[發明專利]納米復合淀粉微發泡生物降解材料

有效

• 申請號: 201210068834.7
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102775644A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 翟國強;高婉琴;楊洋;胡淵哲
• 申請（專利權）人: 江西禾爾斯環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: C08L3/04
• 分類號: C08L3/04;C08L23/08;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/08;C08J9/04;C12P19/14;C12P19/04;B29C44/00;B29B7/00
• 代理公司: 萍鄉益源專利事務所 36119
• 代理人: 張放強

技術領域

本發明涉及一種新型高分子材料，尤其是涉及生物降解高分子材料。

背景技術

目前，自然界存在的大量白色污染（塑料制品）和黑色污染（橡膠制品）等都是由用途廣泛的高分子材料所造成。隨著環境污染的日益嚴重，發展既有利于環境保護、又具有高分子材料各種性能的新型材料—可降解高分子材料是必然趨勢。目前，可降解高分子材料正處于研發和部分轉化階段，它主要有微生物降解材料、生物降解材料、光降解材料和化學降解材料，其中以既具有高分子材料優良使用性能，廢棄后又可完全溶解和無機化而成為碳素循環的高分子生物降解材料為重點，如美國和日本已使用的用玉米淀粉發酵生產的可降解塑料地膜和近期研發的用白薯淀粉制成的汽車配件和用玉米淀粉制成的電腦外殼。雖然美國和日本已研發和使用了生物降解高分子材料，但它們在實際使用中存在以下問題：一是可降解塑料地膜生產成本高，價格昂貴，生物降解材料實際產量和消費量都不大，推廣使用存在難度；二是生物降解材料制造工藝配方和控制技術還不大成熟，造成生物降解材料耐熱性、耐磨性、形狀穩定性及剛度等各種性能還不夠高。不符合生物降解材料朝高性能、低消耗、再利用、再循環和自行降解的發展趨勢。經過分析認為，造成生物降解材料存在上述問題主要原因：一是雖然淀粉是一種豐富的可再生高分子材料，但因淀粉分子鏈中含有大量羥基，分子間作用于力大，使分解溫度低于其熔點，造成淀粉粘度高、加工流動性較低，需要對淀粉進行熱塑化處理才能加工成型；二是淀粉分子鏈中的羥基親水性高，致使其耐水性較差。如何進行熱塑化和解決耐水性較差，在現有技術中一是常用增塑的方法來制備熱塑性淀粉、解決熱塑化問題、以便于加工成型。二是采用與鋁酸酯、鈦酸酯等偶聯劑及聚烯烴或其共聚物共混的工藝方法來提高淀粉基體的相容性，解決耐水性較差問題。但由于現有技術中熱塑化效果不高，加上工藝控制還夠準確，導致生物降解材料的各種性能仍得不到明顯提高，因而限制了生物降解材料更廣泛的應用。

發明內容

針對上述現有技術中采用淀粉生產的生物降解材料所存在的問題，本發明提供了一種既可明顯提高各種性能，廢棄后又可完全分解和無機化而成為碳素循環的納米復合淀粉微發泡生物降解材料。

本發明要解決的技術問題所采取的技術方案是：所述納米復合淀粉微發泡生物降解材料由40-70%wt淀粉、0.5-1%wt生物酶、1-2.5%wt多元醇脂、0.5-1%wt氨基脂肪酸、2-5%wt改性納米鈣、25-55%wt改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和1-2%wt的發泡劑組成，并按下述制備方法步驟制備而成：

??（1）、在經過60-100℃、10-15分鐘干燥的淀粉中加入生物酶、多元醇脂、氨基脂肪酸混合，待溫度升至110-120℃時，再加入經多元醇脂和氨基脂肪酸改性后的納米鈣和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物共混，然后再加入發泡劑，即可得到改性淀粉基料，經冷卻后備用；

??（2）、將改性淀粉基料放入同向排氣雙螺桿設備中經低溫高剪切，一步合成為片材的納米復合淀粉微發泡生物降解材料，或放入微發泡設備中制成微發泡片材的納米復合淀粉微發泡生物降解材料，或放入排氣式造粒設備中制成粉粒狀的納米復合淀粉微發泡生物降解材料。

所述片材的納米復合淀粉微發泡生物降解材料可應于各類吸塑制品加工或工業品緩沖包裝；粒狀的納米復合淀粉微發泡生物降解材料可應于注射成型或吹膜加工。

????所述淀粉為玉米淀粉、薯類淀粉等；所述生物酶為淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等；所述多元醇脂為現有技術中甘油、聚甘油、山梨醇、失水山梨醇、蔗糖等與脂肪酸生成的脂類，優選甘油與脂肪酸生成的單甘油脂或失水山梨醇與脂肪酸生成的失水山梨醇脂。

所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）為降解材料，對環境不造成傷害，無毒，其化學穩定性高、抗老化、摻混性、成色性和成型加工性好。也可用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物代替乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

?所述發泡劑優選BIH系列、非偶氮類發泡劑系列或常用的食品級食品包裝專用環保發泡劑。