[發明專利]一種耐熱可降解塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110097115.7
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112898708A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 安徽才眾新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08L67/02;C08L3/02;C08L63/00;C08K9/04;C08K3/36
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 許翠玲

本發明涉及一種耐熱可降解塑料及其制備方法，包括如下重量份數的組成，聚乙烯醇40?60份、聚丁二酸二丁酯15?30份、天然淀粉30?50份、增塑劑2?6份、改性二氧化硅納米粒子24?37份、環氧樹脂3?5份；其特征在于，所述改性二氧化硅納米粒子為殼聚糖改性二氧化硅納米粒子，由于殼聚糖與二氧化硅之間可以形成大量的氫鍵作用，利用反向微乳液法可以制成表面具有多孔結構的復合納米粒子。一方面，該復合納米粒子具有良好的生物相容性，能夠與天然淀粉和聚乙烯醇更好的相容，使其更易分散在體系中，降低了納米粒子部分團聚造成的內應力積聚現象，提高了塑料的韌性；另一方面，改性后的二氧化硅納米粒子的分散性能顯著提升提高了其耐熱性能和加工性能。

技術領域

本發明屬于可降解塑料技術領域，具體涉及一種耐熱可降解塑料及其制備方法。

背景技術

塑料產品在人們的日常生活中已經成為了一種必不可少的生活用品，在生產生活中隨處可見。相對于金屬、石材、木材，塑料制品具有成本低、可塑性強等優點，在國民經濟中應用廣泛，塑料工業在當今世界上占有極為重要的地位，多年來塑料制品的生產在世界各地高速度發展。由于塑料自身所展現的諸多質量輕、優良的化學穩定性和電絕緣性及熱的不良導體等性能，使塑料的應用領域越來越寬泛。

目前，塑料制品是日常生活中的易耗品，每年都要消耗大量的塑料制品。塑料制品提供便利的同時，由于過量使用及回收處理不到位等原因，也造成了嚴重的能源資源浪費和環境污染。特別是超薄塑料包裝袋容易破損，大多被隨意丟棄，成為白色污染的主要來源。越來越多的國家和地區已經限制塑料包裝袋的生產、銷售、使用。人們開始從源頭上采取有力措施，研究開發生產耐用、易于降解的新型塑料制品。如淀粉基生物降解塑料是目前最具發展前景的可降解塑料之一，其一般由淀粉、增塑劑和可降解樹脂，如聚乳酸、聚己內酯、聚丁二酸丁二醇酯等共混制備而成，相比純降解樹脂具有更好的加工性能和成本優勢。但研發出來的可降解塑料制品均存在耐熱性能差的問題，當接觸到高溫時易發生扭曲變形的問題。為了提高可降解塑料的耐熱性能，通常在配方組成中添加蒙脫土、高嶺土、碳納米管等無機填料來提高其熱穩定性和熔融加工性能，但整體效果并不理想，存在無機填料的分散性、相容性差、力學性能和耐熱性能仍需改善的問題。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供一種耐熱可降解塑料及其制備方法，具體研究方案如下：

一種耐熱可降解塑料，包括如下重量份數的組成，聚乙烯醇40-60份、聚丁二酸二丁酯15-30份、天然淀粉30-50份、增塑劑2-6份、改性二氧化硅納米粒子24-37份、環氧樹脂3-5份；

所述改性二氧化硅納米粒子為殼聚糖改性二氧化硅納米粒子。由于殼聚糖與二氧化硅之間可以形成大量的氫鍵作用，利用反向微乳液法可以制成表面具有多孔結構的復合納米粒子。一方面，該復合納米粒子具有良好的生物相容性，能夠與天然淀粉和聚乙烯醇更好的相容，使其更易分散在體系中，降低了納米粒子部分團聚造成的內應力積聚現象，提高了塑料的韌性；另一方面，改性后的二氧化硅納米粒子的分散性能顯著提升提高了其耐熱性能和加工性能。

所述殼聚糖改性二氧化硅納米粒子的制備方法，具體步驟如下：(1)將環己烷、表面活性劑Triton X-100和助表面活性劑正己醇按體積比混合均勻后用蒸餾水分散得油包水的微乳液；(2)向微乳液中加入殼聚糖溶液，用NaOH調節pH值至中性，然后將硅烷化試劑和氨水按體積比加入反應體系中，攪拌反應24h；(3)反應完畢后，用丙酮破乳、離心分離，洗滌得殼聚糖改性納米二氧化硅粒子。

所述環氧樹脂中的環氧基團能與殼聚糖改性后得納米二氧化硅粒子中得氨基反應形成交聯網絡，進一步提高了粒子與可降解樹脂體系的交聯，提高了力學性能；

所述天然淀粉為紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉或小麥淀粉中得至少一種。

所述增塑劑為尿素或甲酰胺中的一種。

所述耐高溫可降解塑料的制備方法，具體包括如下步驟：