一种可全降解生物质基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及可降解生物材料技术领域，具体涉及一种可全降解生物质基复合材料及其制备方法，该可全降解生物质基复合材料由以下组份制成：聚乳酸、改性聚乳酸、改性淀粉、硬脂酸和环氧大豆油。改性聚乳酸由以下组份组成：聚乳酸、甲苯、马来酸酐、过氧化二异丙苯和甲醇。该可全降解生物质基复合材料的制备方法，包括：第一步，改性乳酸的制备；第二步，混合料的配料；第三步，双螺杆挤出机进行拉条、切粒和干燥，即制得可全降解生物质基复合材料。该可全降解生物质基复合材料，由于相对于现有技术的可降解生物材料，添加了改性聚乳酸，相比现有技术的纯聚乳酸的可降解生物材料的成本降低了20%~40%，进而提高材料的应用范围。

Biodegradable biomass based composite material and preparation method thereof

The invention relates to a technical field of biomaterial, and particularly relates to a full degradable biomass based composite material and a preparation method thereof, the full degradable biomass based composite material consists of the following components: made of polylactic acid, modified polylactic acid, modified starch, stearic acid and epoxy soybean oil. The modified polylactic acid is composed of the following components: polylactic acid, toluene, maleic anhydride, peroxide two cumene and methanol. The preparation method comprises full degradable biomass composites: the first step, modified lactic acid preparation; the second step, the mixture of ingredients; the third step, a double screw extruder to brace, cutting and drying to obtain full degradable biomass based composite material. The full degradable biomass based composite material, as compared with the existing technology of biodegradable materials, adding modified polylactic acid, compared with pure polylactic acid prior biodegradable materials to reduce the cost of 20%~40%, and improve the application range of materials.

【技术实现步骤摘要】
一种可全降解生物质基复合材料及其制备方法
本专利技术涉及可降解生物材料
，具体涉及一种可全降解生物质基复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着科技的进步、人类文明的发展，高分子材料制品，如塑胶袋、餐盒、医用及一系列日常生活中的塑料制品等，在不断产生并成为废弃物。这些废弃物在自然条件下极难分解，如果采用填埋、焚化的方式，又极其污染土地和空气，危害着人类的生存。近年来，为了从根本上解决塑料废弃物的问题，不断推出了一系列可降解复合材料，其中最重要的就是聚乳酸复合材料。聚乳酸复合材料本身可实现91%以上的降解率，甚至达到100%。然而，现有技术中，合成聚乳酸的成本较高，产量较低，难以满足市场的需求。因此，亟需寻求一种新的物质来完全替代或者部分替代聚乳酸，以便能降低生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种可全降解生物质基复合材料，该可全降解生物质基复合材料，具有生产成本低的优点。本专利技术的目的之二在于针对现有技术的不足，提供一种可全降解生物质基复合材料的制备方法。