一种可降解胶带及其制备方法和应用与流程

本技术涉及可降解胶带领域，尤其涉及一种可降解胶带及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着快递行业的高速发展，包装类产品用量的急剧增加给社会和环境带来了巨大的负担。以最简单的胶带为例，快递行业每年所使用的胶带用量巨大，已经达到胶带总体长度可以绕地球上千圈的程度，所以，目前在胶带领域方面，环境压力是巨大的。现阶段行业使用胶带大多数为传统bopp胶带，原料来自石油资源，其不可再生且伴随着用量增多日益枯竭，使用后短时间内不可降解。所用材质完成包装使命后，直接变为包装废弃物，不仅加剧了白色污染，封装后纸箱与塑料胶带的分离也提高了回收利用的成本。

2、因此，为了实现快递行业和胶带行业的可持续发展，可降解胶带这一产品应运而生。但因为可降解胶带在近些年还属于新兴产品，尚处在初期阶段，进而还存在着一些不可避免的技术问题，这其中就包括了可降解胶带其自身的力学机械性能、防水性能、耐老化性能较差的问题。

3、所以，为了解决上述技术问题，本技术提供了一种可降解胶带及其制备方法。本技术所制得的可降解胶带能够在保证其具有优异的粘结性的同时，大幅提高其防水、力学以及耐老化性等性能，有效解决了现有市场上的可降解胶带的性能症结，具有十分优异的市场前景，且进一步拓宽了可降解胶带的应用领域和使用环境，制备方法简单易行，为后续大规模化生产提供了方案基础。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术第一方面提供了一种可降解胶带，可降解胶带包括可降解基体层，可降解基体层表面的可降解粘结层，以及可降解粘结层的另一侧具有保护作用的离型层。

2、作为一种优选的方案，所述可降解基体层的厚度为20~100μm。

3、作为一种优选的方案，所述可降解基体层的厚度为30~60μm。

4、作为一种优选的方案，所述可降解粘结层的厚度为5~50μm。

5、作为一种优选的方案，所述可降解粘结层的厚度为5~30μm。

6、作为一种优选的方案，所述可降解基体层和可降解粘结层的厚度比为（3.5~5.5）：（0.5~2）。

7、作为一种优选的方案，所述可降解基体层和可降解粘结层的厚度比为（4~4.5）：（1.2~1.5）。

8、作为一种优选的方案，所述离型层的厚度为15~30μm。

9、作为一种优选的方案，所述可降解基体层，以质量份计，原料包括：基体树脂100~150份，填充剂40~60份，润滑剂5~10份，填料20~40份，助剂1~10份。

10、作为一种优选的方案，所述基体树脂为pvc树脂和pla树脂的组合物。

11、作为一种优选的方案，所述pvc树脂和pla树脂的质量比为（8~12）：（3~5）。

12、作为一种优选的方案，所述pvc树脂和pla树脂的质量比为（9~10）：（4~4.5）。

13、作为一种优选的方案，所述pvc树脂的聚合度为1100~1200。

14、作为一种优选的方案，所述pla树脂的粘度为4000~8000mpa·s。

15、作为一种优选的方案，所述pla树脂的粘度为4500~6500mpa·s。

16、作为一种优选的方案，所述填充剂为支链淀粉和直链淀粉的组合物。

17、作为一种优选的方案，所述支链淀粉和直链淀粉的质量比为（0.6~1.2）：（2~4）。

18、作为一种优选的方案，所述支链淀粉和直链淀粉的质量比为（0.8~1）：（3~4）。

19、本技术中通过特定聚合度以及粘度下的pvc、pla树脂与混合支/直链淀粉进行组合，有效提高了可降解胶带整体的力学机械性能，并且还进一步有效保证了其防水性能。采用上述的pvc和pla树脂其多壁多支链结构能够通过加入的支链淀粉结构的桥梁作用与加入的长螺旋直链淀粉结构形成稳定的连接网络，该结构网络的存在不仅能够增强树脂之间的分散相容性能，减少多相界面间的阻力，从而大幅增强体系的内聚力，进而在外力作用下能够极大地提高其支撑和连接作用，从而充分提高其力学机械性能。另一方面，上述的连接网络结构因为支链淀粉的连接作用容易形成多网络膜层结构，该结构的存在能够大幅提高分子间的紧密性，并且极大地增加了水分子在体系内的流通阻力和流通路径，进而避免了因为淀粉的加入而导致的多亲水基团引发的吸湿亲水现象，提高防水性能。

