[发明专利]一种淀粉基片材组合物及制备方法

说明书

本发明提供了一种淀粉基片材组合物，由以下重量份原料组成：淀粉100份、纳米二氧化硅0.5～2份、可降解树脂50～200份、偶联剂2～10份、有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及季戊四醇制备而成。本发明基于淀粉表面羟基的酯化反应，设计了具有特定链长的二元或多元有机酸共聚物，通过将有机酸接枝于淀粉表面进而破坏淀粉的结晶结构，提高了淀粉塑性，可以在不外加增塑剂的条件下，与可降解树脂共混复合，制备性能优异的低成本全降解改性树脂。该组合物中淀粉可均匀分布于基体树脂中，经挤压成片材后，所得制品高力学强度、高断裂伸长率。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种淀粉基片材组合物及制备方法。

背景技术

高分子材料的环保降解已成为未来民用高分子尤其是一次性高分子的主要发展趋势。基于脂肪族聚酯类的高分子材料具有良好的降解性能，但是成本较高，不利于大规模推广使用。尽管添加滑石、碳酸钙等无机矿物填料可以降解成本，然而无机填料在可降解高分子降解后不会分解为环境无害的小分子物质，对周边环境的影响还很难短时间内评估。而基于淀粉等天然高分子材料的全降解树脂不存在上述问题，只要能较好地解决淀粉塑化，以及与高分子材料的相容性问题，基于淀粉类的天然高分子材料具有广泛的应用空间。

中国专利201210176317.1公开了一种用于生产淀粉基生物降解片材的组合物，由淀粉、二氧化钛、偶联剂、润滑剂、粒度阻聚剂、增塑剂、聚苯乙烯组成，该组合物在不可降解塑料如聚苯乙烯中加入塑化淀粉，相比于无机填充物具有较快的降解速度。中国专利201110299003.6公开了一种钙塑淀粉树脂片材，该方法分两个步骤，第一步将淀粉与甘油等混合塑化，第二步将塑化淀粉与聚烯烃树脂、碳酸钙等复合，制备相应组合物。该发明钙塑淀树脂片材具有较高的耐破度、抗撕裂强度和抗压强度，可以进行套色印刷，然而由于组合物中含有不可降解的聚烯烃材质，不能实现完全降解。中国专利201210002785.7公开了一种改变淀粉片材的制作方法，利用密炼机在密死循环境下混合天然淀粉素材、催化改质剂及添加剂，进行搅拌密练处理，以形成面团状的改质淀粉团块，添加剂可包括碳酸钙，用以强化天然淀粉素材的机械强度。利用流延机对改质淀粉颗粒进行流延压出处理，以形成片状的改质淀粉片材。该发明制备的为淀粉添加碳酸钙复合改性产物，但未对产物力学性能进行说明与解释。

淀粉塑化的核心问题在于破坏淀粉的结晶结构，使其可在适当的温度下塑化，与常规树脂共混挤出，制备具有不同性质的改性材料。常用的增塑剂存在缓慢析出的可能，因此采用非增塑剂塑化的方法去制备具有可塑性的淀粉改性材料具有非常重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种淀粉基片材组合物及制备方法，本发明提供的淀粉基片材组合物具有高力学强度、高断裂伸长率。

本发明提供了一种淀粉基片材组合物，由以下重量份原料组成：

淀粉100份

纳米二氧化硅0.5～2份

可降解树脂50～200份

偶联剂2～10份

有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及季戊四醇制备而成。

优选的，所述有机二元酸或多元酸、二元醇以及季戊四醇的摩尔比为(1.2～1.5):1:0.01。

优选的，所述有机二元酸或多元酸选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丁二酸、己二酸中的一种或多种；

所述二元醇选自乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、聚乳酸多元醇、聚ε-己内酯多元醇、二乙二醇、新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇中的一种或多种。

优选的，所述的有机酸低聚物的聚合度为2～10。