[发明专利]一种淀粉基合金环保材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种淀粉基合金环保材料及其制备方法，涉及环保材料改性技术领域，原料按重量份组成：植物淀粉30‑60份，植物秸秆纤维10‑20份，反应助剂1‑5份，生物基树脂40‑60份，纳米复合材料1‑5份，塑化剂0.2‑1份，润滑剂0.5‑2份。制备方法包括：1）改性处理：将植物淀粉投入到干法反应器内，加入反应助剂，得到改性淀粉；将植物秸秆纤维投入干燥器中，得到含水率小于3%的干燥植物秸秆纤维；2）共混：将步骤1）得到的改性淀粉和干燥植物秸秆纤维投入共混机，加入生物基树脂，进行高速共混改性，得到粉料；3）造粒：将步骤2）中粉料加入到平行同向双螺杆机中，挤出物料冷却后在造粒机中熔融造粒。本发明获得的淀粉基合金环保材料石油基塑料比例低，节能环保。

技术领域

本发明涉及环保材料改性技术领域，尤其涉及一种淀粉基合金环保材料及其制备方法。

背景技术

随着塑料制品暴露的“白色污染”、“海洋垃圾污染”“气候变暖”等危害，禁止使用一次性塑料制品，禁止使用石化基材料生产的塑料制品，禁止焚烧使气候变暖的石化产品及材料。许多国家相继以不同形式出台“禁塑令”，同时社会的高速发展使人们对石油的不可再生资源需求越来越大，人类使用的不可降解石油基塑料废弃物造成的临土壤水源污染、土地资源危害、生态环境的威胁等一系列问题不断恶化，可再生资源材料生产的环保材料，属于“环境友好型”新型材料，将成为新型生物降解材料制备技术领域及世界范围解决环保的热点。

植物淀粉和植物秸秆纤维属于天然生物高分子材料，具有可完全降解、来源丰富和价格低廉等特点。在生物基高分子材料的应用中，淀粉通常作为填料使用，大大降低了生产成本，改善了材料的生物降解性能。但是，由于植物淀粉和植物秸秆纤维本身具有多羟基结构，导致淀粉与其它合成树脂相容性差，限制了其在生物降解材料中的应用；另外由于生产的降解材料力学性能、热稳定性能、阻燃性能、导电性能等等无法满足更广的日用品和工业制品范围应用。

现有淀粉基合金改性材料都是将淀粉、塑料树酯(环保树酯)、各类改性助剂等直接混入或者填充改性后加工合金材料，因为填充的各类改性树酯和填充材料，受到生产加工工艺影响和填充材料本身的性能缺陷，导致生产出的合金材料,在应用中性能受到制约。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种淀粉基合金环保材料及其制备方法，淀粉基合金材料中复合材料使用的石油基塑料比例低，有效减少石油基塑料的使用，节能环保；引入纳米复合材料，改变了植物淀粉、植物秸秆纤维、生物基树脂的物理性能，提高了材料的力学性能、阻燃性能、加工的稳定性等材料性能。

本发明通过下述技术方案实现：

一种淀粉基合金环保材料，由下述原料按重量份组成：植物淀粉 30-60份，植物秸秆纤维 10-20份，反应助剂 1-5份，生物基树脂40-60份，纳米复合材料 1-5份，塑化剂 0.2-1份，润滑剂0.5-2份。

进一步，所述植物淀粉和植物秸秆纤维的重量分数比例为2:1。

进一步，淀粉为100-800目的玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、糯米淀粉和转基因玉米淀粉中的一种或多种。

进一步，所述植物秸秆纤维为100-300目的水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆的一种或多种。

进一步，所述反应助剂包括引发剂、马来酸酐、硬脂酸的混合物，还包括偶联剂、单硬脂酸甘油酯、醋酸乙烯酯和丙烯酸中的一种或多种。

更进一步，所述引发剂为过硫酸钾、过氧化月桂酰、亚硫酸氢钠、蔗糖和过氧化苯甲酰中的一种或多种；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、磷酸酯偶联剂和锆酸酯偶联剂中的一种或多种。

进一步，所述生物基树脂为聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯、二氧化碳共聚物、聚乙烯醇、聚羟基烷酸酯和聚羟基丁酸酯中的一种或多种。