为了实现上述目的之一，本专利技术采用如下技术方案：提供一种可全降解生物质基复合材料，是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸35份~55份改性聚乳酸5份~10份改性淀粉25份~55份硬脂酸0.5份~3份环氧大豆油2份~6份；其中，所述改性聚乳酸是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸90份~110份甲苯40份~70份马来酸酐0.3份~1.5份过氧化二异丙苯0.005份~0.05份甲醇150份~200份。优选的，一种可全降解生物质基复合材料，是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸40份~50份改性聚乳酸7份~10份改性淀粉30份~50份硬脂酸1份~2份环氧大豆油3份~5份；其中，所述改性聚乳酸是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸95份~105份甲苯50份~60份马来酸酐0.8份~1.2份过氧化二异丙苯0.01份~0.04份甲醇160份~190份。更为优选的，一种可全降解生物质基复合材料，是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸45份改性聚乳酸8份改性淀粉40份硬脂酸1.5份环氧大豆油4份；其中，所述改性聚乳酸是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸100份甲苯55份马来酸酐1份过氧化二异丙苯0.02份甲醇180份。所述改性淀粉是由玉米淀粉或木薯淀粉，通过糊化改性制成。为了实现上述目的之二，本专利技术采用如下技术方案：提供一种可全降解生物质基复合材料的制备方法，它包括以下步骤：第一步，改性乳酸的制备：步骤一，将配方量的聚乳酸加入带有搅拌装置的反应釜中，然后在反应釜中加入配方量的甲苯，通过搅拌使聚乳酸完全溶解；步骤二，对反应釜进行加热至一定温度，并恒温一定时间后，在反应釜中加入配方量的马来酸酐和过氧化二异丙苯，然后在一定搅拌转速下搅拌一定时间，以进行反应；步骤三，待步骤二的反应完成后，在反应釜中加入配方中的一部分甲醇，以进行沉淀，然后再使用配方中余下的甲醇多次洗涤未反应完的马来酸酐，得到沉淀产物；步骤四，将步骤三得到的沉淀产物进行干燥后，即制得所述改性乳酸；第二步，混合料的配料：将配方量的改性淀粉加入到混料机中，并在一定转速下搅拌一定时间后，加入配方量的环氧大豆油，并调至一定转速下搅拌一定时间，然后再调至一定转速后加入配方量的聚乳酸、硬脂酸、以及第一步制得的改性聚乳酸，然后搅拌一定时间，即得到混合料；第三步，将第二步得到的混合料，加入预先加热好的双螺杆挤出机，然后通过双螺杆挤出机进行拉条、切粒和干燥，即制得所述可全降解生物质基复合材料。上述技术方案中，所述第一步的步骤二中，对反应釜进行加热至95℃~105℃，并恒温30min~50min后，在反应釜中加入配方量的马来酸酐和过氧化二异丙苯，然后在190rpm~210rpm的搅拌转速下搅拌30min~60min，以进行反应。上述技术方案中，所述第一步的步骤三中，配方中的一部分甲醇与配方中余下的甲醇的质量比为1~2:1。上述技术方案中，所述第一步的步骤四中，将步骤三得到的沉淀产物放入微波烘箱进行干燥至含水率低于2%后，即制得所述改性乳酸。上述技术方案中，所述第二步中，将配方量的改性淀粉加入到混料机中，并在400rpm~500rpm的转速下搅拌1min~2min后，加入配方量的环氧大豆油，并调至1400rpm~1600rpm的转速下搅拌5min~10min，然后再调至400rpm~500rpm的转速后加入配方量的聚乳酸、硬脂酸、以及第一步制得的改性聚乳酸，然后搅拌5min~10min，即得到混合料。上述技术方案中，所述第三步中，预先加热好的双螺杆挤出机分为九个区段温度，所述九个区段温度分别为：163~167,168~172，173~177，178~182，183~187，183~187，178~182，176~180，163~167℃；所述双螺杆挤出机的长径比为38~42:1。本专利技术与现有技术相比较，有益效果在于：（1）本专利技术提供的一种可全降解生物质基复合材料，由于相对于现有技术的可降解生物材料，添加了改性聚乳酸，而改性聚乳酸是由聚乳酸、甲苯、马来酸酐、过氧化二异丙苯和甲醇制成的，其中，甲苯、马来酸酐、过氧化二异丙苯和甲醇的材料成本相对于聚乳酸的成本低较多，因此，通过添加改性聚乳酸，能够使得所制得的可全降解生物质基复合材料的制备成本降低，相比现有技术的纯聚乳酸的可降解生物材料的成本降低了20%~40%，进而提高材料的应用范围。（2）本专利技术提供的一种可全降解生物质基复合材料，将该可全降解生物质基复合材料注塑成型的产品，直接放在自然环境中，在30天~50天，自然降解率达到85%，100天~180天内，该可全降解生物质基复合材料的自然降解率达到100%。（3）本专利技术提供的一种可全降解生物质基复合材料的制备方法，具有方法简单，生产成本低，并能够适用于大规模生产的特点。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1。