一种高相容性淀粉基全生物降解树脂及其制备方法技术

一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，由包括以下重量份的组分制备而成：植物淀粉30—60，反应助剂：1—10，聚酯类树脂40—70，塑化剂：2—5，脱模剂：0.2—1。本发明专利技术同时涉及该高相容性淀粉基全生物降解树脂的制备方法。本发明专利技术的淀粉基全生物降解树脂淀粉含量高，物料相容性好，力学性能优，可完全生物降解，可适用于吹塑、吹膜等塑料加工工艺，制品表面光滑、分散均匀、透光率高，力学强度符合相关要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物降解树脂制备
，尤其涉及一种高相容性淀粉基全生物降解树脂及其制备方法。
技术介绍
随着社会的飞速发展和科学技术的进步，人们对石油的需求量越来越大，但石油是不可再生的资源，石油资源随着各国的大量使用必将面临枯竭，同时不可降解的石油基塑料废弃物所造成的如污染土壤水源、占用土地资源、威胁生态环境等一系列问题不断恶化，引起世界各国组织的极大关注，可生物降解材料的研究成为世界范围的热点。植物淀粉是一种天然生物高分子材料，具有可完全降解、来源丰富和价格低廉等特点。在生物基高分子材料的应用中，淀粉通常作为填料使用，大大降低了生产成本，改善了材料的生物降解性能。但是，由于淀粉本身具有多羟基结构，导致淀粉与其它合成树脂相容性差，限制了其在生物降解材料中的应用。因此，开发一种新高相容性淀粉基全生物降解树脂的制备方法，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本专利技术得以完成的动力所在和基础。
技术实现思路
为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本专利技术人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本专利技术。具体而言，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种高相容性淀粉基全生物降解树脂及其制备方法，以解决目前淀粉与合成树脂相容性差的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，由包括以下重量份的组分制备而成：植物淀粉30—60，反应助剂：1—10，聚酯类树脂40—70，塑化剂：2—5，脱模剂：0.2—1。本专利技术中，作为一种优选的技术方案，所述植物淀粉为玉米原淀粉、玉米淀粉和木薯淀粉的混合物、玉米淀粉和小麦淀粉的混合物中的一种。本专利技术中，作为进一步优选的技术方案，所述玉米淀粉和木薯淀粉的混合物中两者重量比例为1：1。本专利技术中，作为进一步优选的技术方案，所述玉米淀粉和小麦淀粉的混合物中两者重量比例为1：1。本专利技术中，作为一种优选的技术方案，所述反应助剂包括引发剂、马来酸酐、硬脂酸的混合物，还包括偶联剂、辛烯基琥珀酸酐、醋酸乙烯酯、丙烯酸中的一种或几种。本专利技术中，作为进一步优选的技术方案，所述引发剂为硫酸亚铁、硝酸铈铵、双氧水、过硫酸铵中的一种或几种混合物。本专利技术中，作为进一步优选的技术方案，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或几种混合物。本专利技术中，作为一种优选的技术方案，所述聚酯类树脂为PLA和PBAT混合物，其中PLA和PBAT的质量比为(1-3):1。PLA即聚乳酸，热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。PBAT属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性，是目前生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。本专利技术中，作为一种优选的技术方案，所述塑化剂为乙酰基柠檬酸三丁酯、环氧硬酯酸辛酯、环氧大豆油中的一种或几种。本专利技术中，作为一种优选的技术方案，所述脱模剂为聚乙烯蜡、硬脂酰胺、硅油、聚乙二醇中的一种或几种。一种高相容性淀粉基全生物降解树脂的制备方法，首先通过物理、化学的方法将所述植物淀粉进行改性处理，屏蔽淀粉羟基，然后再与聚酯类树脂、塑化剂、脱模剂共混改性、造粒后制得高相容性淀粉基全生物降解树脂。一种高相容性淀粉基全生物降解树脂的制备方法，包括如下步骤：(1)植物淀粉的改性处理将植物淀粉投入到温度为75-85℃的干法反应器内，加入反应助剂，反应时间为0.5—3小时，得到改性淀粉；(2)改性淀粉与聚酯类树脂共混向步骤(1)得到的改性淀粉中加入所述聚酯类树脂，保持温度在40-85℃，搅拌速率为50-200r/min，进行共混改性0.5-2小时；然后降温至25-30℃，并向其中加入PLA和PBAT混合物，低速搅拌，搅拌速率为50-100r/min，得到粉料；(3)造粒将步骤(2)得到的粉料加入至平行同向双螺杆挤出造粒机组，温度110—175℃，模头温度100-150℃，螺杆机转速50-150rpm，挤出冷却后造粒。