产方法。该抗静电生物降解薄膜材料，由包含以下重量份含量的组分制成：聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯60‑90份，聚乙二醇5‑25份，抗静电剂1‑5份，润滑剂5‑15份。与现有技术相比，本发明所制备的抗静电可降解薄膜能适应各地不同的气候条件，在一定的时间后可开始降解，并且降解均匀且彻底，不会造成二次污染，对治理环境具有重要的现实意义；该薄膜具有稳定、持久的抗静电性，适用于电子产品包装，尤其是用于生产扩散膜，防划伤膜等平板显示器背光模组的膜片，通过减少静电聚集，解决被包装商品易由静电造成破环的问题；该制备方法工艺简单、易于控制，适合工业化生产。

Description

一种抗静电可生物降解薄膜及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种生物降解薄膜及其制备方法。

背景技术

石化塑料产品早已渗透到人类生活的各个领域，在给人们带来便利的同时，不可避免的带来能源消耗和环境污染等问题。目前大量使用塑料制品带来的“白色污染”给生态环境带来了严重的危害，如许多良田减产、土地沙漠化、河流阻塞等。而降解塑料作为一种环保材料成为当今世界瞩目的研发热点，其发展在一定程度上缓解了环境矛盾和资源紧张，因此生物降解材料的研发和应用适应人类可持续发展的要求，具有广阔的应用前景。

中国专利201019050017.7介绍了一种防止破坏土壤结构的生物降解薄膜的生产方法，将淀粉与聚乙烯醇、生物降解聚酯等按比例混合造粒，制备薄膜制品，其方法简单，但其薄膜性能还有待进一步的提高；中国专利200910109765.8公开了一种防静电可降解薄膜材料及其制备方法，采用低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、淀粉基可降解塑料原料以及抗静电母粒制备薄膜，其成品抗静电效果好，但这种薄膜材料只部分降解，对环境还是有一定的影响。

近年来，随着人们环保意识的增强，绿色材料的研发和应用也成为研究热点。但目前所存在的可降解塑料薄膜包装材料一般不具有抗静电性，从而限制了生物降解材料薄膜在电子行业的应用。本发明制备的抗静电生物降解薄膜，可消除因电磁感应和摩擦产生的静电积累，保护所包装的商品。并且在使用废弃后，可完全分解为水和二氧化碳，对环境保护具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种可降解薄膜材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗静电生物降解薄膜，由包含以下重量份的组分制成：

所述的聚乙二醇优选为8-15份。

所述的润滑剂优选为5-10份。

所述的聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯（PBAT）的结构式为：

所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯是无规共聚，由上述两个重复单元组成，其中，1≤x≤50，1≤y≤50。

所述的聚乙二醇分子量为5000-20000，优选8-15份。在本发明中使用聚乙二醇既可以提高聚酯与抗静电剂的相容性，同时在制备过程中改善材料的润滑性和抗静电性，有效提高材料的综合性能。

所述的抗静电剂选自聚醚型抗静电剂或离子型抗静电剂；其中聚醚型抗静电剂选自聚酰胺或聚氧乙烯醚体系等；离子型抗静电剂选自如季铵盐型或三烷基苯胺盐等。

所述的润滑剂选自硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酰胺、乙撑双硬脂酰胺、羟基硬脂酸、硬脂酸钙或硬脂酸锌中的一种或一种以上，优选硬脂酸酰胺。

一种上述抗静电生物降解薄膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原材料聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯进行干燥处理；

（2）按上述配比称取60-90份聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、5-25份聚乙二醇及1-5份抗静电剂，在高混机中混合均匀；

（3）将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混聚酯颗粒；

（4）将步骤（3）得到的共混聚酯颗粒和5-15份润滑剂通过吹膜机进行吹制，得到抗静电可降解聚酯薄膜。

所述的步骤（1）中，干燥温度60-90℃，干燥时间5-10小时。

所述的步骤（2）中，混合时间3-10min。

所述的步骤（3）中，挤出温度100-160℃。

所述的步骤（4）中，吹膜机的送料温度为120-140℃，塑化段温度为150-170℃，模头温度为150-160℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种PBAT薄膜材料及其制备方法，该工艺简单、易于控制、适合工业化生产。该PBAT薄膜具有优异的力学性能和稳定、持久的抗静电性，其拉伸强度超过30Mpa，断裂伸长率可达600%，表面电阻在10⁹-10¹¹Ω之间，使其适用于电子产品包装，尤其是用于生产扩散膜，防划伤膜等平板显示器背光模组的膜片，通过减少静电聚集，解决被包装商品易由静电造成破环的问题。同时，本发明制备的抗静电薄膜，通过堆肥实验，在一定的时间后可开始降解，并且降解均匀且彻底，说明虽然经过抗电性改性，该薄膜的降解性能并没有受到影响，使用后对环境不会造成二次污染，对治理环境具有重要的现实意义。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步说明本发明。

