[發明專利]一種可降解保溫隔熱紙杯用改性PLA材料以及制備方法

在審

• 申請號: 202010840963.8
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111925636A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 張文俊
• 申請（專利權）人: 張文俊
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08L87/00;C08L51/02;C08K9/12;C08K9/06;C08K3/34;C08K3/015;C08F251/02;C08F222/06;C08F220/20;C08G81/00
• 代理公司: 泉州凱迪知識產權代理事務所(普通合伙) 35256
• 代理人: 楊雪冰

本發明公開了一種可降解保溫隔熱紙杯用改性PLA材料以及制備方法，該改性PLA材料含有PLA、PHBV、PBS、改性納米纖維素、改性納米蒙脫石以及聚乙烯醇；本發明通過使用適量的PBS、PHBV與PLA進行共混改性，提高了PLA樹脂的韌性、機械性能以及加工性能，共混后經與改性納米纖維素、改性納米蒙脫石、聚乙烯醇以合理配比進行共混熔融、造粒得到的改性PLA淋膜紙材料不僅具有優異的拉伸強度、阻隔性能和抑菌性能，同時具有優良的加工性能，且在微生物作用下可完全降解成二氧化碳和水，不會產生污染。

技術領域

本發明涉及紙杯制造技術領域，尤其涉及一種可降解保溫隔熱紙杯用改性PLA材料以及制備方法。

背景技術

一次性紙杯是人們日常生活中必不可少的用品，特別是餐飲行業中，一次性紙杯的使用量非常大，但是目前使用的很多一次性紙杯都是不可降解的，容易造成環境污染。隨著現代社會對生活環境的要求越來越高，城市的綠化工作越來越受到人們的關注。開發一次性可降解紙杯是解決塑料污染的一個有效途徑。天然大分子的生物可降解材料具有加工設備簡單，降解產物無毒、無污染，最具有開發前景。現有的天然大分子的生物可降解材料為淀粉，聚糖，纖維素等。但淀粉基紙杯淀粉基紙杯在自然條件下的降解依然不夠充分，降解過程中也容易發生霉變。

聚乳酸(PLA)是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物，原料來源充分而且可以再生。PLA的生產過程無污染，而且產品可以生物降解，實現在自然界中的循環，因此是理想的綠色高分子材料。目前，用聚乳酸淋膜紙制備的一次性紙杯具有可生物降解、無毒無害等特點，克服了上述聚乙烯涂膜杯存在的問題，安全環保且可持續發展，符合生生不息的綠色循環準則，受到廣大消費者的喜愛。但是聚乳酸的脆性大，在用于淋膜紙張時不易粘接，不便于聚乳酸淋膜紙的加工和一次性保溫隔熱紙杯的制備。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種可降解保溫隔熱紙杯用改性PLA材料以及制備方法。

本發明的目的之一在于提供一種可降解保溫隔熱紙杯用改性PLA材料，包括按重量百分比計以下原料：PLA 55～70％、PHBV 8～20％、PBS 2～15％、改性納米纖維素6～15％、改性納米蒙脫石4～10％、聚乙烯醇10～25％。

進一步的，所述改性納米纖維素通過以下步驟制備得到：將納米纖維素通過超聲波分散于有機溶劑中，然后加入馬來酸酐和油溶性過氧化物引發劑，升溫至75～82℃攪拌反應6～9h，減壓濃縮除去溶劑，水和乙醇反復洗滌，干燥，得到中間物料Ⅰ；將得到的中間物料Ⅰ溶于有機溶劑中，然后加入3-丙烯酰氧-2-甲基丙烯酸羥丙酯和納米鋅攪拌混合，在保護性氣體保護下，加入水溶性過氧化物引發劑，升溫至75～90℃攪拌反應5～7h，減壓濃縮，乙醇反復洗滌，干燥，得到改性納米纖維素。

進一步的，油溶性過氧化物引發劑、水溶性過氧化物引發劑、馬來酸酐、3-丙烯酰氧-2-甲基丙烯酸羥丙酯、納米氧化鋅與納米纖維素的重量份比0.02～0.1：0.05～0.1：8～12：4～7：2～6：12～20。

進一步的，所述過氧化苯甲酰或過氧化月桂酰，所述水溶性過氧化物引發劑為過硫酸鉀、過氧化氫或過硫酸鈉中的一種或兩種以上的組合。

進一步的，所述改性納米蒙脫石為負載銀離子的納米蒙脫石，通過以下步驟制備得到：向氨基硅烷偶聯劑的冰醋酸溶液中加入納米蒙脫石的無水乙醇溶液，在75～80℃下回流攪拌6～8h，得到層表面含有氨基的納米蒙脫石，將得到的層表面含有氨基的納米蒙脫石浸泡在硝酸銀溶液中，利用納米蒙脫石層表面的氨基結合銀離子，得到負載銀離子的納米蒙脫石。

進一步的，所述氨基硅烷偶聯劑、硝酸銀以及納米蒙脫石三者的重量份配比為：0.01～1：0.05～0.2：3～8。

進一步的，所述PLA為重均分子量為160000～280000、分子量分布為1.25～2.0、結晶度為35～50％的聚-L-乳酸、聚-D-乳酸和聚-DL-乳酸中的一種或兩種以上的組合。