[发明专利]一种用于薄壁注塑产品的耐热全生物降解复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于薄壁注塑产品的耐热全生物降解复合材料及其制备方法，该复合材料按质量份计，由以下组分制备而成：全生物降解树脂60‑75份、纤维状填充物10‑20份、偶联剂1‑5份、分散剂1‑5份、协同剂1‑3份、润滑剂0.2‑0.8份、甘油类环氧树脂1‑5份。本发明制备材料工艺简单，并且所得的材料可直接用于普通设备加工，并且能够直接得到耐热产品，而不需要对设备增加热流道或者对产品进行后处理，同时，该材料相比其它可降解材料，具有较高的流动性和熔体强度，使得材料在高温、高速注塑加工时，制品能够稳定成型，该材料能够全生物降解。

技术领域

本发明高分子复合材料领域，特别涉及一种用于薄壁注塑产品的耐热全生物降解复合材料及其制备方法。

背景技术

生物降解材料是指在一定的自然条件下(温度，湿度，pH,氧气等)，可被微生物完全分解成二氧化碳、水和有机质的材料。全生物降解复合材料是一种采用生物降解树脂(聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇(PBS)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)等)一种或者多种与纤维状填充物(滑石粉、硫酸钙晶须、玻璃纤维、植物纤维等)一种或者两种以上混合之后通过双螺杆挤出机挤出造粒而得到。可用于一次性餐具(杯、碗、盒等)中高端薄壁注塑产品领域。

CN 102268144 A报道了聚乳酸-淀粉耐热复合材料的制备方法，其热变形温度能达到90-120℃，拉伸强度20-35MPa，但是，其配方组合采用了甘油类环氧树脂进行增容，从热力学原理上，PLA与淀粉是不相容体系。因此所制备的材料，相对成本较大，工艺复杂，并且因为配方中有淀粉组分，无法在高温、高速条件下加工，耐热性能、材料力学性能还不够优越。

然而，目前市面上有的全生物降解复合材料大部分是不耐热的，少部分耐热产品，基本是采用模内热流道结晶或者烤箱对产品进行后处理而得到，此工艺条件相对苛刻，需要对现有加工设备进行技改，不利于市场推广。因降解材料价格昂贵，为了降低成本，多数制品加工商急切希望通过改性利用在薄壁注塑产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于薄壁注塑产品的耐热全生物降解复合材料及其制备方法，以解决现有技术中全生物降解复合材料耐热性不好、刚性低问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种耐热全生物降解复合材料，按质量份计，由以下组分制备而成：

全生物降解树脂60-75份、纤维状填充物10-20份、偶联剂1-3份、分散剂1-3份、协同剂1-3份、润滑剂0.2-0.8份、甘油类环氧树脂1-5份。

优选的技术方案，所述全生物降解树脂为聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇(PBS)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚己内酯(PCL)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚羟基烷酸系列(例如聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基丁酸-戊酸酯(PHBV)、聚羟基丁酸-己酸酯(PHBHX)、聚3,4-羟基丁酸酯(P3,4HB))中的至少一种。

所述纤维状填充物为滑石粉、硫酸钙晶须、玻璃纤维、植物纤维中的至少两种。

所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。

所述分散剂为硬脂酸盐(如硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸镁等)、有机羧酸酰胺类物质(如芥酸酰胺、油酸酰胺、N,N-双硬脂酸酰胺)、蜡类物质(如石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡)等中的至少一种。

所述协同剂为芥酸、油酸、硬脂酸中的至少一种。

所述润滑剂为树枝状润滑剂CYD-T151、CYD-T187中的至少一种。