[发明专利]一种微细淀粉-热塑性无机粉体降解塑料母料及制备方法

说明书

本发明涉及生物塑料领域，公开了一种微细淀粉‑热塑性无机粉体降解塑料母料及制备方法。通过将纳米无机粉体的微孔形成聚合物，使无机粉体满足高温时反复的热加工具有良好的热塑性，并进一步将聚合物嵌合改性无机粉体与已经微细化的淀粉再次通过高剪切研磨分散机进行复合，在强大的剪切力和摩擦力的作用下，已经微细化的淀粉得到进一步细化并和聚合物嵌合改性无机粉体形成均匀分散。由于二次细化后的淀粉比表面积迅速增大，表面能迅速增高，并且二次细化的淀粉和聚合物嵌合改性无机粉体彼此能够均匀分散不团聚，聚合物嵌合改性白炭黑紧密结合在淀粉微细颗粒表面，能够有效地维持淀粉无定形化，持久地抑制淀粉重结晶。

技术领域

本发明涉及生物塑料领域，具体涉及一种微细淀粉-热塑性无机粉体降解塑料母料及制备方法。

背景技术

近些年来，国家大力推进环保产品，鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用，开始禁止生产、销售和使用一次性不可降解塑料制品。因此，生物降解塑料存在巨大替代市场空间。在众多生物质塑料中，淀粉塑料具有可生物降解性，是生物降解塑料中的重要材料之一，淀粉塑料主要以可再生的低成本淀粉为主要原料，在各类包装塑料制品中使用量巨大。目前的淀粉塑料已初步具备规模化生产和使用能力，制备工艺相对稳定，原料来源稳定。

淀粉塑料尽管弥补了目前生物塑料成本高的不足，但是淀粉塑料的关键原料淀粉的热塑化处理目前进展缓慢，仍存在一定问题。

中国发明专利CN201510900000.1公开了一种可生物降解增强淀粉塑料的制备方法。该淀粉塑料包括天然淀粉（Starch）5～90％、聚乙烯醇（PVA）10～90％、塑化剂10～50％。先用不饱和酸（酐）对淀粉和聚乙烯醇分别进行酯化。酯化后的淀粉和聚乙烯醇同时或分别分散于分散介质中，以过氧化二苯甲酰（BPO）、偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂，以苯乙烯、丙烯酸酯等乙烯基单体为接枝单体进行接枝改性。

中国发明专利CN201310073649.1公开了一种可生物降解塑料的制备方法，包括步骤为：将溶于水的高碘酸钾滴加到大米淀粉中并搅拌，在40-50℃下反应8-10小时，反应结束后过滤、干燥并粉碎得到固体颗粒；将所述固体颗粒和甘油在高速混合机中混合，再通过单螺杆挤出机塑化挤出，造粒并通过二次加工得到可生物降解塑料。

中国发明专利CN201110354440.3公开了一种一次性使用可控完全降解塑料包装袋及其制备方法，按重量份计是由以下的原料经熔融共混挤出吹膜而成：聚乙烯醇20~45份，淀粉72~87份，小分子增塑剂10~20份，改性无机纳米助剂，0.2~2份，抗氧化剂0.5~1.5份，增容剂0.5~3份，无机填料8~15份，紫外线吸收剂0.1~1份，颜料0.1~1份。其配方在采用了易与淀粉形成氢键的小分子增塑剂的同时，又添加一定量的经表面处理过的无机纳米助剂。

由于淀粉其分子链上含有大量的羟基，分子链间有很强的氢键结合，因此不具有热塑性，成型加工困难，耐水性差。目前的淀粉塑料的关键是淀粉热塑化处理，主要是通过利用糊化、极性小分子渗透等破坏淀粉的结晶结构，使淀粉分子变构处理，使其分子无序化，形成具有热塑性的淀粉。然而，在利用小分子增塑剂处理淀粉热塑化的同时,引入的极性小分子水、甘油等会影响淀粉塑料的热加工稳定性,容易挥发，导致淀粉塑料在高温时变黄，难以二次热加工。另外，由于极性小分子增塑剂的引入，致使淀粉塑料的耐水性变差，制备的淀粉塑料制品容易吸潮。