本發明涉及塑料領域，尤其是涉及一種基于聚乳酸樹脂的生物降解塑料。
背景技術：
聚乳酸樹脂(PLA)是一種可完全生物降解的新型綠色塑料，不但具有良好的生物相容性和生物可降解性，而且性能與聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等通用塑料相近，可采用注塑、擠出、紡絲等工藝進行加工，制成纖維、薄膜、片材、板材等，經過熱成型、紡織等二次加工后的制品，可以廣泛地應用于服裝、包裝、農業、汽車、電子、生物醫藥等眾多領域。
PLA是由生物質(木薯、甜菜、甘蔗、秸稈纖維素等)經微生物發酵而成的小分子乳酸聚合而成的高分子材料，與目前來源于石油化工的通用塑料相必，更加符合循環經濟和可持續發展的理念，不僅生產過程無污染，而且可以從根本上解決石油資源枯竭和油價飛漲造成的化工原料成本上升的問題。經特殊處理的PLA在使用過程中能保持其性能而不降解，使用后可置于堆肥條件下快速將降解成為二氧化碳和水，不污染環境，從而解決目前“垃圾圍城”和“白色污染”的問題。
在石油資源日益短缺、環境污染日益嚴重的21世紀，聚乳酸樹脂原料“可種植、易種植”的特性正好滿足人們追求自然、綠色、環保的要求。
聚乳酸樹脂(PLA)是一種熱塑性脂肪族聚酯，玻璃化溫度和熔點分別為60℃和175℃，在室溫下是一種處于玻璃態的硬質高分子，其熱性能與聚苯乙烯相似。
與其他通用塑料相比，聚乳酸樹脂具有很高的拉伸強度，彎曲強度，但是其耐熱性能差，斷裂伸長率較低，同時抗沖擊性能也不能令人滿意，因此，若想使其得到更進一步的應用，必須對這些性能進行改善。
無可爭議的是在眾多需要改善的PLA樹脂的性能當中，韌性/抗沖擊是最迫切的，因為其限制了PLA樹脂很多潛在應用。
美國專利US5,883,199揭示了可生物降解的聚乳酸基共聚物的組成，一個是聚乳酸及其共聚物另外一個是脂肪酸聚酯及其共聚物，C2～C20脂肪酸二酸形成的聚酯或者共聚酯。
美國專利US9,193,818揭示了一種采用開環聚合的方式將乳酸官能團化的橡膠增塑聚合物單體(比如說聚甲基丙烯酸丁酯)直接接枝到PLA的主鏈或者形成梳妝(bottlebrush)共聚物來增韌PLA樹脂。
美國專利US9,328,239揭示了一種PHA(聚羥基脂肪酸酯)與PLA的共混來增韌PLA樹脂，PHA樹脂為多相共聚物，其中一相為玻璃化溫度在20℃以下，含量占整個PHA樹脂的5～45％之間。
文獻(Journal of Materials Chemistry A2013,1,13379-13398)中報道了一些通過添加增塑劑來增韌，低分子量的檸檬酸酯，部分脂肪酸酯均是PLA樹脂常用的增塑劑，通過添加適量的增塑劑，可以提高PLA的韌性，聚乳酸樹脂材料表現出抗沖擊性能改善，斷裂伸長率增加和彈性增加但材料的玻璃化溫度和拉伸強度會顯著下降，此外添加量超過20wt％時,在老化和使用過程中會出現析出。
因此如何在增加PLA的韌性(斷裂伸長率和沖擊強度)的同時而又不顯著降低PLA樹脂原有的拉伸強度等力學性能，是本領域亟待解決的問題。
技術實現要素：
本發明目的在于提出一種基于聚乳酸樹脂(PLA)的生物降解塑料，以解決上述現有技術存在的在提高PLA樹脂韌性的同時不顯著降低PLA樹脂原有的拉伸強度等力學性能的技術問題。
為此，本發明提出一種基于聚乳酸樹脂的生物降解塑料，包括聚乳酸樹脂、增塑劑和硫化植物油，所述硫化植物油是指碘值大于80g/100g的植物油，所述增塑劑是生物基增塑劑。
