[發(fā)明專利]一種竹纖維增強的可降解PLA材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510748163.2
• 申請日: 2015-11-06
• 公開（公告）號: CN105237977A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭超;吳惠民
• 申請（專利權(quán)）人: 福州市福塑科學技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L97/02;C08L51/06;C08L51/04;C08L51/00;C08K13/02;C08K3/26;C08K3/34;C08K5/098;C08K5/134;C08K5/526
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種竹纖維增強的可降解PLA材料及其制備方法。

背景技術(shù)

中國竹類資源豐富，竹材加工業(yè)發(fā)達，但隨著農(nóng)林業(yè)的發(fā)展，林業(yè)生產(chǎn)加工過程中的竹制品廢棄物（竹粉、竹絲、竹枝條等）不斷增加，不僅對生態(tài)環(huán)境造成污染，而且也造成物質(zhì)資源的浪費。據(jù)統(tǒng)計：常見的竹材物理機械性能加工，其重量利用率低于40%，有60%以上的竹材成為加工剩余物。另外，隨著社會的不斷進步，塑料制品越來越成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡挠闷罚芰现破吩诮o人們帶來便利的同時，也帶來一系列的問題：1、目前的塑料主要是通過石油、天然氣等不可再生資源提煉而成，而地球的石油等資源儲量有限，隨著人類的不斷開采，危機四伏，價格猛漲；2、塑料廢棄物在環(huán)境中較難自行降解，隨著塑料制品的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，由此造成的環(huán)境污染日益嚴重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對目前產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，提供一種竹纖維增強的可降解PLA材料及其制備方法，其所得竹纖維增強的可降解PLA材料具有環(huán)保、可降解、節(jié)省石油資源等優(yōu)點，且其制備方法生產(chǎn)效率高、成本低廉、設(shè)備投入少、易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種竹纖維增強的可降解PLA材料，其所用原料按重量份計為：聚乳酸樹脂30～70份；竹纖維15～40份；偶聯(lián)劑0.5～2份；無機粉體10～30份；相容劑0.5～5份；抗氧劑0.1~0.5份；分散劑0.5~3份；潤滑劑3~5份。

所述竹纖維的平均直徑為45?250μm。

所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、聚合異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐/過氧化物引發(fā)劑混合物中的一種或幾種；

所述硅烷偶聯(lián)劑包括六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷。

所述無機粉體為碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、硅灰石粉中的一種或幾種。

所述相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MA）、馬來酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MA）、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠（EPDM-g-MA）、馬來酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物（SEBS-g-MA）中的一種或幾種。

所述抗氧劑是將四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯按重量比2︰1混合而成。

所述分散劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣中的一種或幾種。

所述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸金屬鹽、石蠟、聚乙烯蠟或聚丙烯蠟中的一種或幾種；

所述硬脂酸金屬鹽包括硬脂酸鈉、硬脂酸鍶、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅。

所述竹纖維增強的可降解PLA材料的制備方法包括以下步驟：

1）將竹纖維粉碎成能通過60?325目篩的竹粉，然后在110℃下真空烘干12小時，使其水分含量不超過10%（優(yōu)選地，其水分含量不超過2%）；再加入偶聯(lián)劑，在高混機中進行30min表面改性處理，制得活性竹粉；

2）將步驟1）所得活性竹粉與聚乳酸樹脂、無機粉體、相容劑、抗氧劑、分散劑、潤滑劑按比例加入高速混合機中，以1000r/min混合20min制成預(yù)混料；

3）將步驟2）所得預(yù)混料注入螺桿擠出機中進行熔融共混、造粒。

所述螺桿擠出機為單螺桿擠出機或多螺桿擠出機；其擠出模頭溫度為150℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

（1）本發(fā)明提出了一種竹纖維增強的可降解PLA材料，其是通過將竹纖維、無機粉體及其他助劑與聚乳酸樹脂共混制得。這不僅可以有效提高PLA材料的強度，而且該材料可降解、綠色環(huán)保，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

（2）本發(fā)明采用偶聯(lián)劑對竹纖維進行表面改性處理，同時通過添加相容劑及其他助劑提高竹纖維與樹脂之間的界面相容性，并同時提高復(fù)合材料的加工流動性，從而提高產(chǎn)品的綜合性能。

（3）本發(fā)明還提出了一種竹纖維增強的可降解PLA材料的制備方法，該方法具有生產(chǎn)效率高、成本低廉、設(shè)備投入少、易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。

所用竹纖維的平均直徑為45?250μm。

所用抗氧劑是將四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯按重量比2︰1混合而成。