20、作为一种优选的方案，所述润滑剂为植物油或石蜡油。

21、作为一种优选的方案，所述填料为改性氧化锌。

22、作为一种优选的方案，所述改性氧化锌的平均粒径为250~300nm。

23、作为一种优选的方案，所述改性氧化锌的制备方法包括以下步骤：s1：将氧化锌加入至水和无水乙醇混合溶剂当中，之后将硅烷偶联剂加入混合搅拌均匀，升温至50~55℃，并滴加含有正硅酸乙酯的无水乙醇溶液，滴加反应时间为2~3h；s2：滴加反应完成之后，继续保温反应0.5~1.5h，之后将粒子产物过滤洗涤，将粒子产物加入至水和dmf的混合溶剂当中，二次加入硅烷偶联剂和有机酸酐，升温至60~65℃，超声震荡反应1~3h，完成后过滤、洗涤、烘干即得。

24、作为一种优选的方案，所述氧化锌和正硅酸乙酯的质量比为（1.5~2.5）：（1~2）。

25、作为一种优选的方案，所述氧化锌的平均粒径为25~50nm。

26、作为一种优选的方案，所述助剂为稳定剂、阻燃剂、耐紫外剂、分散剂、防水剂、成膜剂中的至少一种。

27、作为一种优选的方案，所述可降解粘结层，以质量份计，原料包括：甲基丙烯酸甲酯20~30份，丙烯酸乙酯50~60份，丙烯酸异辛酯5~10份，功能单体1~10份，引发剂0.5~1份，成盐剂2~3份，乳化剂0.5~1份，溶剂300~350份。

28、作为一种优选的方案，所述甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯和丙烯酸异辛酯的质量比为（2~2.5）：（5.5~6）：（0.6~0.8）。

29、作为一种优选的方案，所述功能单体为双环戊烯基丙烯酸酯和改性甲基丙烯酸丁酯。

30、作为一种优选的方案，所述双环戊烯基丙烯酸酯和改性甲基丙烯酸丁酯的质量比为（1~3）：（5~6）。

31、作为一种优选的方案，所述改性甲基丙烯酸丁酯的制备方法包括以下步骤：s1：将ε-己内酯，丁二酸酐以及乙酸乙酯加入至反应釜内混合均匀，反应釜惰性气体保护，升温至60~80℃保温2~3h；s2：保温完成后，将甲基丙烯酸丁酯的乙酸乙酯溶液以及反应催化剂同时滴加至反应釜中，滴加时反应釜以100~200r/min持续搅拌，滴加温度为80~100℃；s3：控制甲基丙烯酸丁酯的乙酸乙酯溶液以及反应催化剂滴加同时完成，滴加完成后升温至110~130℃保温反应3~4h，反应完成后将产物移送至另一容器中加入混合表面活性剂，搅拌均匀后即得。

32、作为一种优选的方案，所述ε-己内酯和甲基丙烯酸丁酯的质量比为（3~3.5）：（2~4）。

33、作为一种优选的方案，所述反应催化剂为有机锡催化剂中的任一种。

34、作为一种优选的方案，所述混合表面活性剂为烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物。

35、作为一种优选的方案，所述混合表面活性剂的加入量为s3中产物总质量的5~8%。

36、作为一种优选的方案，所述烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为（2~3）：（1~1.5）。

37、作为一种优选的方案，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚。

38、作为一种优选的方案，所述鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚的羟值为110~150mgkoh/g。

39、本技术中通过上述加入的改性甲基丙烯酸丁酯单体制备可降解粘结层，能够有效提高粘结层的可降解效率的同时，还能够提高其耐老化性能。本技术中加入的改性甲基丙烯酸丁酯单体其优异分子结构参与到可降解基体层的化学交联反应当中，能够在粘合剂体系中形成优异的长分子链缠结效果，并且能够大幅扩展直链的长度，进而使得整体的粘结层体系形成了立体多维度的复杂缠结结构，这些结构的存在能够大幅限制体系内电子和活性基团的迁移速率和活性，进而降低了对于活性分子的吸引效果，在长期的使用过程中能够有效降低失活反应的发生概率进而大幅提高老化性；但同时因为改性后的甲基丙烯酸丁酯单体与粘合剂体系的相容性下降，且容易出现反应体系的快速团聚现象，从而在反应过程中出现局部的爆聚现象甚至最终无法反应成型，而本技术人发现采用本技术所述的混合表面活性剂组合，能够有效提高反应成功并且最终提高粘合层质量，这可能是因为在反应过程中，上述的混合表面活性助剂能够在改性单体表面体系中形成多层包裹结构，该结构的存在能够有效降低其在反应体系中的快速团聚现象，且因为其包裹相的存在，在反应体系中也非常容易形成反应液滴相，该相的存在能够规律反应的整体反应进程，且通过对于不同原料的亲和性，加快改性单体反应交联的程度和速率，进而有效增强最终粘合层的各项性能。

