[发明专利]一种环保复合材料及其制备方法

说明书

一种环保复合材料及其制备方法。组成以及重量份为：聚乳酸：100份；田菁胶5‑30份；改性纳米TiO₂ 0.2‑5份；增塑剂A 1‑6份；增塑剂B 2‑15份；润滑剂0.1‑0.5份。其制备过程包括：首先对纳米TiO₂进行表面改性，然后与三醋酸甘油酯或者环氧大豆油混合，并进一步与聚乳酸、田菁胶、聚乙二醇或者柠檬酸三丁酯、硬脂酸等混合后，通过双螺杆挤出造粒机挤出并造粒，得到聚乳酸/田菁胶/纳米TiO₂复合材料。本发明的聚乳酸/田菁胶/纳米TiO₂复合材料具有良好的加工流变性能和力学性能，并且绿色环保，成本低，可通过模压、挤出、注塑、压延等成型方法制备出不同形态的塑料制品。

技术领域

本发明属于环境友好高分子材料的成型加工领域，具体涉及的是一种绿色环保聚乳酸/田菁胶/纳米TiO₂复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种无毒、无刺激性、良好的生物相容性并可完全生物降解的绿色高分子材料，它在微生物的作用下能够完全降解生成水和二氧化碳，对环境不会造成任何危害，可以替代传统的聚合物材料，因此受到了广大研究者的高度重视和深入研究。另外，PLA可以通过玉米秸秆发酵得到的乳酸进行聚合制得，能够降低不可再生的石化产品的消耗，进而缓解人类资源危机。但是PLA也存在一些缺点，比如：它是线型聚合物，使其强度往往不能满足要求；脆性高；价格高。另外，它的熔融黏度和熔体强度较低，导致加工性能不佳。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究，目前对聚乳酸的改性主要有共聚、共混和复合等方法。

发明内容

针对背景技术中所提出的PLA所存在的缺陷，本发明一是提供一种无毒、价廉、具有较好的加工流变性能和力学性能的绿色环保聚乳酸/田菁胶/纳米TiO₂复合材料，二是提供这种复合材料的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案是：

一种环保复合材料，该复合材料的组分以及各组分的重量份为：聚乳酸100份、田菁胶5-30份、改性纳米TiO₂ 0.2-5份、增塑剂A 1-6份、增塑剂B 2-15份、润滑剂0.1-0.5份。

聚乳酸重均分子量为10万-30万。

田菁胶重均分子量为15万-32万。

改性纳米TiO₂的制备方法为：在40-80^oC，将硅烷偶联剂KH560、盐酸或冰醋酸、无水乙醇和高纯水，于超声作用下机械搅拌60-240min，冷却至室温，洗涤，离心，25-50^oC下真空干燥，离心机转速为8000-20000rpm，所用纳米TiO₂的粒径为5-100nm。

增塑剂A为三醋酸甘油酯或环氧大豆油中的一种或两者混合物。

增塑剂B为聚乙二醇或者柠檬酸三丁酯中的一种或两者混合物；其中聚乙二醇的重均分子量为2000-20000。

润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙的任何一种。

环保复合材料的制备方法，制备方法的具体步骤如下：

（1）在30-80^oC下，将改性纳米TiO₂、增塑剂A混合并机械搅拌120-240min，搅拌机的转速为1000-2000rpm；

（2）在40-90^oC下，将聚乳酸、田菁胶、增塑剂B、步骤（1）所得物料混合并机械搅拌60-180 min，搅拌机转速为1000-2000 rpm，物料冷却至室温后，在双螺杆挤出造粒机上挤出并造粒；