優選地，其重量份含量為聚乳酸樹脂100份，生物基增塑劑5～100份，硫化植物油5～50份。
優選地，其重量份含量為聚乳酸樹脂100份，生物基增塑劑20～80份，硫化植物油5～50份。
優選地，其重量份含量為聚乳酸樹脂100份，生物基增塑劑20～50份，硫化植物油10～25份。
優選地，所述聚乳酸樹脂包括聚乳酸及其共聚物。
優選地，所述聚乳酸樹脂為聚D-乳酸(PDLA)、聚L-乳酸(PLLA)、聚D,L-乳酸(PDLLA)中的一種或多種。
優選地，所述生物基增塑劑是指以生物基資源為原料制備的酯類增塑劑，為環氧化植物油類的增塑劑、檸檬酸酯類增塑劑、脂肪酸酯類增塑劑中的一種或多種。
優選地，所述環氧化植物油類的增塑劑為環氧大豆油ESBO、環氧脂肪酸甲酯EFME、環氧亞麻籽油中的一種或多種；
所述檸檬酸酯類增塑劑為檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三丁酯ATBC中的一種或多種；
所述脂肪酸酯類增塑劑為丁二酸二辛酯DOSX、蓖麻油脂肪酸酯類及衍生物C-101、C-401、GR-301、S-4、S-8、S-10中的一種或多種。
優選地，所述硫化植物油包括以植物油通過硫化工藝制備的硫化植物油，所述植物油為蓖麻油、亞麻籽油、大豆油中的一種或多種。
優選地，將所述聚乳酸樹脂、生物基增塑劑、硫化植物油混合均勻后通過雙螺桿擠出造粒生產線制造出改性PLA塑料。
優選地，所述生物降解塑料還包括顏料/色母、抗氧劑、穩定劑、無機填料、抗粘連劑中的一種或多種。
本發明與現有技術相比的有益效果：
1.通過將硫化植物油與聚乳酸樹脂、生物基增塑劑組合，在保證拉伸強度下降不大的同時，大幅度提升材料的韌性(斷裂伸長率和沖擊強度)，解決了傳統小分子量增塑劑增韌PLA樹脂過程中，拉伸強度下降嚴重的問題，另一方面降低了增塑劑在老化和使用過程中發生析出的風險；
2.所述硫化植物油與聚乳酸樹脂、生物基增塑劑均為生物基材料，保持了PLA樹脂的生物降解特性，制備出的改性材料仍為100％可生物降解的塑料，解決了塑料產品對環境的污染問題。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。
本實施例中只用一種抗氧劑進行說明，但所有的抗氧劑都適用于本發明。
實施例1
本發明提出一種基于聚乳酸樹脂的生物降解塑料，以重量份為單位，包括以下原料：聚乳酸樹脂(PLA)純樹脂100份，增塑劑20份，硫化植物油10份，抗氧劑2份，所述聚乳酸樹脂為REVODE190，增塑劑為ATBC，硫化植物油為NITREX，抗氧劑為1010抗氧劑，將所述原料混合均勻后通過雙螺桿擠出造粒生產線制造出改性PLA塑料。
實施例2
本發明提出一種基于聚乳酸樹脂的生物降解塑料，以重量份為單位，包括以下原料：聚乳酸樹脂(PLA)純樹脂100份，增塑劑50份，硫化植物油25份，抗氧劑2份，所述聚乳酸樹脂(PLA)為REVODE190，增塑劑為DOSX，硫化植物油為NITREX，抗氧劑為1010抗氧劑，將所述原料混合均勻后通過雙螺桿擠出造粒生產線制造出改性PLA塑料。
實施例3
本發明提出一種基于聚乳酸樹脂的生物降解塑料，以重量份為單位，包括以下原料：聚乳酸樹脂(PLA)純樹脂100份，增塑劑40份，硫化植物油15份，抗氧劑2份，所述聚乳酸樹脂(PLA)為REVODE190，增塑劑為ESBO，硫化植物油為NITREX，抗氧劑為1010抗氧劑，將所述原料混合均勻后通過雙螺桿擠出造粒生產線制造出改性聚乳酸樹脂塑料。
