[发明专利]一种耐热全降解材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐热全降解材料及其制备方法，所述方法包括：将废弃纸张于马来酸酐溶液中浸泡并搅拌以使疏解成纤维，经脱水后高速混合并干燥，后加入溶有引发剂与甲基丙烯酸缩水甘油酯的丙酮溶液进行改性，获得改性废纸纤维A；将所述改性废纸纤维A与全降解塑料纤维进行开松混合，获得复合纤维B；将所述复合纤维B与石蜡、抗氧剂和硬脂酸混匀进行密炼，后造粒，获得塑料母粒C；将所述塑料母粒C直接或与全降解塑料粒子混合后经挤出、注塑等工艺获得耐热全降解制品。本发明将废纸疏解成纤维并改性后，再与全降解塑料纤维一并开松混合，得到分散良好的初混物后再制成母粒，制备得到的全降解材料具有良好分散性，耐热性得到提升11～15℃。

技术领域

本发明涉及生物质填料增强可生物降解复合材料技术领域，特别涉及一种耐热全降解材料及其制备方法。

背景技术

聚合物复合材料是由两种或两种以上不同性能，不同形态的组分材料及其它添加剂经合成、注塑、模压或挤出成型等方法加工而成的一种多相材料。其性能可设计、加工便利、成本可控等诸多优势，在生产生活各个领域得到广泛的应用。其中常用的可生物降解材料有聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚己内酯(PCL)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等。填料包括碳酸钙、淀粉、废纸、纳米钙、碳黑。随着“白色污染”问题的日益突出，可生物降解复合材料的开发越来越受到重视。

全降解塑料如PLA，可从甘蔗、大米、小麦和玉米等自然植物提取，具有优异的生物相容性、加工性和生物降解性。但是，与诸多传统石油基高分子聚合物相比，聚乳酸聚合物的脆性较大、生产成本较高，其耐热性也受到挑战。针对材料耐热性的问题，将聚乳酸其它材料混合来提高其耐热性。废纸作为生物质增强填料，废物利用，成本低廉，故选择PLA纤维与废纸混合，来充分发挥各基材的优势，进而提高聚乳酸的耐热温度。

围绕全降解塑料与废纸制备复合材料，很多学者做过大量工作。但目前集中的解决办法是将废纸粉末填充到全降解塑料珠粒或粉末中，这样虽然可以制得可降解复合材料，但是废纸很难保证在聚酯中均匀分散，结果会对复合材料的机械强度及强度分布产生影响。

因此，有必要开发一种具有良好分散性、耐热全降解材料及其制备方法。

发明内容

本发明目的是提供一种耐热全降解材料及其制备方法，具有良好分散性，耐热性得到提升11～15℃。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

在本发明的第一方面，提供了一种耐热全降解材料的制备方法，所述方法包括：

将废弃纸张于马来酸酐溶液中浸泡并搅拌以使疏解成纤维，经脱水后高速混合并干燥，后加入溶有引发剂与甲基丙烯酸缩水甘油酯的丙酮溶液进行改性，获得改性废纸纤维A；

将所述改性废纸纤维A与全降解塑料纤维进行开松混合，获得复合纤维B；

将所述复合纤维B与石蜡、抗氧剂和硬脂酸混匀进行密炼，后造粒，获得塑料母粒C；

将所述塑料母粒C与全降解塑料、助剂混匀并挤出，获得耐热全降解材料。

进一步地，所述马来酸酐溶液的浓度范围为1～20％；

进一步地，所述将废弃纸张于马来酸酐溶液中浸泡并搅拌的过程中，所述搅拌的转速的范围为100～500转/分；

所述高速混合并干燥中，所述高速混合的转速范围为1000～1500转/分，所述干燥的温度为100～120℃，待水分低于5％时再加入所述溶有引发剂与甲基丙烯酸缩水甘油酯的丙酮溶液。

进一步地，所述溶有引发剂与甲基丙烯酸缩水甘油酯的丙酮溶液中，引发剂的质量为甲基丙烯酸缩水甘油酯质量的0.1～3％；甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量为复合纤维B的质量的1～8％。所述溶有引发剂与甲基丙烯酸缩水甘油酯的丙酮溶液的质量分数为0.1～0.5g/mL。