实施例1

（1）对PBAT进行干燥处理，干燥温度70℃，干燥时间9小时；

（2）称取聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯70份，聚乙二醇15份，抗静电剂（聚酰胺）3份，润滑剂（硬脂酸酰胺）12份，在高混机中混合均匀，混合时间5min；

（3）将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混聚酯颗粒，挤出温度110℃；

（4）将共混聚酯颗粒和润滑剂通过吹膜机进行吹制，得到抗静电可降解聚酯薄膜，其中，吹膜机的送料温度设置为130℃，塑化段温度设置为165℃，模头温度设置为155℃。

实施例2

（1）对PBAT进行干燥处理，干燥温度60℃，干燥时间10小时；

（2）称取聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯60份，聚乙二醇25份，抗静电剂（聚氧乙烯醚）5份，润滑剂（甲撑双硬脂酰胺）15份，在高混机中混合均匀，混合时间3min；

（3）将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混聚酯颗粒，挤出温度100℃；

（4）将共混聚酯颗粒和润滑剂通过吹膜机进行吹制，得到抗静电可降解聚酯薄膜，其中，吹膜机的送料温度设置为120℃，塑化段温度设置为150℃，模头温度设置为150℃。

实施例3

（1）对PBAT进行干燥处理，干燥温度80℃，干燥时间8小时；

（2）称取聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯80份，聚乙二醇10份，抗静电剂（三烷基苯胺盐）2份，润滑剂（硬脂酸钙、硬脂酸锌）各4份，在高混机中混合均匀，混合时间7min；

（3）将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混聚酯颗粒，挤出温度120℃；

（4）将共混聚酯颗粒和润滑剂通过吹膜机进行吹制，得到抗静电可降解聚酯薄膜，其中，吹膜机的送料温度设置为135℃，塑化段温度设置为160℃，模头温度设置为160℃。

实施例4

（1）对PBAT进行干燥处理，干燥温度90℃，干燥时间5小时；

（2）称取聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯90份，聚乙二醇5份，抗静电剂（季铵盐）1份，润滑剂（乙撑双硬脂酰胺）5份，在高混机中混合均匀，混合时间6min；

（3）将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混聚酯颗粒，挤出温度140℃；

（4）将共混聚酯颗粒和润滑剂通过吹膜机进行吹制，得到抗静电可降解聚酯薄膜，其中，吹膜机的送料温度设置为125℃，塑化段温度设置为155℃，模头温度设置为150℃。

实施例5

（1）对PBAT进行干燥处理，干燥温度75℃，干燥时间10小时；

（2）称取聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯75份，聚乙二醇12份，抗静电剂（聚酰胺）4份，润滑剂（硬脂酸酰胺）9份，在高混机中混合均匀，混合时间10min；

（3）将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混聚酯颗粒，挤出温度160℃；

（4）将共混聚酯颗粒和润滑剂通过吹膜机进行吹制，得到抗静电可降解聚酯薄膜，其中，吹膜机的送料温度设置为140℃，塑化段温度设置为170℃，模头温度设置为155℃。

实施例6

（1）对PBAT进行干燥处理，干燥温度75℃，干燥时间10小时；

（2）称取聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯85份，聚乙二醇8份，抗静电剂（聚氧乙烯醚）2份，润滑剂（硬脂酸酰胺）5份，在高混机中混合均匀，混合时间9min；

（3）将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混聚酯颗粒，挤出温度130℃；

（4）将共混聚酯颗粒和润滑剂通过吹膜机进行吹制，得到抗静电可降解聚酯薄膜，其中，吹膜机的送料温度设置为135℃，塑化段温度设置为160℃，模头温度设置为155℃。

