[發(fā)明專利]一種氣密性良好的生物基復(fù)合材料薄膜制備方法

有效

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• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110964339B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范大鵬;齊海群;王育欽;馮鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江幸福人生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)股份有限公司
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L67/04;C08L75/04;C08L75/14;C08K3/26;C08L23/06;C08J5/18;C08H8/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 陳新勝

1.一種氣密性良好的生物基復(fù)合材料薄膜制備方法，其特征在于，

步驟一

①將100份1200目的棕櫚皮微粉置入反應(yīng)容器，按照浴比1：4向反應(yīng)容器中加入400份丙酮，關(guān)閉反應(yīng)容器使體系密封，加熱至60℃，以500轉(zhuǎn)/min的速度攪拌分散30min，靜置使生物質(zhì)微粉沉降，使用壓板將沉降的固體物輕微壓實，抽出壓板上方的澄清液，回收澄清液，蒸餾回收丙酮溶劑，剩余的濁溶液過濾后，集中蒸餾回收溶劑；②抬起壓板，向反應(yīng)容器中再次加入400份預(yù)熱至50℃的丙酮作為分散介質(zhì)，以500轉(zhuǎn)/min的速度攪拌分散15min，靜置使生物質(zhì)粉沉降，使用壓板將沉降的固體物輕微壓實，抽出壓板上方的澄清液；③重復(fù)②的操作3次后，按照同樣的方法以正戊烷/環(huán)己烷＝3/1的混合溶劑作為分散介質(zhì)進(jìn)行溶劑置換，完成清洗步驟；

步驟二

①加熱使反應(yīng)容器中溫度升高至45～50℃，共沸除水，對反應(yīng)容器中的分散介質(zhì)取樣檢測，當(dāng)分散介質(zhì)中的水含量降至0.5mg/L時向反應(yīng)容器中加入2，4－甲苯二異氰酸酯5份，溶于30份環(huán)己烷中，持續(xù)反應(yīng)30min，此時反應(yīng)容器中發(fā)生生物質(zhì)表面羥基與2，4－甲苯二異氰酸酯中—NCO基團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)；②將5份羥基封端的聚異丁烯液體橡膠溶于50份環(huán)己烷和丙酮的混合溶劑加入至反應(yīng)容器中，在45～50℃，500轉(zhuǎn)/min的攪拌速度下持續(xù)反應(yīng)2h；此時在反應(yīng)容器中發(fā)生生物質(zhì)表面上引入的—NCO基團(tuán)與羥基封端的聚異丁烯液體橡膠的端羥基之間的化學(xué)反應(yīng)；③取出少量生物質(zhì)樣品，檢測樣品中是否存在未反應(yīng)的—NCO基團(tuán)，若沒有檢測到殘余的—NCO基團(tuán)，則將反應(yīng)容器中的溫度降至30～35℃，然后將5份丙烯酰氯溶于20份環(huán)己烷中，緩慢滴入至反應(yīng)容器中，在1000轉(zhuǎn)/min的攪拌速度下持續(xù)反應(yīng)2h；④將反應(yīng)容器的溫度升高至45～55℃，使反應(yīng)體系中的反應(yīng)介質(zhì)快速餾出，以3A分子篩和CaO顆粒吸附餾出物，并使之回流，檢測餾出物的成分，若無HCl的存在，則向反應(yīng)容器中滴入0.1～1份甲醇或乙醇，即時檢測是否有HCl生成，若仍然檢測不到HCl生成，則認(rèn)為酯化反應(yīng)已經(jīng)完成；⑤提高反應(yīng)容器的加熱功率，低速攪拌，抽真空，使反應(yīng)容器中的液相全部蒸出，得到經(jīng)過清洗、表面處理和嚴(yán)格除水后的干燥的生物質(zhì)微粉，至此完成整個表面接枝的步驟；

步驟三

①將50份接枝改性后的生物質(zhì)微粉加入到具有高度氣密性和防腐能力的塑料高混設(shè)備中，維持高混設(shè)備的溫度為70℃，向高混設(shè)備中加入1份聚乙烯醇、1份梳狀高分子相容劑和0.5份甘油磷酸酯，混煉5min后，將高混設(shè)備的溫度升高到95～100℃，繼續(xù)混煉20min，充分干燥物料；②加入PLA樹脂顆粒料40份和1200目輕質(zhì)碳酸鈣3份，維持高混設(shè)備的溫度在85℃，混煉20min，得到預(yù)混料；預(yù)混料在樹脂冷混機(jī)中繼續(xù)混煉并冷卻至常溫，然后再通過雙階擠出機(jī)組進(jìn)行共混擠出；③擠出的過程中嚴(yán)格控制水分的吸入，并控制擠出機(jī)的溫度在110～190℃之間；采用模面熱切及風(fēng)冷拉條切粒的工藝使物料冷卻并造粒，得到具有高阻氣能力的生物質(zhì)/PLA樹脂顆粒供吹膜成型，制備出高阻氣性的全降解生物基聚乳酸薄膜產(chǎn)品；

步驟三的①中，梳狀高分子相容劑的制備方法如下：將羥基封端的聚異丁烯液體橡膠100份和1.6-亞己基二異氰酸酯5份加入到高速混合機(jī)中在60℃的條件下低溫混煉20min，再加入數(shù)均分子量為12000的聚乙烯醇100份繼續(xù)混煉10min后，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出，在擠出機(jī)的溫度設(shè)定為110～150℃，反應(yīng)擠出后的梳狀高分子相容劑，經(jīng)風(fēng)冷輸送帶冷卻后切粒，在80℃的條件下抽真空干燥，封裝備用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣密性良好的生物基復(fù)合材料薄膜制備方法，其特征在于，步驟二的②中，環(huán)己烷和丙酮的質(zhì)量比為3:1。