[發明專利]一種可生物降解復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011325383.1
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112521730B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 陳京燦
• 申請（專利權）人: 陳京燦
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04;C08L97/02;C08K13/02;C08K5/09;C08K3/22
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 湯俊明

本發明公開了一種可生物降解復合材料及其制備方法，按重量份計，制備原料包括可降解樹脂50～70份、植物纖維粉5～20份、滑石粉20～35份、二氧化鈦1～5份、相容劑1～5份、潤滑劑1～5份、抗氧劑0.2～1份。改善了植物纖維與生物降解基體樹脂之間的相容性和界面的結合，優化了植物纖維及其它填料在可生物降解復合材料制備過程中的分散性、流動性和相容性，提高了制備的可生物降解復合材料的強度、抗沖擊性抗菌性。

技術領域

本發明屬于生物降解新材料技術領域，尤其涉及一種可生物降解復合材料及其制備方法。

背景技術

近年來，合成高分子材料的研究突飛猛進，給人們的生活帶來了巨大的便利。但是隨著大量高分子材料在各個領域的應用，給人類及環境兩方面造成了共同隱患，廢棄高分子材料對環境的污染已成為世界性公害。

而生物降解塑料具有生物降解性，使用后能夠利用環境中的溫度、濕度、礦物質和微生物(如細菌、真菌、藻類等)將聚合物材料水解或酶解為低分子物質，再由微生物吞噬完全分解為水、二氧化鈦和生物質，所分解的產物和殘留物對環境沒有任何危害。但生物降解塑料本身在強度、耐熱性、抗沖擊性等方面存在一定的缺陷，因此應用受到很大限制，另一方面制備生物降解塑料的原料比較貴。因此通常會在生物降解塑料的原料中添加一些其他材料如植物纖維進行復合。但在復合的過程中，植物纖維與生物降解基體樹脂之間的相容性較差，界面的粘結力小，造成植物纖維分散效果差、成型加工困難，制備的生物降解復合材料的綜合性能差。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的第一方面提供了一種可生物降解復合材料，按重量份計，其制備原料包括可降解樹脂40～60份、PBAT20～30份、植物纖維粉5～20份、滑石粉20～35份、二氧化鈦1～5份、相容劑1～5份、潤滑劑1～5份、抗氧劑0.2～1份，

作為一種優選的技術方案，所述可降解樹脂包括PLA、PBS、PBSA、PCL、PHA、PHBV的一種或幾種的混合。

作為一種優選的技術方案，所述可降解樹脂為PBS與PLA的混合，重量比為(5～7)：1。

作為一種優選的技術方案，所述PBS與PLA的熔融指數均大于15g/10min。

作為一種優選的技術方案，所述植物纖維選自竹粉和韌皮纖維，重量比為(0.8～1.2)：1。

作為一種優選的技術方案，所述竹粉的粒徑為1000～2000目，所述韌皮纖維是從麻類植物的韌皮部取得的纖維。

作為一種優選的技術方案，所述竹粉和韌皮纖維為改性竹粉和改性韌皮纖維，改性方法包括以下步驟：

S1、將竹粉或韌皮纖維粉放入質量濃度為5％～10％的氫氧化鈉溶液中浸泡3～5小時，然后水洗至中性；

S2、將S1中得到的竹粉或韌皮纖維放入硅烷偶聯劑改性液中對竹粉或韌皮纖維進行浸潰，攪拌30～60min后取出在80℃烘箱中烘干即得改性竹粉和改性韌皮纖維。

作為一種優選的技術方案，所述二氧化鈦為銳鈦型二氧化鈦，所述銳鈦型二氧化鈦粒徑為30～60nm。

作為一種優選的技術方案，所述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸正己酯、環氧大豆油的一種或幾種。

本發明的第二方面還提供了一種可生物降解復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：按重量配比，將可降解樹脂、植物纖維、滑石粉、二氧化鈦、相容劑、潤滑劑、抗氧劑放入高速混合機中進行預熱混合，轉速為300～800r/min，預熱溫度為60～90℃，混合均勻后移至密煉機，進行密煉處理，密煉溫度為120℃～150℃，密煉時間為10～20min，制備得到基料；

步驟2：將步驟1中制備的基料加入雙螺旋擠出機中混煉，混煉后在通過造粒機進行造粒，得到所述一種可生物降解復合材料。