实施例7

（1）对PBAT进行干燥处理，干燥温度75℃，干燥时间10小时；

（2）称取聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯65份，聚乙二醇15份，抗静电剂（聚酰胺）5份，润滑剂（羟基硬脂酸）10份，在高混机中混合均匀，混合时间5min；

（3）将混合后的物料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混聚酯颗粒，挤出温度115℃；

（4）将共混聚酯颗粒和润滑剂通过吹膜机进行吹制，得到抗静电可降解聚酯薄膜，其中，吹膜机的送料温度设置为140℃，塑化段温度设置为165℃，模头温度设置为150℃。

性能测试：按照ASTM-D257的标准测试薄膜的表面电阻，ASTM-D882测试薄膜的拉伸强度及断裂伸长率，采用堆肥试验进行降解性能测试，检测结果如表1：

表1

通过以上实施例结果可知，本发明得到的抗静电薄膜的表面电阻在10⁹-10¹¹Ω之间，说明本发明的薄膜能有效地消除静电，具有防静电性能。同时，其横向拉伸强度≥20Mpa，纵向拉伸强度≥25Mpa，且断裂伸长率≥300%，说明本发明的薄膜力学具有良好的力学性能，能广泛的应用于农用地膜、电子产品包装等领域。添加助剂后，聚酯薄膜在堆肥的条件下仍可以降解，证明虽然经过抗电性改性，该薄膜的降解性能并没有受到影响，对环境保护具有重要的现实意义，有助于提高材料的应用领域。

本发明针对聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯聚酯薄膜进行改性，使其具有良好的抗静电性，拓宽其应用领域，且方法简单、易操作，可使用常用的吹膜设备，不需特定购买及改造。

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。

Claims (9)

1.一种抗静电生物降解薄膜作为平板显示器的背光膜片的应用，所述抗静电生物降解薄膜由以下重量份的组分制成：

所述的抗静电剂选自聚醚型抗静电剂或离子型抗静电剂；

所述的聚醚型抗静电剂选自聚氧乙烯醚体系；

所述的离子型抗静电剂选自三烷基苯胺盐；

所述的抗静电生物降解薄膜的制备方法包括以下步骤：

(1)将聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯进行干燥处理，得到干燥的聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯；

(2)称取60-90份干燥的聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、5-25份聚乙二醇及1-5份抗静电剂，在高混机中混合均匀，得到混合料；

(3)将所述混合料加入双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，得到共混聚酯颗粒；

(4)将步骤(3)得到的共混聚酯颗粒和5-15份润滑剂通过吹膜机进行吹制，得到抗静电生物降解薄膜。

2.根据权利要求1所述的抗静电生物降解薄膜作为平板显示器的背光膜片的应用，其特征在于：所述的聚乙二醇为8-15份。

3.根据权利要求1所述的抗静电生物降解薄膜作为平板显示器的背光膜片的应用，其特征在于：所述的润滑剂为5-10份。

4.根据权利要求1所述的抗静电生物降解薄膜作为平板显示器的背光膜片的应用，其特征在于：所述的聚乙二醇的分子量为5000-20000。

5.根据权利要求1所述的抗静电生物降解薄膜作为平板显示器的背光膜片的应用，其特征在于：所述的润滑剂选自硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酰胺、乙撑双硬脂酰胺、羟基硬脂酸、硬脂酸钙或硬脂酸锌中的一种以上。

6.根据权利要求1所述的抗静电生物降解薄膜作为平板显示器的背光膜片的应用，其特征在于：所述的步骤(1)中，干燥的温度为60-90℃，干燥的时间为5-10小时。

7.根据权利要求1所述的抗静电生物降解薄膜作为平板显示器的背光膜片的应用，其特征在于：所述的步骤(2)中，混合的时间为3-10min。

8.根据权利要求1所述的抗静电生物降解薄膜作为平板显示器的背光膜片的应用，其特征在于：所述的步骤(3)中，双螺杆挤出机的挤出温度为100-160℃。

9.根据权利要求1所述的抗静电生物降解薄膜作为平板显示器的背光膜片的应用，其特征在于：所述的步骤(4)中，吹膜机的送料温度为120-140℃，吹膜机的塑化段温度为150-170℃，吹膜机的模头温度为150-160℃。