采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：专利技术人经过大量反复的试验，采用了混合式的淀粉，尤其是采用了玉米淀粉和木薯淀粉、玉米淀粉和小麦淀粉，且重量比例均采用1：1。采用混合淀粉可有利于提高树脂中淀粉的比重，进而降低生产成本，缩短终端产品的降解时间。专利技术人首先将淀粉进行了改性，即将植物淀粉投入到温度为75-85℃的干法反应器内，加入反应助剂，反应时间为0.5—3小时；反应助剂包括引发剂、马来酸酐、硬脂酸的混合物，还包括偶联剂、辛烯基琥珀酸酐、醋酸乙烯酯、丙烯酸中的一种或几种。专利技术人在长期的实践中发现，采用上述反应助剂，同时采用如上的处理方法时，反应助剂能够对淀粉进行改性，对淀粉分子的羟基进行屏蔽，大大提高淀粉的疏水性能及与树脂的相容性。本专利技术中，加入的环氧硬酯酸辛酯和环氧大豆油可作为聚合物PBAT和PLA的分子桥，有利于增强大分子聚合物的链接，进而加强其与改性淀粉的相容性，最终形成高相容性的均相体系，增强物料的拉伸强度，而且，在加入改性淀粉后，能够保证降解树脂的强度。综上所述，本专利技术的淀粉基全生物降解树脂淀粉含量高，物料相容性好，力学性能优，可完全生物降解，可适用于吹塑、吹膜等塑料加工工艺，制品表面光滑、分散均匀、透光率高，力学强度符合相关要求。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本专利技术，并非对本专利技术的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本专利技术的保护范围局限于此。实施例1一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，由包括以下重量份的组分制备而成：植物淀粉30，反应助剂：1，聚酯类树脂40，塑化剂：2，脱模剂：0.2。其中，所述植物淀粉为玉米原淀粉。所述反应助剂为硫酸亚铁、硝酸铈铵、马来酸酐、硬脂酸、辛烯基琥珀酸酐的混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，其特征在于：由包括以下重量份的组分制备而成：植物淀粉30—60，反应助剂：1—10，聚酯类树脂40—70，塑化剂：2—5，脱模剂：0.2—1。

【技术特征摘要】
1.一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，其特征在于：由包括以下重量份
的组分制备而成：植物淀粉30—60，反应助剂：1—10，聚酯类树脂40—70，
塑化剂：2—5，脱模剂：0.2—1。
2.如权利要求1所述的一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，其特征在于：
所述植物淀粉为玉米原淀粉、玉米淀粉和木薯淀粉的混合物、玉米淀粉和小麦
淀粉的混合物中的一种。
3.如权利要求2所述的一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，其特征在于：
所述玉米淀粉和木薯淀粉的混合物中两者重量比例为1：1。
4.如权利要求2所述的一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，其特征在于：
所述玉米淀粉和小麦淀粉的混合物中两者重量比例为1：1。
5.如权利要求1所述的一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，其特征在于：
所述反应助剂包括引发剂、马来酸酐、硬脂酸的混合物，还包括偶联剂、辛烯
基琥珀酸酐、醋酸乙烯酯、丙烯酸中的一种或几种。
6.如权利要求5所述的一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，其特征在于：
所述引发剂为硫酸亚铁、硝酸铈铵、双氧水、过硫酸铵中的一种或几种混合物；
所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或几种混合
物。
7.如权利要求1所述的一种高相容性淀粉基全生物降解树脂，其特征在于：
所述聚酯类树脂为PLA和PBAT混合物，其中PLA和PBAT的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敬善，吴泽华，王志强，李成金，刘进忠，
申请(专利权)人：山东寿光巨能金玉米开发有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37