本发明涉及功能性无机非金属材料,尤其涉及一种pbat降解塑料袋用超细碳酸钙及其制备方法和应用。
背景技术:
1、普通塑料袋不易降解,对环境污染严重,因此,可降解塑料袋成为了未来发展的趋势。pbat(聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯)是一种半结晶型聚合物,结晶温度110℃左右,熔点在130℃左右,密度在1.18g/ml~1.3g/ml之间,邵氏硬度在85以上。pbat既有良好的延展性、断裂伸长、耐热性和抗冲击功能还具有较好的柔韧性,吹膜制品比较柔软,拉伸性能好,并且具有生物降解性,可以作为降解塑料袋的主要原材料。但是pbat存在着刚性不足、挺度较差的缺点。
2、碳酸钙因其性质稳定、价格低廉而作为pbat改性最常用的填料。根据碳酸钙的生产工艺分为物理研磨法碳酸钙和化学沉淀法碳酸钙,化学沉淀法碳酸钙因反应过程复杂常导致化学性质不稳定、批次间差异较大、吸油值高以及加工流动性差等系列问题无法应用于pbat改性中。
3、而物理法获得的碳酸钙经过超细化加工后,若不进行表面处理,其应用于pbat中时相容性差、分散性差造成力学性能差。目前,多数厂家采用不饱和脂肪酸(如硬脂酸)对碳酸钙进行表面改性处理,这种改性工艺的碳酸钙应用在pbat中易造成黄变、袋子封口性能差、印刷效果差等不利影响。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种pbat降解塑料袋用超细碳酸钙及其制备方法和应用,解决了碳酸钙粉体吸油值高流动性差的问题。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
3、一种pbat降解塑料袋用超细碳酸钙的制备方法,包含以下步骤:
4、1)将方解石粉与改性助剂混合进行第一改性,得到第一改性方解石粉
5、2)将第一改性方解石粉与改性剂混合进行第二改性,得到第二改性方解石粉;
6、3)将第二改性方解石粉、硅灰石粉与分散相容剂混合,进行复合共混,得到所述pbat降解塑料袋用超细碳酸钙;
7、步骤1)所述改性助剂包含环氧大豆油、蓖麻油和亚麻油中的至少一种;
8、步骤2)所述改性剂包含油酸酰胺、介酸酰胺和乙撑双硬脂酸酰胺中的至少一种。
9、可选地,步骤1)所述改性助剂的质量为方解石粉的0.4~0.7‰。
10、可选地,步骤1)所述第一改性的温度为105~120℃,时间为15~60min,转速为150~350r/min。
11、可选地,步骤2)所述改性剂的质量为第一改性方解石粉的3~9‰。
12、可选地,步骤2)所述第二改性的温度为70~100℃,时间为10~60min,搅拌速率为250~500r/min。
13、可选地,步骤3)所述硅灰石粉为针状硅灰石粉,600℃、1小时烧失量≤3%,d50为5.5~7.5μm,所述硅灰石粉与第二改性方解石粉的质量比为5~10:90~95。
14、可选地,所述分散相容剂为水溶性改性相容剂ad8099,所述分散剂的质量为硅灰石粉与第二改性方解石粉质量和的0.5~1.5%。
15、可选地,所述复合共混的温度为80~120℃,时间为20~60min,转速为1440~1800r/min。
16、本发明提供了所述的制备方法制得的pbat降解塑料袋用超细碳酸钙。
17、本发明还提供了所述pbat降解塑料袋用超细碳酸钙在pbat降解塑料袋中的应用。
18、(1)本发明采用二步法表面改性处理和复合共混的连续式工艺,改性过程的第一步为表面改性助剂润湿方解石,降低了碳酸钙的极性,使第二步采用的改性剂更好的包裹在碳酸钙颗粒的表面;第二步的改性剂选用具有改善加工流动和开口效果较好的酰胺类助剂,在第一步表面改性的基础上,经过第二步表面改性处理,碳酸钙颗粒与有机改性剂之间的结合力会更牢固;复合共混过程将具有特定结构的超细硅灰石粉与碳酸钙进行复合共混,利用超细硅灰石粉的纤维状结构,并优选其颗粒大小和分布,硅灰石的纤维状结构促进碳酸钙颗粒的分散,有效的防止了碳酸钙颗粒的团聚。
19、(2)本发明采用二步法进行碳酸钙表面改性处理,该过程采用低速串联的工艺方式,其能耗更低,改性过程能够使有机改性剂在碳酸钙的表面形成连续致密的包膜层,改性效果更佳,将其用于pbat时,可有效的解决pbat基材容易发脆的问题。
20、(3)本发明采用二步法表面改性处理和复合共混的连续式工艺,实现了碳酸钙颗粒的分散,经过表面改性处理的碳酸钙颗粒表面包裹了一层有机改性助剂,降低了颗粒间的团聚,保证了原生颗粒的粒度;再在分散剂作用下与具有特定结构的其它非金属矿复合共混,进一步实现了碳酸钙的分散,使其添加到pbat中分散性佳,实现碳酸钙颗粒在pbat基材中连续的分散,增强其韧性。
21、(4)本发明制得的碳酸钙,因为合理的改性剂选用提升了碳酸钙粉体的改性效果,使本发明制得的碳酸钙在pbat基材中的分散性好且相容性强,制备的pbat降解袋可承受的重量大,达因值大,印刷性能好,热封强度高,封口性能得到提升。
1.一种pbat降解塑料袋用超细碳酸钙的制备方法,其特征在于,包含以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)所述改性助剂的质量为方解石粉的0.4~0.7‰。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)所述第一改性的温度为105~120℃,时间为15~60min,转速为150~350r/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)所述改性剂的质量为第一改性方解石粉的3~9‰。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法,其特征在于,步骤2)所述第二改性的温度为70~100℃,时间为10~60min,搅拌速率为250~500r/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤3)所述硅灰石粉为针状硅灰石粉,600℃、1小时烧失量≤3%,d50为5.5~7.5μm,所述硅灰石粉与第二改性方解石粉的质量比为5~10:90~95。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述分散相容剂为水溶性改性相容剂ad8099,所述分散剂的质量为硅灰石粉与第二改性方解石粉质量和的0.5~1.5%。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述复合共混的温度为80~120℃,时间为20~60min,转速为1440~1800r/min。
9.权利要求1~8任一项所述的制备方法制得的pbat降解塑料袋用超细碳酸钙。
10.权利要求9所述pbat降解塑料袋用超细碳酸钙在pbat降解塑料袋中的应用。
