[發明專利]一種聚乳酸竹粉復合改性材料

在審

• 申請號: 201610083685.X
• 申請日: 2016-02-06
• 公開（公告）號: CN105566874A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 鄭承烈;李朝斌;柯茂奎;徐洪昌;練素湘;陶亞丹
• 申請（專利權）人: 浙江雙槍竹木有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L97/02;C08K3/36;C08K3/34
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 商旭東

技術領域

本發明涉及環保材料領域，尤其是涉及可生物降解材料領域，具體地是涉及一種聚乳酸竹粉復合改性材料。

背景技術

竹材加工后的余料可以通過制成一定目數的竹粉，直接應用于高分子改性應用，進一步獲得竹粉的利用價值。

目前，在環保材料領域屬聚乳酸材料的發展最為迅速，其應用范圍已經從最初的醫療領域擴展到日常生活領域，特別是一次性刀叉勺、杯子、薄膜、辦公用品、園藝用品等；但由于聚乳酸的成本與普通石油基塑料相比沒有優勢，造成其大范圍的推廣受到限制；因此，人們開始對如何降低聚乳酸的成本進行了大量的研究，主要是通過生物質原料復合到聚乳酸基體中形成聚乳酸復合材料的方式來降低聚乳酸的成本；現有技術，大多是生物基質淀粉，也有使用稻殼纖維或甘蔗渣等生物基質原料。

發明內容

本發明目的是提高竹粉的使用價值，同時解決聚乳酸材料的高成本問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種聚乳酸竹粉復合改性材料，利用竹粉與聚乳酸材料的復合來對竹粉進行高價值利用，并降低了聚乳酸材料的成本；所述聚乳酸竹粉復合改性改料具有較好的力學能，同時保持了聚乳酸材料的生物降解性能。

本發明所采用的技術方案是：一種聚乳酸竹粉復合改性材料，其組成包括以下重量份的組分：

聚乳酸50-90份；

成核劑0.5-2份；

填充增強劑5-20份

竹粉5-30份；

偶聯劑0.5-2份；

增韌劑1-5份。

上述聚乳酸竹粉復合改性材料的加工，可以通過以下步驟完成：

一，將成核劑和偶聯劑常溫混合均勻，制成混合物A；

二，常溫下，將聚乳酸顆粒、增韌劑和混合物A均勻混合后，再加入填充增強劑和竹粉均勻混合；

三，對步驟二獲得的混合物進行造粒處理。

上述工藝中，所述成核劑與偶聯劑混合采用常溫快速（≥2000r/min）攪拌的方式，攪拌時間為5-10分鐘；

聚乳酸顆粒、增韌劑和混合物A的混合采用常溫低速（≤500r/min）攪拌的方式，攪拌時間為10-15分鐘；

加入填充增強劑和竹粉后的混合采用常溫低速攪拌的方式，攪拌時間為15-30分鐘；

造粒采用雙螺桿造粒機進行，造粒溫度為170-220℃。

優選地，成核劑與偶聯劑混合攪拌時間為5分鐘；聚乳酸顆粒、增韌劑和混合物A混合攪拌時間為10分鐘，加入填充增強劑和竹粉后混合攪拌時間為15分鐘；造粒溫度為175度。

在本發明中，所述聚乳酸可以選擇浙江海正生物材料或美國Natureworks生產的聚乳酸純料，比如Revode190、4032D等；因為聚乳酸的光學純度對其結晶和耐熱性起到決定性的作用，光學純度越高的聚乳酸在結晶后的耐熱性將比光學純度低的要高，所以優選地，所述聚乳酸的光學純度在98%以上，更優選地所述聚乳酸的光學純度在99.5%以上。

所述成核劑為硅灰石、硫酸鈣晶須或碳化硅等無機材料；作為聚乳酸復合改性的成核劑，本發明優選超細5000目的二氧化硅；填充增強劑選用滑石粉，其有多種性能，例如：改善成型收縮性率、成品表面硬度、表面抗劃痕性能、抗沖擊強度等，同時，滑石粉作為一種無機物添加劑，與聚乳酸的生物降解性不沖突；而且，滑石粉的低成本可一定程度上降低聚乳酸樹脂組合物的成本；然而，滑石粉的目數級別對聚乳酸的性能改變有一定的影響，目數較高或較低都對改性性能不利，因此，作為優選地，滑石粉的目數在800-5000目。

所述竹粉在復合改性前需要進行烘干處理；優選地，所述竹粉的大小為40目-400目；更優選地，所述竹粉的大小為40-200目，獲得此目數范圍的竹粉成本相對較低，同時可以滿足于聚乳酸材料的復合改性，且其復合改性后的材料性能可以滿足工業應用。

所述偶聯劑可以為有機鉻絡合物、硅烷類、鈦酸酯類和鋁酸化合物，優選地為硅烷類，比如KH-560。

所述增韌劑可以選擇熱塑性彈性體（TPE）、高分子量聚氨酯（PU）、生物基聚酯等，為保持聚乳酸的生物降解性和環境負荷的影響考慮，本發明優先選擇生物基類聚酯，具體地是具有柔性分子鏈的生物基聚酯，比如：聚己內酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸乙二醇酯；所述的生物基聚酯具有生物質來源的特質和生物降解的性能，與聚乳酸具有良好的相容性，同時可改善聚乳酸的柔韌性；更優選地，作為增韌劑為聚己內酯材料。