本發(fā)明涉及紙塑復(fù)合材料改性及成型，具體為一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球?qū)Νh(huán)境污染問題的關(guān)注日益增強，人們越來越重視替代石油基不可再生的材料，尋找可持續(xù)發(fā)展的解決方案。而生物基材料，就是以生物質(zhì)(如植物、動物或微生物)為原料制成的材料。與傳統(tǒng)的石油基材料不同，生物基材料的原料是可再生的，能夠不斷地從自然界獲取。

2、跟傳統(tǒng)的石油基材料相比，生物基材料具有諸多優(yōu)勢。如原料可再生，減少對化石資源的依賴；生產(chǎn)過程更環(huán)保，對環(huán)境污染較小。此外，部分生物基材料可自然降解，減少對環(huán)境的長期影響。

3、經(jīng)檢索，如申請?zhí)枮閏n202010741870.xa的專利，公開了一種耐熱、低水蒸氣透過率且可生物降解的紙塑復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，該紙塑復(fù)合材料以紙張為基材，以多層可降解薄膜為阻隔層；多層可降解薄膜為pbs和改性pbat形成的多層共擠膜，再將多層共擠膜通過水性復(fù)膜膠與紙張復(fù)合，得到紙塑復(fù)合材料。降解材料采用了pbs和pbat這種石油基材料，不符合全球生物基發(fā)展和國家雙碳戰(zhàn)略發(fā)展要求。如申請?zhí)枮閏n201510276436.8的專利，公開了一種可降解紙塑復(fù)合袋及其制備方法，該紙塑復(fù)合袋包括塑料層和紙質(zhì)層，其中，塑料層包括淀粉、植物纖維、聚乙烯醇、聚β-羥基丁酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯、納米二氧化鈦、甘油、增塑劑和穩(wěn)定劑。該可降解紙塑復(fù)合袋既具有優(yōu)異的光降解，又具有生物降解性能，主要體現(xiàn)在降解條件溫和與降解時間短。塑料層中包含了聚乙烯、聚碳酸酯等這種不可生物降解的材料，又包括了聚β-羥基丁酸酯這種石油基的生物降解材料，其中采用了光降解，這種降解產(chǎn)物為碎片和塑料微粒，不能完全降解為二氧化碳和水及小分子有機物，這種降解材料在多個國家明令禁止使用，也不符合國家低碳環(huán)保、可再生和可回收的發(fā)展理念。針對上述情況，我們提出一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜及其制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜，包括復(fù)合薄膜本體，所述復(fù)合薄膜本體包括生物基膜層、粘結(jié)膜層和紙層，所述生物基膜層的頂部設(shè)置有粘接膜層，所述粘接膜層的頂部固定粘接有紙層。

3、進一步地，所述生物基膜層由phbv改性材料制成，所述生物基膜層的厚度為15-30μm。

4、進一步地，所述粘結(jié)膜層由pva改性材料制成，在微生物和菌類的作用下，能夠被降解，屬于生物降解高分子材料，所述粘結(jié)膜層的厚度為10-15μm。

5、進一步地，所述紙層可以由但不限于牛皮紙、銅版紙、白板紙中的一種制成，源自木漿等天然纖維，為生物基生物降解材料，克重為40-230g/m2。

6、本發(fā)明還提供一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜的制備方法，包括以下步驟：

7、s1、將phbv88～92份、殼聚糖3～5份、增塑劑5～7份、擴鏈劑0.2～0.5份等混合均勻后加入到雙螺桿造粒機中，螺桿長徑比52:1，加熱溫度為：80℃-100℃-130℃-150℃-160℃-160℃-170℃-170℃-170℃-170℃-165℃(模頭)，螺桿轉(zhuǎn)速240rpm，擠出造粒后得到phbv改性材料；

8、s2、將pva85～90份、增塑劑10～15份、增強劑0.5～1份等混合均勻后加入到雙螺桿造粒機中，螺桿長徑比52:1，加熱溫度為：80℃-100℃-130℃-150℃-160℃-160℃-170℃-170℃-170℃-170℃-165℃(模頭)，螺桿轉(zhuǎn)速240rpm，擠出造粒后得到pva改性材料；