一种可全降解生物质基复合材料，是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸45份改性聚乳酸8份改性淀粉40份硬脂酸1.5份环氧大豆油4份；其中，所述改性聚乳酸是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸100份甲苯55份马来酸酐1份过氧化二异丙苯0.02份甲醇180份。其中，改性淀粉是由玉米淀粉，通过糊化改性制成。上述一种可全降解生物质基复合材料的制备方法，它包括以下步骤：第一步，改性乳酸的制备：步骤一，将配方量的聚乳酸加入带有搅拌装置的反应釜中，然后在反应釜中加入配方量的甲苯，通过搅拌使聚乳酸完全溶解；步骤二，对反应釜进行加热至100℃，并恒温40min后，在反应釜中加入配方量的马来酸酐和过氧化二异丙苯，然后在200rpm的搅拌转速下搅拌45min，以进行反应；步骤三，待步骤二的反应完成后，在反应釜中加入配方中的一部分甲醇，以进行沉淀，然后再使用配方中余下的甲醇三次洗涤未反应完的马来酸酐，得到沉淀产物；本实施例中，配方中的一部分甲醇与配方中余下的甲醇的质量比为1.5:1；步骤四，将步骤三得到的沉淀产物放入微波烘箱进行干燥至含水率低于2%后，即制得所述改性乳酸；第二步，混合料的配料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可全降解生物质基复合材料，其特征在于：是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸             35份~55份改性聚乳酸         5份~10份改性淀粉           25份~55份硬脂酸             0.5份~3份环氧大豆油         2份~6份；其中，所述改性聚乳酸是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸             90份~110份甲苯               40份~70份马来酸酐           0.3份~1.5份过氧化二异丙苯     0.005份~0.05份甲醇               150份~200份。

【技术特征摘要】
1.一种可全降解生物质基复合材料，其特征在于：是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸35份~55份改性聚乳酸5份~10份改性淀粉25份~55份硬脂酸0.5份~3份环氧大豆油2份~6份；其中，所述改性聚乳酸是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸90份~110份甲苯40份~70份马来酸酐0.3份~1.5份过氧化二异丙苯0.005份~0.05份甲醇150份~200份。2.根据权利要求1所述的一种可全降解生物质基复合材料，其特征在于：是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸40份~50份改性聚乳酸7份~10份改性淀粉30份~50份硬脂酸1份~2份环氧大豆油3份~5份；其中，所述改性聚乳酸是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸95份~105份甲苯50份~60份马来酸酐0.8份~1.2份过氧化二异丙苯0.01份~0.04份甲醇160份~190份。3.根据权利要求1所述的一种可全降解生物质基复合材料，其特征在于：是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸45份改性聚乳酸8份改性淀粉40份硬脂酸1.5份环氧大豆油4份；其中，所述改性聚乳酸是由以下重量份数的组份制成：聚乳酸100份甲苯55份马来酸酐1份过氧化二异丙苯0.02份甲醇180份。4.根据权利要求1所述的一种可全降解生物质基复合材料，其特征在于：所述改性淀粉是由玉米淀粉或木薯淀粉，通过糊化改性制成。5.权利要求1至4任意一项所述的一种可全降解生物质基复合材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：第一步，改性乳酸的制备：步骤一，将配方量的聚乳酸加入带有搅拌装置的反应釜中，然后在反应釜中加入配方量的甲苯，通过搅拌使聚乳酸完全溶解；步骤二，对反应釜进行加热至一定温度，并恒温一定时间后，在反应釜中加入配方量的马来酸酐和过氧化二异丙苯，然后在一定搅拌转速下搅拌一定时间，以进行反应；步骤三，待步骤二的反应完成后，在反应釜中加入配方中的一部分甲醇，以进行沉淀，然后再使用配方中余下的甲醇多次洗涤未反应完的马来酸酐，得到沉淀产物；步骤四，将步骤三得到的沉淀产物进行干燥后，即制得所述改性乳酸；第二步，混合料的配料：将配方量的改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，黄文聪，
申请(专利权)人：东莞铭丰包装股份有限公司，东莞铭丰生物质科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44