[發明專利]一種生物基塑料、其原料組合物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210083021.9
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114350057A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 施曉旦;徐麗;金霞朝
• 申請（專利權）人: 上海昶法新材料有限公司
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L97/00;C08L3/02;C08J5/18;C08H7/00;C08L23/06
• 代理公司: 上海領匠知識產權代理有限公司 31404
• 代理人: 陳劍

本發明公開了一種生物基塑料、其原料組合物及其制備方法和應用。生物基塑料的原料組合物包括如下重量份數的各組分：20～80份熱塑性聚乙烯樹脂，5～40份羥甲基化木質素，15～40份淀粉，1～10份增塑劑，1～8份相溶劑，1～5份潤滑劑。本發明將羥甲基化木質素和淀粉添加到熱塑性聚乙烯樹脂中，制得生物基塑料；生物基塑料的制備工藝簡單，具有良好的穩定性、開口性能、抗沖擊性能以及抗拉性能和延伸率；羥甲基化木質素的制備原料可從造紙廢棄物中提取得到，不僅大大降低了生物基塑料的原料成本，而且使得生物基塑料具有易降解的性能，對環境保護也起到了很好的作用。

技術領域

本發明屬于塑料材料領域，特別涉及一種生物基塑料、其原料組合物及其制備方法和應用。

背景技術

塑料薄膜在包裝和農業覆蓋領域發揮著不可替代的作用，隨著經濟水平的提高，節能環保已成為當今社會的主流，近幾年，針對可降解塑料薄膜的研究越來越深入，應用也越來越廣泛。目前市面上大部分薄膜由石油基的聚烯烴為原料制成，該類產品大部分降解周期較長，無法被循環利用，因而會產生大量的殘留垃圾，造成相當嚴重的“白色污染”。

在自然界中，木質素的儲量僅次于纖維素，據統計，制漿造紙工業每年要從植物中分離出大約1.4億噸纖維素，同時得到大量的造紙廢棄物副產品木質素，若木質素能得到有效的資源化利用，對社會經濟的發展和環境保護具有深遠的意義。

因此，本領域亟需研發一種易降解，可循環利用，原料來源廣，制備成本低，提高資源最大利用度，且力學性能良好的塑料薄膜。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術中塑料薄膜的降解周期長，無法循環利用，產生大量的殘留垃圾，且木質素等生物資源無法得到有效利用等缺陷，而提供一種生物基塑料、其原料組合物及其制備方法和應用。本發明將羥甲基化木質素和淀粉添加到熱塑性聚乙烯樹脂中，制得生物基塑料；生物基塑料的制備工藝簡單，具有良好的穩定性、開口性能、抗沖擊性能以及抗拉性能和延伸率；羥甲基化木質素的制備原料可從造紙廢棄物中提取得到，不僅大大降低了生物基塑料的原料成本，而且使得生物基塑料具有易降解的性能，對環境保護也起到了很好的作用。

本發明采用以下技術方案解決上述技術問題：

本發明提供一種生物基塑料的原料組合物，其包括如下重量份數的各組分：20～80份熱塑性聚乙烯樹脂，5～40份羥甲基化木質素，15～40份淀粉，1～10份增塑劑，1～8份相溶劑，1～5份潤滑劑。

本發明中，所述熱塑性聚乙烯樹脂可為本領域技術人員常規認為的具有受熱軟化、冷卻硬化的性能，而且加熱和冷卻過程中不發生化學反應，無論加熱和冷卻重復進行多少次，均能保持這種性能的聚乙烯樹脂，較佳地包括LDPE(低密度聚乙烯樹脂)、LLDPE(線性低密度聚乙烯樹脂)、MDPE(中密度聚乙烯樹脂)、MLLDPE(茂金屬聚乙烯樹脂)和HDPE(高密度聚乙烯樹脂)中的任意一種或多種，較佳地為MLLDPE和/或HDPE。

本發明中，所述羥甲基化木質素的制備方法可為本領域常規，一般包括如下步驟：木質素、氫氧化鈉和甲醛經混合反應，酸析處理，即可。

所述羥甲基化木質素的制備過程中，所述木質素可為從造紙廢棄物中提取得到的木質素。所述造紙廢棄物可為造紙領域在造紙過程中常規產生的廢棄物，一般包括腐漿、漿渣、木皮、制漿廢液提取物和含硅白泥中的一種或多種。

所述羥甲基化木質素的制備過程中，所述木質素與所述氫氧化鈉的質量比可為(1～10)：1，較佳地為(5～10)：1。

所述羥甲基化木質素的制備過程中，所述氫氧化鈉可按照本領域常規以氫氧化鈉水溶液的形式添加。所述氫氧化鈉水溶液的濃度一般可為0.5～2mol/L，較佳地為1mol/L。

所述羥甲基化木質素的制備過程中，所述木質素與所述甲醛的質量比可為(2～15)：1，較佳地為(10～13.5)：1。