[發明專利]一種硫酸鈣玉米淀粉聚丙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110132213.6
• 申請日: 2011-05-23
• 公開（公告）號: CN102153787A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 劉珍如;劉立文;付桃梅;楊志強;寧勇;魯紀鳴
• 申請（專利權）人: 劉立文
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L23/12;C08K3/30;C08K5/21;C08K5/053
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀

技術領域

本發明涉及一種硫酸鈣玉米淀粉聚丙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

當今社會石油能源越來越緊張，環境污染日趨嚴重，目前大量使用的塑料包裝袋，造成嚴重的“白色污染”。在這種背景下，開發一種節約能源且環保的綠色新型材料非常重要。目前，天然高分子材料已經引起很多科學家的關注和研究，也有產品進入工業生產，其中最成功的是意大利Montedison集團開發生產的Mater?Bi品牌，它是由變性淀粉和改性的聚乙烯醇共混構成互穿型網絡結構高分子塑料合金。淀粉是目前廣泛使用的一類可生物降解的天然高分子材料，在自然環境下由微生物作用而分解，最終分解為無毒的CO₂和H₂O，且具有原料豐富、價格低廉等優點。但是淀粉分子鏈含有大量羥基，容易在分子鏈內和分子鏈外形成氫鍵，因此難溶，難熔，加工性能差，并且耐水性差，一遇水或長期在潮濕空氣中，容易吸收水分，其穩定性下降。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種強度高，耐水性好，尺寸穩定性好，可生物降解的硫酸鈣玉米淀粉聚丙烯復合材料及其制備方法。

本發明解決所述技術問題所采用的技術方案是：

本發明之硫酸鈣玉米淀粉聚丙烯復合材料由以下重量份數的原料制成：玉米淀粉20-50份、聚丙烯（PP）10-50份、無機填料硫酸鈣10-20份、增塑劑5-25份；

優選的重量配比為：玉米淀粉20份、聚丙烯50份、無機填料硫酸鈣10份、尿素和乙二醇互配增塑劑20份；

所述增塑劑為尿素和乙二醇互配增塑劑，其比例為尿素:乙二醇=1:1-3（優選1∶3）。

本發明之硫酸鈣玉米淀粉聚丙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將玉米淀粉、增塑劑加入高速混合機中混合10-25min（優選20min）；

（2）將無機填料硫酸鈣、聚丙烯加入高速混合機中混合8-20min（優選10min），得玉米淀粉、增塑劑、無機填料硫酸鈣和聚丙烯的混合物；

（3）將步驟（2）所得混合物通過雙螺桿擠出機擠出造粒，機頭溫度為100-160℃（優選150℃），螺桿轉速為90-120r/min（優選100?r/min）。

本發明使用之玉米淀粉可生物降解，資源豐富，價格低廉，有較好的力學性能。聚丙烯在高溫下熔融加工性能佳，具備良好的力學穩定性，因此可以作為粘合劑和增強劑，有效改善淀粉的熱塑性，提高材料的力學性能、耐水性和尺寸穩定性。無機填料硫酸鈣化學性質不活潑，具有耐化學藥品性和電絕緣性，因此一方面可以調節材料的穩定性、剛性和硬度，從而提高材料的機械性能和耐熱性；另外一方面，可提高材料的耐水性和外觀白度，并大大地降低成本。由于淀粉分子鏈含有大量羥基，容易在分子鏈內和分子鏈外形成氫鍵，因此難溶，難熔，加入尿素和乙二醇互配增塑劑，尿素和乙二醇都是小分子，容易擴散，并且尿素分子上的氨基和乙二醇分子上的羥基均可以與淀粉中的羥基形成氫鍵，從而可破環淀粉分子間和分子內的氫鍵，起到有效的增塑作用。

本發明之硫酸鈣玉米淀粉聚丙烯復合材料，強度高，耐水性好，尺寸穩定性好，可生物降解，特別適于制作包裝產品、托盤、一次性筷子等。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例1

本實施例硫酸鈣玉米淀粉聚丙烯復合材料由以下重量份數的原料制成：玉米淀粉4?Kg、聚丙烯10Kg、無機填料硫酸鈣2Kg、增塑劑（尿素∶乙二醇=1∶3）4Kg。

制備方法：

（1）將玉米淀粉、增塑劑加入高速混合機中混合20min；

（2）將無機填料硫酸鈣、聚丙烯加入高速混合機中混合10min，得玉米淀粉、增塑劑、無機填料硫酸鈣和聚丙烯的混合物；

（3）將步驟（2）所得混合物通過雙螺桿擠出機擠出造粒，機頭溫度為150℃，螺桿轉速為100r/min。

本實施例產品性能檢測，拉伸強度、斷裂伸長率按照GB/T12914-2008規定方法檢測，吸水率按GB1034-86規定方法檢測，結果見表1。

實施例2

本實施例硫酸鈣玉米淀粉聚丙烯復合材料由以下重量份數的原料制成：玉米淀粉6?Kg、聚丙烯8Kg、無機填料硫酸鈣2Kg、增塑劑（尿素∶乙二醇=1∶3）4Kg。

制備方法：

（1）將玉米淀粉、增塑劑加入高速混合機中混合20min；