[發明專利]一種聚羥基脂肪酸酯全降解復合材料及其制備方法與應用

無效

• 申請號: 201210326759.X
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102850741A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 魯平才;趙銀主
• 申請（專利權）人: 江蘇兆鋆新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L97/00;C08K5/524;C08K5/098;C08K5/09
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚;裴詠萍

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體是一種聚羥基脂肪酸酯全降解復合材料制備方法及其應用。

背景技術

聚羥基鏈烷酸酯（PHA）PHA具有類似化工塑料的物化特性和生物可降解性，已經被作為環境可降解塑料而得到應用，以緩解目前越來越嚴重的白色污染問題。聚羥基鏈烷酸酯（PHA）均聚物或共聚物是一類具有良好的力學性能、生物相容性和生物降解性的生物基可降解高分子材料。PHA?均聚物或共聚物種類繁多，主要包括聚3-?羥基丁酸酯（P-3HB）、聚4-?羥基丁酸酯（P-4HB）、聚3-?羥基戊酸酯（P-3HV）、聚3-?羥基丁酸-4-?羥基丁酸共聚酯（P-3HB-4HB）、聚羥基丁酸戊酸共聚酯（PHBV）等幾十種均聚物和共聚物。PHA?均聚物或共聚物主要以淀粉等生物質原料通過生物發酵方法制備而成，能在土壤或堆肥條件下分解為二氧化碳、水和生物質。以PHA?均聚物或共聚物為原料制備生物基可降解復合材料有利于提供一種符合環保與可持續發展要求的復合材料品種，同時拓展其應用領域，因而具有十分重要的市場價值。同時PHA還具有生物相容性、光學活性、壓電性、氣體相隔性等許多優秀性能，可以在塑料工業中得到推廣應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種強度更高、可完全替代傳統改性聚丙烯等通用塑料，具有生物降解特性可100%回收的復合材料。

為了達到上述目的，本發明提供了一種聚羥基脂肪酸酯全降解復合材料，該復合材料包括按重量配比的以下組分：均聚聚羥基脂肪酸酯?30-80份，共聚聚羥基脂肪酸酯?20-70份，植物纖維??15-40份，偶聯劑?1.5-6份，抗氧劑?0.5-10份，加工助劑?1-6份。

其中，植物纖維為亞麻纖維、苧麻纖維、劍麻纖維、竹炭纖維中的一種或幾種混合物。

偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑，偶聯劑功能官能團為羧基、烷氧基、磺酸基、磷基中的任意一種或者幾種的混合物。

抗氧劑為亞磷酸酯類中的一種或幾種的混合物。

加工助劑為硬脂酸、硬脂酸鹽、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟或聚脂肪酸酯的一種或幾種的混合物。

本發明還提供了上述聚羥基脂肪酸酯全降解復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將均聚聚羥基脂肪酸酯和共聚聚羥基脂肪酸酯干燥后粉碎，與抗氧劑、加工助劑混合，置于高速混合機中高速共混3-10分鐘，制得的混合物加入雙螺桿擠出機中備用；

（2）取植物纖維用偶聯劑處理后，置于上述雙螺桿擠出機的側喂料口，再通過雙螺桿擠出機與步驟（1）中制備的混合物混煉，最后在150-200℃下經過熔融共混擠出造粒即得所述復合材料。

????本發明還提供了上述聚羥基脂肪酸酯全降解復合材料在替代通用塑料方面的應用，尤其是在家用電器或汽車工業上的應用。如：家用空調室內機殼體、汽車內飾立柱等。

????本發明相比現有技術具有以下優點：本發明采用聚羥基脂肪酸酯與植物纖維熔融共混，提高了聚羥基脂肪酸酯材料的性能；同時充分考慮生物全降解特性，所選用的基體樹脂（聚羥基脂肪酸酯）、增強填充物（植物纖維）均為可再生、可降解資源，在保持材料生物降解特性的前提下，拓展了使用范圍。且通過調整共聚聚羥基脂肪酸酯的含量來調節材料韌性，避免了不可降解的石油基增韌劑的使用。本發明所制備的聚羥基脂肪酸酯全降解復合材料既具有聚乙烯、聚丙烯等通用樹脂的性能、耐腐蝕性、耐候性等特點，又具有生物全降解特性，100%可回收，可廣泛應用于家用電器和汽車工業等領域。本發明全面提升了聚羥基脂肪酸酯全降解復合材料生產技術水平，有利于促進我國生物可降解材料技術的發展。

具體實施方式

????下面結合實例，對本發明作進一步詳細闡述。

實施例1

?將均聚、共聚聚羥基脂肪酸酯干燥后粉碎，與抗氧劑、加工助劑等原料按下列比例稱量混合，置于高速混合機中高速共混3分鐘（轉速1300-1500轉/min），加入擠出機中準備擠出造粒；再將植物纖維用偶聯劑處理，并按比例稱量置于側喂料口，再通過雙螺桿擠出機與上述步驟所準備的原料混煉，在150℃通過雙螺桿擠出機熔融混合，擠出造粒。

原料的組分及重量份數分別為：

均聚聚羥基脂肪酸酯?????????????40份

共聚聚羥基脂肪酸酯?????????????60份

植物纖維(亞麻纖維)?????????????30份

偶聯劑(CT114，購自常州新區利進化工有限公司)?????4份

抗氧劑(亞磷酸酯，AT168，購自宜興天使合成化學有限公司)????3份