9、s3、將上述制備得到的phbv改性材料和pva改性材料分別加入雙層共擠流延機中，其中，phbv為內(nèi)層，pva改性材料為中間粘結(jié)層，在模頭正上方設(shè)有紙張收卷輥，且紙卷已經(jīng)架設(shè)在收卷輥上，通過熔融擠出后經(jīng)過三輥壓光機熱壓制備紙塑復(fù)合膜。

10、進一步地，所述s1中殼聚糖為山東思揚生物科技有限公司，cas?rn：9012-76-4；增塑劑為木糖醇、甘露醇中的一種，純度99％；擴鏈劑為德國巴斯夫，型號為adr-4370s。其中phbv為總質(zhì)量分數(shù)的88-92％。加入殼聚糖的目的是提高phbv材料的成膜性，同時也是天然高分子材料；加入增塑劑的目的是能夠?qū)Ω邚姸取⒏哂捕鹊膒hbv材料起到塑化增韌的作用；加入擴鏈劑的目的是能夠改變材料的流變性能，提高溶體強度，更易于成膜。

11、進一步地，所述s2中增塑劑為丙三醇和檸檬酸三丁酯中的一種，純度99％；增強劑為納米二氧化硅，其目的是為了提高pva材料的力學性能(抗拉強度和彈性模量等)。加入增塑劑的目的是對pva起到塑化作用，因為pva的分解溫度低于熔融溫度，且純pva材料較脆，在制備過程中需要添加一定量的增塑劑，降低pva的熔點以利于加工，增加pva材料的柔韌性。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

13、通過本發(fā)明的制備方法制備得到的紙塑復(fù)合薄膜具有高生物基含量，能夠進行海洋降解、家庭堆肥降解，符合當前國際對生物基生物降解材料使用要求，符合國家低碳環(huán)保、可再生和可回收的發(fā)展理念，且具有強度高、可耐熱、可防潮、可印刷等特性。

技術(shù)特征：

1.一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜，其特征在于，包括復(fù)合薄膜本體(1)，所述復(fù)合薄膜本體(1)包括生物基膜層(101)、粘結(jié)膜層(102)和紙層(103)，所述生物基膜層(101)的頂部設(shè)置有粘接膜層(102)，所述粘接膜層(102)的頂部固定粘接有紙層(103)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜及其制備方法，其特征在于：所述生物基膜層(101)由phbv改性材料制成，所述生物基膜層(101)的厚度為15-30μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜及其制備方法，其特征在于：所述粘結(jié)膜層(102)由pva改性材料制成，所述粘結(jié)膜層(102)的厚度為10-15μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜及其制備方法，其特征在于：所述紙層(103)可以由但不限于牛皮紙、銅版紙、白板紙中的一種制成。

5.一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于：所述s1中增塑劑為木糖醇、甘露醇中的一種，純度99％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于：所述s2中增塑劑為丙三醇和檸檬酸三丁酯中的一種，純度99％，增強劑為納米二氧化硅，其目的是為了提高pva材料的力學性能(抗拉強度和彈性模量等)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高生物基生物降解紙塑復(fù)合薄膜及其制備方法，包括復(fù)合薄膜本體，所述復(fù)合薄膜本體包括生物基膜層、粘結(jié)膜層和紙層，所述生物基膜層的頂部設(shè)置有粘接膜層，所述粘接膜層的頂部固定粘接有紙層。通過本發(fā)明的制備方法制備得到的紙塑復(fù)合薄膜具有高生物基含量，能夠進行海洋降解、家庭堆肥降解，符合當前國際對生物基生物降解材料使用要求，符合國家低碳環(huán)保、可再生和可回收的發(fā)展理念，且具有強度高、可耐熱、可防潮、可印刷等特性。

技術(shù)研發(fā)人員：李積遷,鄔建輝
受保護的技術(shù)使用者：東莞職業(yè)技術(shù)學院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15