[发明专利]一种废弃皮粉和全生物降解基质复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种废弃皮粉和全生物降解基质复合材料及其制备方法，属于皮革废弃资源利用及环保领域。该可生物降解复合材料包括100份的全生物降解材料以及1～10份的废弃皮粉，该全生物降解复合材料具有良好的生物降解性能，并且具有较好的热力学稳定性以及高效的降解速度；本发明公开了一种制革废弃皮粉和全生物降解基质复合材料的制备方法是将原料熔融混炼即可，该方法工艺操作简单，对设备要求低，绿色环保，适合工业化规模生产。

技术领域

本发明属于皮革废弃资源利用技术领域，涉及一种可生物降解复合材料及其制备方法，具体涉及一种废弃皮粉和全生物降解基质复合材料及其制备方法。

背景技术

传统塑料由合成树脂、增塑剂以及填充剂等组成，大多数难以降解，不易回收利用，并且废弃塑料燃烧会产生大量的有毒气体，其造成的环境污染引起了社会各界的极大关注。因此，可生物降解材料日益受到国内外研究学者的青睐。其中的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)基共聚物、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)基共聚物、聚ε-己内酯(PCL)基共聚物、聚碳酸酯(PPC)基共聚物、聚(己二酸丁二醇酯/对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)基共聚物、聚3-羟基烷酸酯(PHA)基共聚物、聚-β-羟丁酸(PHB)基共聚物、聚乙烯醇(PVA)基共聚物、淀粉基共聚物，具有与通用塑料相似的性能，可部分代替通用塑料，因而受到了极大的关注。但目前价格较高，其应用推广受到限制。

皮革废弃物是皮革产业产生的主要固体废弃物，每加工1吨生皮大约产生600kg以上的固体废弃物，主要是剖、削、修边等切割或撕扯下来的边角余料，其主要成分为蛋白质，其中胶原蛋白含量占90％以上。胶原蛋白是一种天然高分子材料，它具有一定的力学性能、纤维的再成形性、生物可降解性，可以广泛应用于新材料的制备。在我国，皮革废弃物大多数未能得到很好的处理和利用，既占用了场地，又污染了环境，更是对资源的极大浪费。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种废弃皮粉和全生物降解基质复合材料及其制备方法，该复合材料力学性能良好，热力学性能稳定，所使用基质为可降解性基质，在复合材料被废弃后易于降解，无害于环境，是现有塑料产品的良好替代品；该制备方法原料来源广，操作简单，适合工业化生产。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种废弃皮粉和全生物降解基质复合材料的制备方法，将可生物降解基质加热至完全熔融，然后向完全熔融的可生物降解基质中加入废弃皮粉粉末，混炼5～20min后自然冷却，制得废弃皮粉和全生物降解基质复合材料；

其中，加入废弃皮粉的质量为可生物降解基质质量的1％～10％。

优选地，所述可生物降解基质为聚丁二酸丁二醇酯基共聚物、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚乳酸基共聚物、聚ε-己内酯基共聚物、聚碳酸酯基共聚物、聚(己二酸丁二醇酯/对苯二甲酸丁二醇酯)基共聚物、聚3-羟基烷酸酯基共聚物、聚-β-羟丁酸基共聚物、聚乙烯醇基共聚物和淀粉基共聚物中的一种或者几种。

优选地，所述废弃皮粉为不含铬制革废弃皮粉。

进一步优选地，所述不含铬制革废弃皮粉包括来源于牛皮革、羊皮革、猪皮革的毛渣、碎皮、修边下角料、磨革革屑和削匀革屑中的一种或者几种。

优选地，废弃皮粉粉末的粒径范围为60～1000目。

优选地，将可生物降解基质在100～160℃下加热至完全熔融。

本发明还公开了采用上述方法制备的废弃皮粉和全生物降解基质复合材料，该复合材料的拉伸强度≥25MPa，断裂伸长率≥20％，自然条件下，6个月该复合材料降解率达到90％以上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：