[发明专利]一种增刚耐磨性生物塑料托盘专用母料及制备方法

说明书

本发明涉及塑料母料领域，公开了一种增刚耐磨性生物塑料托盘专用母料及制备方法。包括如下制备过程：（1）以玉米淀粉、水、甘油、白油为原料制得热塑性淀粉；（2）将水玻璃加入草酸液中制备硅溶胶；（3）以生物质硬壳粉、白炭黑、云母粉、硅溶胶、热塑性淀粉、相容剂为原料挤出造粒，得到粒料；（4）将粒料与聚丙烯树脂、钛白粉、润滑分散剂、偶联剂混合挤出造粒，即得增刚耐磨性生物塑料托盘专用母料。本发明利用生物质硬壳粉、白炭黑、云母粉、云母粉、硅溶胶制得复合粉，对生物塑料具有增刚、耐磨作用，而且赋予良好的生物质特性，具有仿木的效果，另外通过二次挤出造粒，可有效提升热塑性淀粉的刚性和耐磨性。

技术领域

本发明涉及塑料母料领域，公开了一种增刚耐磨性生物塑料托盘专用母料及制备方法。

背景技术

生物降解塑料是一种节能环保新材料。由于含有易被微生物分解的活性基团羟基、酯基、羧基等，当被放在自然环境中在一定温度和湿度条件下，由于微生物等作用，极易被分解成为水和二氧化碳，从而回归大自然。经过多年的发展，其技术不断更新，产品性能不断提高。随着市场需求的不断上升，生物降解塑料由最初的薄膜、一次性注塑用品向常规日用品发展。如各类家用托盘、家居日用品等。

目前己经研究开发的生物降解高分子主要有天然高分子、微生物合成高分子和化学合成高分子三大类。其中天然可降解高分子包括淀粉、纤维素、聚糖、甲壳素、壳聚糖及其衍生物等；微生物合成的可降解聚合物包括聚乳酸（PLA）、聚羟基烷基醇酯等；人工合成的可降解聚合物包括聚乙烯醇（PVA）、聚乳酸(PLA)、聚α-羟基酸酯类、聚己内酯（PCL）等。

根据使用情况，目前淀粉属于成本较低，易于规模化推广适用的生物塑料材料。淀粉的热塑化处理目前基本成熟，如糊化淀粉、增塑处理淀粉、共混改性技术、压力处理淀粉、微波处理淀粉、辐射处理淀粉等多种物理手段在降解塑料中应用。尤其在淀粉基生物降解塑料中，淀粉作为生物塑料的重要组成部分，已经得到了完善的处理。淀粉基降解塑料在使用性能、降解性能、成本指标等方面发生了本质的变化，成为目前国内使用最广泛的生物降解塑料。由于淀粉塑料主体材料淀粉具有较高的结晶度，通常为30-45%，结晶结构有序而紧密的排列使得淀粉不具有热塑加工性能。只有当淀粉分子“无序化”排列时淀粉才具有热塑性。通过多种物理技术可以破坏淀粉结构，改进淀粉热塑加工性能，对推进淀粉塑料应用进程中发挥着重要的作用。通过加入增塑剂降低淀粉分子间作用力而使淀粉具有热塑性。按照传统的增刚耐磨技术，大都是通过添加晶须碳酸钙、硅灰石纤维等无机物增加刚度。

中国发明专利申请号201210557960.9公开了一种含淀粉的生物降解塑料餐具的生产方法，以细化后的淀粉为主要原料，加入亚磷酸三苯酯和硅烷偶联剂甲基三乙氧基硅烷高速搅拌，再加入聚丙烯PP045、EVA、LLDPE和白炭黑高速搅拌至出现小圆球粒状料停机出料，挤出片材，最后制得产品。

中国发明专利申请号201010153392.7公开了一种淀粉填充可生物降解聚丙烯及其制备方法。该淀粉填充可生物降解聚丙烯按重量份由下述组分组成：淀粉3~70重量份、增塑剂5~15重量份、聚丙烯10~50重量份、分散剂0.5~1重量份、增韧剂5~8重量份、光降解剂0.5~1重量份。

根据上述，现有方案中的淀粉基生物塑料使用增塑剂后，增塑剂不但容易析出，而且淀粉塑料体系表现为偏软，无论是成膜还是注塑，得到的制品不耐刮擦，蜡质性明显，按照传统的增刚耐磨技术，大都是通过添加晶须碳酸钙、硅灰石纤维等无机物增加刚度，然而，一方面纤维分散困难，另一方面过多的使用纤维会影响淀粉塑料的生物降解性，本发明提出了一种增刚耐磨性生物塑料托盘专用母料及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容

目前应用较广的淀粉基生物塑料存在偏软的问题，在注塑件中存在刚性、耐磨性较差的缺陷，制约了淀粉基生物塑料的发展和应用。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种增刚耐磨性生物塑料托盘专用母料的制备方法，制备的具体过程为：