[发明专利]用于可降解一次性餐具的聚丙烯改性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚丙烯材料，尤其涉及一种用于可降解一次性餐具的聚丙 烯改性材料及其制备方法。

背景技术

淀粉基生物降解塑料是当今开发最多的一类生物降解塑料，按其淀粉 含量的不同可以分为淀粉填充塑料和全淀粉塑料，全淀粉塑料全部以淀粉 为原料制成的塑料，利用化学手段使淀粉分子结构变异，使淀粉具有热塑 性，再辅以少量可降解助剂加工制成。

所谓的淀粉填充塑料是指将淀粉添加到一些非降解性树脂中，在通用 加工设备上加工制得的塑料。在一定条件下，这类材料中的淀粉能够在能 分泌酶的微生物作用下分解，同时其他组分分裂为碎片。但是在这类将淀 粉作为填充剂的生物降解材料中，由于亲水性淀粉和疏水性高聚物的相容 性差，且淀粉成型困难，导致淀粉填充塑料的机械性能差，因此也限制了 淀粉在制品中的含量，使制品的可降解性不尽如人意。

发明内容

本发明的目的是克服现有可降解一次性餐具强度不够的缺点，提供一 种用于高强度可降解一次性餐具的聚丙烯改性材料及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于可降解一次性餐具的聚丙烯改性材料，特点是包含以下成分及重 量比：聚丙烯：10～20％，玉米淀粉母粒：50～70％，硫酸钙晶须：10～ 20％，聚丙烯接枝马来酸酐：5～10％，聚乙烯蜡：0.5～1％，抗氧剂：0.3～ 0.6％，润滑剂：0.2～0.6％。

进一步的，上述用于可降解一次性餐具的聚丙烯改性材料，其组分为： 聚丙烯：20％，玉米淀粉母粒：50％，硫酸钙晶须：20％，聚丙烯接枝马 来酸酐：8％，聚乙烯蜡：1％，抗氧剂：0.5％，润滑剂：0.5％。

更进一步的，上述用于可降解一次性餐具的聚丙烯改性材料，所述聚 丙烯熔体流动速率＞45g/10min，拉伸强度＞35MPa，弯曲模量＞1500MPa； 所述的玉米淀粉母粒中玉米淀粉的质量分数为55％；所述的硫酸钙晶须的 长径比大于30，直径为2～5μm；所述聚丙烯接枝马来酸酐共聚物中马来酸 酐的接枝率为1％，熔体流动速率大于80g/10min；所述的抗氧剂为抗氧剂 1010与抗氧剂168的复配物；所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；所述的聚 乙烯蜡相对分子质量为5000，软化温度为55℃。

本发明用于可降解一次性餐具的聚丙烯改性材料的制备方法，包括以 下步骤：

①原料混合均匀：按照配比将聚丙烯、玉米淀粉母粒、聚丙烯接枝马 来酸酐共聚物、聚乙烯蜡、抗氧剂和润滑剂在高速混合机混合均匀；

②硫酸钙晶须加料：硫酸钙晶须在双螺杆挤出机侧向喂料口添加；

③在双螺杆挤出机内混炼：将步骤①得到的混合物加入双螺杆挤出机 内混炼；双螺杆挤出机在170～220℃之间；混合物在双螺杆挤出机中的 总停留时间为3～8min，双螺杆挤出机转速在300～350r.min^-1；

④将得到的物料挤出后冷却、切粒，即得到用于可降解一次性餐具的 聚丙烯改性料。

再进一步地，上述用于可降解一次性餐具的聚丙烯改性材料的制备方 法，首先，将20份聚丙烯、50份玉米淀粉母粒、8份聚丙烯接枝马来酸 酐、1份聚乙烯蜡、0.5份抗氧剂、0.5份乙撑双硬脂酰胺在混合机中混合 均匀；20份硫酸钙晶须从双螺杆挤出机的侧向喂料口添加；然后，将混合 物在双螺杆挤出机中混炼，双螺杆每段的温度分别为：T₁＝170℃，T₂＝180℃， T₃＝190℃，T₄＝205℃，T₅＝210℃，T₆＝220℃，双螺杆挤出机转速为 r＝350r.min^-1，最后，挤出、冷却、切粒即得到用于可降解一次性餐具的聚 丙烯改性材料。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①采用玉米淀粉母粒填充聚丙烯，使玉米淀粉均匀分散在聚丙烯基体 中，随着玉米淀粉的生物降解，聚丙烯改性料崩解成碎片，使聚丙烯改性 料具有一定程度的可降解性；

②采用硫酸钙晶须对玉米淀粉/聚丙烯改性，提高复合材料的强度；

③采用聚丙烯接枝马来酸酐共聚物作为增容剂，提高玉米淀粉、硫酸 钙晶须与基体树脂的相容性，使硫酸钙晶须的增强作用充分发挥；