[发明专利]一种生物质基热塑性弹性母料及其制备方法

权利要求书

1.一种生物质基热塑性弹性母料，其特征在于，各原料所占重量份数为：生物粉50-70份、生物油脂5-10份、植物纤维3-8份、聚氨酯8-20份、皮壳胶4-10份、增容增塑剂8-20份、接枝偶联剂0.5～5份、功能性助剂0.5-5份。

2.根据权利要求1所述的生物质基热塑性弹性母料，其特征在于，所述生物粉为动物骨粉、贝壳粉、生物磷灰粉、红薯粉、木薯粉中的一种或几种按任意比例混合。

3.根据权利要求1所述的生物质基热塑性弹性母料，其特征在于，所述生物油脂为猪油、牛油、羊油、棕榈油、大豆环烷油、糠油、棉籽油中的一种或几种按任意比例混合；植物纤维为棕榈、麻、茅草、植物杆径渣中的一种或几种按任意比例混合。

4.根据权利要求1所述的生物质基热塑性弹性母料，其特征在于，所述皮壳胶为动物皮骨胶或植物皮壳胶中的一种或二者按任意比例混合。

5.根据权利要求1所述的生物质基热塑性弹性母料，其特征在于，所述的聚氨酯为聚氨基甲酸酯。

6.根据权利要求1所述的生物质基热塑性弹性母料，其特征在于，所述增容增塑剂为乙二醇、柠檬酸酯、甘油、聚乙二醇、聚丙二醇、三乙酸甘油酯、硬脂酸、单硬脂酸甘油脂中的一种或几种按任意比例混合。

7.根据权利要求1所述的生物质基热塑性弹性母料，其特征在于，所述接枝偶联剂为马来酸酐、马来酸酐接枝相容剂POE、钛酸酯、硅烷类偶联剂中的一种或几种按任意比例混合。

8.根据权利要求1所述的生物质基热塑性弹性母料，其特征在于，所述功能性助剂为表面活性剂、防虫剂、防腐剂、热稳定剂、增白助剂中的一种或几种按任意比例混合。

9.根据权利要求8所述的生物质基热塑性弹性母料，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐类表面活性剂中的一种或几种按任意比例混合；防虫剂为芳樟油、杀虫菊中的一种或二者按任意比例混合；防腐剂为甲壳素、苦瓜素、果胶中的一种或几种按任意比例混合；热稳定剂为2,6-叔丁基-4-甲基苯酚、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、二巯基醋酸异辛酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三壬基苯酯中的一种或几种按任意比例混合；增白助剂为轻质碳酸钙、钛白粉中的一种或二者按任意比例混合。

10.权利要求1所述生物质基热塑性弹性母料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)原料的称取

按配比称取各原料，各原料所占重量份数为：生物粉50-70份、生物油脂5-10份、植物纤维3-8份、聚氨酯8-20份、皮壳胶4-10份、增容增塑剂8-20份、接枝偶联剂0.5～5份、功能性助剂0.5-5份；

2)生物粉脱水预处理

将生物粉置于带加温隔层的真空反应釜中，调速为高速档进行搅拌，并打开真空系统，控制釜内压力0.06Mpa以下，温度逐步升高至105-125℃，持续28-30分钟后冷却至50℃、出料备用，所得脱水生物粉的含水量为1％以下；

3)植物纤维和增容增塑剂预处理

将植物纤维置于纤维微细粉碎机中进行初步粉碎，再将所得破碎料置于超微粉体机中，细化至1000目过筛备用；

将增容增塑剂置于可温控的搅拌罐中，搅拌10-15分钟并逐步升温至80-95℃，备用；

4)皮壳胶、植物纤维的增容增塑

将皮壳胶、植物纤维和增容增塑剂依次置于带加温隔层的反应釜中共混反应，其中动植物皮壳和植物纤维的重量与增容增塑剂的质量比为1:(0.7-1)；共混反应温度为80-95℃，反应时间为1.8-2小时，去除所得物料内的水分，得油性胶糊状共混体，备用；

5)生物粉、皮壳胶、纤维改性

在高速混合机中，依次加入步骤2)所得脱水生物粉、开启混合机，控制混合温度为70-80℃，加入步骤3所得的油性胶糊状共混体与生物粉发生混合反应，加入生物油脂，控制反应温度为100-120℃，反应时间为0.9-1h，得砂粒状共容料I，出料备用；

6)共容料与聚氨酯相容

将步骤5)所得砂粒状共容料I与聚氨酯置于具有高、中、低三档的恒温复合混合机中，开启混合机调节为低速档，加入接枝偶联剂，混合温度控制在70-80℃，混合时间为8-10分钟；待接枝偶联剂添加完毕后，调节混合机转速为高速档，并控制材料温度上升至90-120℃，此阶段混合时间为10-15分钟；最后将混合机速度调节到低速档，混合温度降至70℃以下，加入功能助剂，此阶段混合时间为5-10分钟，得砂粒状共容料II；

上述具有高、中、低三档的恒温复合混合机，其高速档的速度为2400转/分钟，中速档的速度为900转/分钟，低速档的速度为120转/分钟；

7)共容料混炼捏合

将步骤6)所得的砂粒状共容料II置于恒温加热型捏合机中，控制材料温度为110-145℃，捏合10-15分钟，得混炼料；

8)挤出制粒

将步骤7)所得的混炼料通过自动定量喂料装置均匀地加入到长径比为(15-40):1的单或双螺杆挤出机中挤出、制粒，得所述生物质基热塑性弹性母料；挤出工艺条件为：进料口温度：20-80℃，输送段温度：60-120℃，熔融段温度：140-160℃，剪切压缩段温度：150-170℃，挤出口温度：130-150℃，主机螺杆转速为：400转/分钟。