實施例4
本發明提出一種基于聚乳酸樹脂的生物降解塑料，以重量份為單位，包括以下原料：聚乳酸樹脂(PLA)純樹脂100份，增塑劑40份，硫化植物油20份，抗氧劑2份，所述聚乳酸樹脂(PLA)樹脂為REVODE190，增塑劑為S-8，硫化植物油為NITREX，抗氧劑為1010抗氧劑，將所述原料混合均勻后通過雙螺桿擠出造粒生產線制造出改性PLA塑料。
實施例5
本發明提出一種基于聚乳酸樹脂的生物降解塑料，以重量份為單位，包括以下原料：聚乳酸樹脂(PLA)純樹脂100份，增塑劑30份，硫化植物油10份，抗氧劑2份，所述聚乳酸樹脂(PLA)為REVODE190，增塑劑為EFME，硫化植物油為AkrofaxTMB，抗氧劑為1010抗氧劑，將所述原料混合均勻后通過雙螺桿擠出造粒生產線制造出改性PLA塑料。
實施例6
本發明提出一種基于聚乳酸樹脂的生物降解塑料，以重量份為單位，包括以下原料：聚乳酸樹脂(PLA)純樹脂100份，增塑劑30份，硫化植物油15份，抗氧劑2份，所述聚乳酸樹脂(PLA)為REVODE190，增塑劑為7190，硫化植物油為AkrofaxTMB，抗氧劑為1010抗氧劑，將所述原料混合均勻后通過雙螺桿擠出造粒生產線制造出改性PLA塑料。
實施例7
本發明提出一種基于聚乳酸樹脂的生物降解塑料，以重量份為單位，包括以下原料：聚乳酸(PLA)純樹脂100份，增塑劑60份，硫化植物油25份，抗氧劑3份，所述聚乳酸樹脂(PLA)為REVODE190，增塑劑為S-4，硫化植物油為AkrofaxTMB，抗氧劑為1010抗氧劑，將所述原料混合均勻后通過雙螺桿擠出造粒生產線制造出改性PLA塑料。
作為對比，將上述實施例的生物降解塑料分別與比較例1、比較例2的塑料性能進行比較，所述比較例1塑料只包括PLA純樹脂(REVODE190)，所述比較例2塑料，以重量百分比單位包括PLA純樹脂(REVODE190)100份、增塑劑ATBC 20份、抗氧劑1010 2份混合均勻后通過雙螺桿擠出造粒生產線制造出的PLA塑料。
下表1為比較結果：
表1
由此可以看出，將硫化植物油與聚乳酸樹脂、生物基增塑劑混合后得到的改性聚乳酸樹脂塑料，拉伸強度全部略低于比較例1；斷裂伸長率和沖擊強度全部高于比較例2；在拉伸強度沒有顯著下降的同時，大幅度提升材料的韌性(斷裂伸長率和沖擊強度)，力學性能得到了很大改善。
從比較例1的數據可以看出，聚乳酸樹脂最大的問題是其脆性(低的斷裂伸長率和低的沖擊強度；從比較例2的數據可以看出，添加增塑劑后斷裂伸長率和沖擊強度可以顯著提高，但是缺點是其拉伸強度顯著下降，實施本專利方案后的改性聚乳酸材料在于大幅度提升材料的韌性(斷裂伸長率和沖擊強度)的同時，拉伸強度沒有顯著下降，從而獲得一個相對優異的綜合性能。
本領域技術人員將認識到，對以上描述做出眾多變通是可能的，所以實施例僅是用來描述一個或多個特定實施方式。
盡管已經描述和敘述了被看作本發明的示范實施例，本領域技術人員將會明白，可以對其作出各種改變和替換，而不會脫離本發明的精神。另外，可以做出許多修改以將特定情況適配到本發明的教義，而不會脫離在此描述的本發明中心概念。所以，本發明不受限于在此披露的特定實施例，但本發明可能還包括屬于本發明范圍的所有實施例及其等同物。