[发明专利]一种可生物降解材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种可生物降解材料及其制备方法。

背景技术

传统塑料因其质轻价廉、耐油防水等优点，占据了日常塑料消费的主要市场份额。然而，废弃的塑料材料在自然条件下不可降解，造成了严重的环境污染，此外，传统塑料材料以不可再生的石化资源为原料，而石化资源的大量消耗又造成了全球能源危机。因此，为解决环境污染及资源短缺的严重问题，研究开发可降解的新材料成为20世纪70年代以来的重要课题。

纤维素作为地球上含量最大的天然高分子，其来源丰富，是一种具有巨大发展潜力的化工原料。其中，玉米纤维是以玉米等淀粉为原料，经发酵转化成乳酸再聚合制成的合成纤维，其生产完全不使用石油等化工原料，且以其制得的产品在废弃后可被自然界中的微生物分解为水、二氧化碳及无机小分子，不会造成环境污染；此外，玉米纤维轻柔、透气，加工的产品具有良好的亲肤性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可生物降解材料及其制备方法，是以玉米纤维为主要原料制成一种可生物降解颗粒或一种可生物降解发泡材料，其具有良好的抗静电、止滑及亲肤性能，且其降解后对环境无害。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可生物降解材料是以玉米纤维和塑胶材料为主要原料，经造粒、脱水冷却、干燥制得可生物降解颗粒；或再经密炼、开炼、油压发泡制得可生物降解发泡材料。

所述主要原料的重量百分数为：玉米纤维60~70%，塑胶材料30~40%，两者的重量百分数之和为100%；

所述塑胶材料包括弹性体、聚丙烯（PP）。

所述可生物降解颗粒的制备方法包括以下步骤：

1）造粒：将玉米纤维和塑胶材料经高速混合机混匀后，利用双螺杆造粒机进行造粒；

2）脱水冷却：将造好的颗粒脱水、甩干、风冷后放入搅拌桶中搅拌30分钟混匀；

3）干燥：将冷却后的颗粒于100~120℃烘烤30~40分钟制得所述可生物降解颗粒。

步骤1）双螺杆造粒机的前5段温度设定为140℃，后5段温度设定为120℃。

所得可生物降解颗粒经常规射出注塑工艺进一步加工，可制成各种可生物降解塑料制品

所述可生物降解发泡材料的制备方法包括以下步骤：

1）造粒：将玉米纤维和塑胶材料经高速混合机混匀后，利用双螺杆造粒机进行造粒；

2）脱水冷却：将造好的颗粒脱水、甩干、风冷后放入搅拌桶中搅拌30分钟混匀；

3）干燥：将冷却后的颗粒于100~120℃烘烤30~40分钟；

4）密炼：将干燥后的颗粒投入密炼机中，加入玉米纤维重量1.8-2.2%的助剂混炼10~12分钟，混炼时于不同温度下打开机盖进行翻料，全过程共翻料6次，使物料更均匀地混合，以使物料性能发挥到最佳效果；

5）开炼：将18寸开炼机的温度设定为110℃，打薄2次，使其厚度为0.5 mm，然后放入16寸开炼机进行出片，出片规格为900×380×1.5 m/m；

6）油压发泡：将制好的片料油压机进行硫化发泡，发泡结束后自然冷却，制得所述可生物降解发泡材料。

步骤4）中密炼机的温度设定为110℃；由于混炼时物料温度不断上升，需于不同温度下打开机盖进行翻料，以使物料通气，其翻料步骤为：第6分钟100℃下第一次翻料，第7分钟105℃下第二次翻料，第8分钟110℃下第三次翻料，第8.5分钟112℃下第四次翻料，第9分钟115℃下第五次翻料，第9.5分钟118℃下第六次翻料；最后于120℃下出料。

步骤6）中油压机的温度设定为160~170℃；发泡时间为16~20分钟.

所得可生物降解材料可依据客人要求制成不同规格的板片，再经进一步加工制备成鞋类、地垫、玩具、箱包。

本发明的显著优点在于：

（1）本发明采用可生物降解的玉米纤维为主要原料，改变了传统塑料材料对石油的依赖，可减少生产过程中能源的消耗，减少温室气体的排放，并且可改善塑料和橡胶材料在燃烧过程中易产生有毒、难闻气味的问题。

（2）将本发明所制得的可生物降解材料掩埋于潮湿并具有微生物的土壤中，30天后产生霉菌，6个月后可降解100%，且无有害物质释放，对植物和土壤均无不利的影响，其降解后还可堆肥再循环使用。