40、作为一种优选的方案，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的任一种。

41、作为一种优选的方案，所述成盐剂为三乙醇胺。

42、作为一种优选的方案，所述溶剂为丙酮和去离子水的混合溶剂。

43、作为一种优选的方案，所述丙酮和去离子水的质量比为（1~2）：（4~6）。

44、本技术第二方面提供了一种上述可降解胶带的制备方法，制备方法包括以下步骤：s1：将可降解基体层原料加入高速混合机中进行搅拌混合均匀，之后将混合物料加入密炼机中密炼塑化，再经过挤出机塑化，180~220℃压延成型，冷却分割得到所需厚度可降解基体层；s2：将甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸异辛酯以及溶剂混合加入反应釜中,搅拌混合完全，之后将功能单体，乳化剂，成盐剂以及引发剂依次加入反应釜中混合搅拌，升温至60~80℃，搅拌保温反应3~5h，最后中和破乳得到可降解粘结剂；s3：将可降解粘结剂喷涂于离型层表面，经过烘干固化以及熟化后形成可降解粘结层，将可降解粘结层与可降解基体层复合，得到可降解胶带。

45、本技术第三方面提供了一种上述可降解胶带的应用，包括该可降解胶带在快递物流领域、食品包装领域、办公文具领域、电子制造领域、一次性产品领域中的应用。

46、本技术具有的有益效果：

47、1、本技术中提供的一种可降解胶带，其能够在保证其具有优异的粘结性的同时，大幅提高其防水、力学以及耐老化性等性能，有效解决了现有市场上的可降解胶带的性能症结，具有十分优异的市场前景，且进一步拓宽了可降解胶带的应用领域和使用环境，制备方法简单易行，为后续大规模化生产提供了方案基础。

48、2、本技术中提供的一种可降解胶带，其通过特定聚合度以及粘度下的pvc、pla树脂与混合支/直链淀粉进行组合，有效提高了可降解胶带整体的力学机械性能，并且还进一步有效保证了其防水性能；pvc和pla树脂其多壁多支链结构能够通过加入的支链淀粉结构的桥梁作用与加入的长螺旋直链淀粉结构形成稳定的连接网络，该结构网络的存在不仅能够增强树脂之间的分散相容性能，减少多相界面间的阻力，从而大幅增强体系的内聚力，进而在外力作用下能够极大地提高其支撑和连接作用，从而充分提高其力学机械性能。

49、3、本技术中提供的一种可降解胶带，其通过加入的改性甲基丙烯酸丁酯单体制备可降解粘结层，能够有效提高粘结层的可降解效率的同时，还能够提高其耐老化性能；加入的改性甲基丙烯酸丁酯单体其优异分子结构参与到可降解基体层的化学交联反应当中，能够在粘合剂体系中形成优异的长分子链缠结效果，并且能够大幅扩展直链的长度，进而使得整体的粘结层体系形成了立体多维度的复杂缠结结构，这些结构的存在能够大幅限制体系内电子和活性基团的迁移速率和活性，进而降低了对于活性分子的吸引效果，在长期的使用过程中能够有效降低失活反应的发生概率进而大幅提高老化性。

50、4、本技术中提供的一种可降解胶带，其通过特定复配混合表面活性剂组合，能够有效提高反应成功并且最终提高粘合层质量；反应过程中，上述的混合表面活性助剂能够在改性单体表面体系中形成多层包裹结构，该结构的存在能够有效降低其在反应体系中的快速团聚现象，且因为其包裹相的存在，在反应体系中也非常容易形成反应液滴相，该相的存在能够规律反应的整体反应进程，且通过对于不同原料的亲和性，加快改性单体反应交联的程度和速率，进而有效增强最终粘合层的各项性能。