[發明專利]花生殼粉填充聚丙烯聚乳酸復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710343968.8
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107033567A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 牟斌;林良云
• 申請（專利權）人: 廣州找塑料新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L97/02;C08L23/12;C08L61/02;C08L51/06;C08K5/134;C08K5/09
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙)11400
• 代理人: 周軍,王鵬

技術領域

本發明涉及高分子材料的生產合成工藝，特別涉及花生殼粉填充聚丙烯聚乳酸復合材料及其制備方法。

背景技術

中國是花生的種植大國，每年都會產生大量的花生殼成為農業廢棄物，對其進行處理的成本很高。如用焚燒的方法處理對空氣污染會非常嚴重。為其尋找合理的應用途徑，提高其利用價值，具有十分重要的經濟效益和社會效益。

發明內容

本發明的目的是提供一種花生殼粉填充聚丙烯聚乳酸復合材料及其制備方法，可以解決上述現有技術問題中的一種或幾種。

根據本發明的一個方面，提供了一種花生殼粉填充聚丙烯聚乳酸復合材料，主要包括：花生殼粉、聚丙烯、聚乳酸、聚酮樹脂、相容劑、抗氧劑、偶聯劑和加工助劑。

本發明的花生殼粉填充聚丙烯聚乳酸復合材料具有花生殼、聚丙烯和聚乳酸三種物質的各種優點，該復合材料具有成本低、強度高、無臭、無毒、防霉菌等優點，并且可直接接觸食物，可廣泛使用于制造餐具等，是代替現有塑料餐具理想的低成本材料。加入了花生殼粉，使該復合材料還具有普通塑料餐具無可比擬的平和感和木質質感，提升用戶體驗。該復合材料是可降解材料，不會對環境產生污染。加入聚酮樹脂，可以使本復合材料制作的餐具和家居用品等不容易產生劃痕，經過多次重復使用，外觀還可以保持和新的一樣。

在一些實施方式中，相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯、苯乙烯類共聚物或環氧樹脂。相容劑可以在聚丙烯(PP)和聚乳酸(PLA)之間架起化學鍵，提高兩者的相容性，避免出現兩種聚合物的分層現象。

在一些實施方式中，偶聯劑為硅烷、鈦酸酯或鋁酸酯。偶聯劑主要改善花生殼粉和樹脂的相容性。

在一些實施方式中，抗氧劑為的酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或兩種以上的組合。由此可以提高復合材料的熱穩定性和耐熱性等

在一些實施方式中，加工助劑為脂肪酸、硬脂酸鈣、硅酮粉、硅酮母粒和硬脂酸鋅中的一種或兩種以上的組合。加工助劑可有效地改善各組分的分散性、降低塑料熔體與設備金屬表面的粘附力，以及塑料熔體的內摩擦，有利于解決注塑時制件表面光澤差、脫模困難等問題。

在一些實施方式中，花生殼粉的添加分量為花生殼粉、聚丙烯和聚乳酸總重量的30～50％?；ㄉ鷼し鄣奶砑恿吭O置在這個范圍內，所制備的復合材料的各項機械性能較好。

在一些實施方式中，按重量份數計，花生殼粉20～60份，聚丙烯20～40份，聚乳酸20～40份，聚酮樹脂2～5份。

根據本發明的另一個方面，還提供了一種花生殼粉填充聚丙烯聚乳酸復合材料的制備方法，包括下列步驟：(1)將按比例稱好的花生殼粉、聚乳酸和偶聯劑混合均勻，得到混合物；(2)將混合物共混混練，得到混煉物；(3)將混煉物破碎，得到不規則破碎料；(4)將按比例稱好的破碎料、聚丙烯、抗氧劑、相容劑和加工助劑混合均勻，得到預混料；(5)將預混料加入擠出機，擠出條狀復合材料。

在一些實施方式中，擠出機為雙螺桿擠出機，轉速為100～200轉/分鐘。對于本發明的材料來說，雙螺桿擠出機采用這個轉速材料擠出均勻。

在一些實施方式中，雙螺桿擠出機的溫度控制分為7段，從入料口到出料口的各段溫度設置依次為：180℃、180℃、190℃、190℃、200℃、200℃和210℃。雙螺桿擠出機分段逐步升溫可以使材料逐步被軟化，材料擠出效果更好。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明作進一步說明，但保護范圍不受這些實施例的限制。

實施例1：

(1)將3kg花生殼粉、4kg聚乳酸(PLA)、0.1kg偶聯劑KH550，0.2公斤聚酮樹脂，四種物質加入高混機中混合均勻，得到混合物。

(2)再將這混合物放入開放式煉塑機共混混煉，煉塑機的設定溫度為190℃，混煉10分鐘后，得到塊狀的混煉物。

(3)將混煉物放入破碎機中破碎制成粒徑約為6-8毫米的不規則破碎料。

(4)將約7.3kg的破碎料加上3kg聚丙烯、0.1kg抗氧劑(四丙酸季戊四醇酯，簡稱1010)、0.1kg馬來酸酐接枝聚丙烯、0.2kg加工助劑硬脂酸，全部放入高速混料機中混合均勻，混合時間約5分鐘，得到預混料。

(5)再將預混料加入雙螺桿擠出機中，通過加熱熔融、擠出、拉條，得到條狀復合材料。雙螺桿擠出機的溫度控制分為7段，從入料口到出料口的各段溫度設置依次為：180℃、180℃、190℃、190℃、200℃、200℃和210℃。雙螺桿擠出機的轉速為150轉/分鐘。