[发明专利]可生物降解的防静电高分子复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可生物降解的高分子复合材料，具体涉及一种可生物降解的防静电高分子复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。 

背景技术

塑料包装材料广泛应用在食品、电子行业、航空航天、兵器工业以及纺织等领域。在日常生活和生产中，许多塑料包装材料在使用过程中容易产生静电积累，造成吸尘、电击、甚至产生火花后导致爆炸等恶性事故。目前最常用且行之有效的方法是使用抗静电剂以降低材料的表面电阻率，从而使其得到了广泛的应用。 

但传统的防静电塑料包装材料其主要成分一般为石油基高分子材料，如聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、ABS树脂等，作为包装材料用完后被废弃为垃圾，有的被随处丢弃、有的被填埋、焚烧，极大地浪费了资源。这些石油基的高分子材料需200年左右才能被分解。这导致大量性能优异、价格低廉的普通石化塑料制品，严重污染了人类的生存环境，同时全球石油资源日益枯竭，使得利用可再生资源制备可生物降解的材料成为解决环境和能源问题的必然选择，而且近年来也成为许多国家和企业研发和关注的焦点，一些可生物降解的材料不断涌现。 

现有的完全生物降解材料中，来源于天然资源的聚乳酸和淀粉由于其自身的优点格外引人关注。淀粉作为天然高分子，具有来源广、价格低、可完全生物降解和再生周期短的优点，但淀粉是多羟基聚合物，本身不具备热塑性。聚乳酸是淀粉发酵衍生物，来源于可再生资源，国内外已有规模化的工业产品，作为新型的线性脂肪族聚酯，其具有良好的降解性、热塑加工性能和良好的生物相容性，力学性能为质硬而韧性较差，缺乏弹性和柔性，热变形温度低，仅55~60℃，非常容易完全变形，另外生产成本也比传统塑料高，与淀粉相容性差，这也限制了它的应用。 

国内外现有的聚乳酸/淀粉共混改性的报道，主要涉及力学性能、耐热性能、相容性等的提高，对于聚乳酸/淀粉的防静电改性，尚未见公开的技术方案。现有的一些耐热级聚乳酸及其它生物质塑料价格较高，不具有日常应用的优势，无法大规模生产。专利CN101967271A公开了一种短碳纤维增强抗静电聚乳酸复合材料，通过将聚乳酸、短碳纤维、偶联剂、抗氧剂、润滑剂按比例混合，经过双螺杆熔融挤出切粒制得短碳纤维增强抗静电聚乳酸复合材料，使聚乳酸具备了抗静电性能，但是由于作为基体材料的聚乳酸的价格较高，不具备普遍推广的优势。专利CN1013128301A公开了一种由基础层和至少一层由脂肪羟基羧酸构成的覆盖层所构成的聚乳酸多层膜，其中覆盖层含有占覆盖层重量0.002至20重量比的基于淀粉的颗粒，该聚乳酸多层膜虽然具有良好的抗静电性质，但是作为薄膜，不能通过注塑、热压等方法成型，不能制备诸如食品托盘、电磁托盘、医用托盘、刀叉勺等制品，应用范围较窄。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种力学性能优异、价格较低、可生物降解的防静电高分子复合材料。 

本发明的另一目的在于提供上述可生物降解的防静电高分子复合材料的制备方法。 

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案。 

本发明提供一种可生物降解的防静电高分子复合材料，所述可生物降解的防静电高分子复合材料由以下组分的原料按重量份数混合制备而成： 

聚乳酸       20～80%；

改性淀粉     10～70%；

抗静电剂     1～10%；

增塑剂       1～5%；

相容剂       1～5%。

优选地，其中所述聚乳酸为L-乳酸含量大于90%、粘均分子量为10～30万的聚乳酸。 

优选地，其中所述改性淀粉为马铃薯淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉、稻谷淀粉、小麦淀粉、糯米淀粉、荞麦淀粉、粳米淀粉或高粱淀粉中的一种经过改性得到。 

优选地，其中所述增塑剂为甘油、乙二醇、山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇、二甘醇、聚乙二醇、脂肪酸单甘酯或尿素中的一种或多种。 

优选地，其中所述抗静电剂为聚环氧乙烷（PEO）、醇醚磷酸单酯（PEEA）、氯丙醇、纳米掺锑二氧化锡（ATO）、膨胀石墨、二氧化硅、氧化锌或氧化铝中的一种。 

优选地，其中所述相容剂为乙烯丙烯酸共聚物接枝马来酸酐（EAA-g-MAH）。 

本发明所述的可生物降解的防静电高分子复合材料的制备方法，包括以下步骤：