[发明专利]生物质全降解复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质全降解复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，人们对塑料的需求量逐渐增加，但由于传统塑料降解时间过长，并且回收利用则事倍功半，由此产生的白色污染现象也日益加剧。

一次性刀叉勺等餐具属易耗品，用量大而使用寿命短，聚丙烯等传统塑料生产的一次性刀叉勺餐具成为造成环境污染的之一原因。聚乳酸等可生物降解材料的使用可解决这一难题。

目前的可降解餐具主要是纸质、农作物秸秆或淀粉等食用粉餐具，但现有技术生产的这些餐具刚性较差，耐热温度低，难以满足使用要求。

聚乳酸(PLA)具有刚性强、结晶度大、透明度好、抗溶剂性能等优点，并得到了美国食品与药品管理局(FDA)的认可，聚乳酸还具有比较好的生物分解性，可在堆肥或土壤条件下降解。适用于生产一次性刀叉勺餐具。但聚乳酸的脆性很强、断裂伸长率低、加工稳定性差，产品的耐热温度低，无法满足餐具的使用要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种材料耐热性能、力学性能好，具有一定的韧性与强度，可满足日常生活中的餐具等物品使用需求的生物质全降解复合材料及其制备方法。

本发明的生物质全降解复合材料，包括100重量份的生物降解聚酯类混合物料，2-10重量份的增容剂，0.3-5重量份的成核剂，5-15重量份的增塑剂，0.1-2重量份的润滑剂；

所述生物降解聚酯类混合物料为在3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯(PHBH)中加入聚乳酸(PLA)和/或对苯二甲酸-丁二醇-己二酸共聚酯(PBAT)，按照每种10-90重量份比例进行混合得到。

本发明的生物质全降解复合材料，其中所述聚乳酸重均分子量Mw为10-40万，所述对苯二甲酸-丁二醇-己二酸共聚酯重均分子量Mw为10-30万，所述3-羟基丁酸/3-羟基己酸酯共聚酯中3-羟基己酸含量为6-11％，所述增容剂的重量份为4-8，所述成核剂的重量份为0.8-3，所述增塑剂的重量份为7-13，所述润滑剂的重量份为0.5-1.5。

本发明的生物质全降解复合材料，其中所述增容剂为过氧化苯甲酰或乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；所述成核剂为滑石粉、氮化硼、对苯二甲酸、二亚苄基山梨糖醇或亚乙基双硬脂酰胺；所述增塑剂为甘油、硬脂酸、乳酸乙酯、柠檬酸三丁酯、聚乙二醇或环氧大豆油；所述润滑剂为油酸酰胺、硬脂酰胺或硬脂酸钙，所述增容剂的重量份为5-6，所述成核剂的重量份为1.5-2，所述增塑剂的重量份为8-10，所述润滑剂的重量份为0.8-1.2。

生物质全降解复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

A、准备以下原料：

生物降解聚酯类混合物料，增容剂，成核剂，增塑剂，润滑剂；

所述生物降解聚酯类混合物料为在3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯(PHBH)中加入聚乳酸(PLA)和/或对苯二甲酸-丁二醇-己二酸共聚酯(PBAT)，按照每种10-90重量份比例进行混合得到；

将上述各种原料放置在干燥烘箱中进行烘干，干燥温度为40℃-90℃，干燥时间为2-24小时；

B、干燥后，按照100重量份的生物降解聚酯类混合物料，2-10重量份的增容剂，0.3-5重量份的成核剂，5-15重量份的增塑剂，0.1-2重量份的润滑剂的比例，将原料加入到高速混合机中，在高速混合机里对原料进行混合，高速混合时间为3-30分钟；

C、将高速混合后的原料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加料段温度为80-120℃，压缩与塑化段温度为110-180℃，口模温度为130-170℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为50-120rpm，经双螺杆挤出造粒；

D、将步骤C得到的造粒加入到单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机的一区温度为110-150℃，二区温度为130-180℃，三区温度为130-180℃，模具温度40-60℃，经单螺杆挤出注射成型，即可制成本发明的生物质全降解复合材料。