一种淀粉改性材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉改性材料及其制备方法，包括以下重量份原材料制备得到：10‑15份的纳米氮化硅、2‑5份的改性剂、35‑50份的聚偏氟乙烯、55‑75份的淀粉、0.3‑0.8份的偶联剂、3‑5份的交联剂、3‑8份的聚异氰酸酯；本发明专利技术将经过针对性改性处理的纳米氮化硅与淀粉进行复合，并使纳米氮化硅均匀分散在淀粉体系中，得到的改性淀粉改性材料硬度高，有利于淀粉在更多领域中的应用。

A starch modified material and its preparation method

The invention discloses a starch modified material and preparation method thereof, which comprises the following parts by weight of raw material preparation: 10 nano silicon nitride, 15 copies of 5 copies of the 2 modifier, 35 50 PVDF, 55 75 starch, 0.3 coupling agent 0.8, 3 crosslinking agent, 5 copies of the 3 8 polyisocyanate; the present invention will pass for nano silicon nitride and starch modification of the composite, and the nano silicon nitride is uniformly dispersed in the starch system, the modified starch modified materials with high hardness, is conducive to the application the starch in more fields.

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉改性材料及其制备方法
本专利技术涉及改性材料领域，具体涉及一种淀粉改性材料及其制备方法。
技术介绍
淀粉是一种天然高分子聚合物，其分子中含有大量羟基，因此淀粉大分子间相互作用力很强，导致原淀粉难以熔融加工，而且在和其他聚合物共混加工中和其他聚合物的相容性也差。但这些羟基能够发生酯化、醚化、接枝、交联等化学反应。利用这些化学反应对淀粉进行化学改性，减少淀粉的羟基、改变其原有的结构，从而改变淀粉相应的性能，把原淀粉变成热塑淀粉。交联淀粉以淀粉为原料,以三氯氧磷、三偏磷酸钠、己二酸、六偏磷酸盐为交联剂,氢氧化钠为催化剂,对淀粉进行交联，交联后的淀粉其透光率降低,耐酸碱性、耐机械加工，耐剪切性增强，凝胶性能提高，但吸水能力减弱。随着人们对塑料硬度要求的不断提高，未经改性的淀粉改性材料的硬度已难以满足需求，因而，对淀粉进行硬度改性成为必要。现今对淀粉的硬度改性处理方法种类繁多，改性效果也很好，尤其是随着纳米材料的出现和应用，淀粉的硬度增加效果显著，使淀粉能在更多领域大量使用，但也存在不足。纳米材料虽然具有硬度增强效果好，添加量小的优点，但也存在分散困难，成本高等缺陷。在进行硬度改性过程中，纳米材料分散不均会影响其硬度增强效果，得到的改性材料硬度偏低，对改性材料的生产和应用造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有淀粉改性材料硬度较差的缺陷，提供一种淀粉改性材料及其制备方法；本专利技术将经过针对性改性处理的纳米氮化硅与淀粉进行复合，并使纳米氮化硅均匀分散在淀粉体系中，得到的改性淀粉改性材料硬度高，有利于淀粉在更多领域中的应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种淀粉改性材料，包括以下重量份原材料制备得到：10-15份的纳米氮化硅、2-5份的改性剂、35-50份的聚偏氟乙烯、55-75份的淀粉、0.3-0.8份的偶联剂、3-5份的交联剂、3-8份的聚异氰酸酯。上述一种淀粉改性材料，根据纳米氮化硅和交联能增加树脂材料硬度的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高纳米氮化硅与淀粉之间的相容性，并使纳米氮化硅在淀粉中分散更均匀，使纳米氮化硅对淀粉的硬度增强作用更好，还通过控制淀粉的聚合度来使改性后的淀粉改性材料在硬度与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的淀粉改性材料在具有更高硬度的条件下，也具有优异的加工性，使其可以在更多领域中得到应用。上述一种淀粉改性材料，其中，所述的纳米氮化硅粒径为10-80nm；纳米氮化硅粒径越小，分散性越差，纳米氮化硅粒径越大，对淀粉的硬度增强作用越差；优选的，所述的纳米氮化硅粒径为30-50nm；最优选的，所述的纳米氮化硅粒径为40nm。上述一种淀粉改性材料，其中，所述的改性剂为正硅酸乙酯与甲基膦酸二甲酯组成的混合物；所述的改性剂既能改善纳米氮化硅与淀粉的相容性，又能在纳米氮化硅表面形成极性基团，利于分散；优选的，所述的改性剂中正硅酸乙酯与甲基膦酸二甲酯的物质的量之比为1︰1。上述一种淀粉改性材料，其中，聚偏氟乙烯的聚合度越大，则交联后改性淀粉改性材料的硬度越低，加工性越好，聚偏氟乙烯的聚合物越小，则交联后改性淀粉改性材料的硬度越高，加工性越差，因此，选择合理的聚偏氟乙烯聚合度，是平衡硬度和加工性的重要手段。所述的聚偏氟乙烯的聚合度为120-180；优选的，所述的聚偏氟乙烯的聚合度为130-150；最优的，所述的聚偏氟乙烯的聚合度为140；通过优选，得到的改性淀粉改性材料既硬度高，也具有较好的加工性，适合淀粉在更多领域中进行推广应用。其中，所述的淀粉聚合度为400-600；优选的，所述淀粉的聚合度为450-550；最优选的，所述的淀粉的聚合度为500；通过优选，得到的改性淀粉改性材料既具有优异的硬度，也具有较好的加工性。上述一种淀粉改性材料，其中，所述的偶联剂为甲基苯基硅氧烷偶联剂；甲基苯基硅氧烷能增加纳米氮化硅与淀粉改性材料之间的相容性，对提高改性淀粉改性材料的硬度具有促进作用。其中，所述的交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯，该交联剂能将两种不同聚合度的聚合物原材料适当交联，对提高改性淀粉改性材料的硬度具有促进作用。上述一种淀粉改性材料，其中，其原材料还包括分散剂、增塑剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种助剂；上述的助剂能提高改性淀粉改性材料的加工性，增加其功能性等作用，从而增加其适用性。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术还提供了一种淀粉改性材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将纳米氮化硅用偶联剂进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米氮化硅用改性剂进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米氮化硅与淀粉混合均匀后在电场中进行复合处理，得到混合料；（4）将混合料与聚偏氟乙烯、交联剂、聚异氰酸酯混合均匀后在进行复合处理，得到淀粉改性材料。一种淀粉改性材料的制备方法，先用偶联剂对纳米氮化硅进行偶联处理，增加纳米氮化硅与改性剂、淀粉的相容性；再用改性剂对纳米氮化硅进行改性处理，并在其表面形成极性基团；最后利用外电场使纳米氮化硅表面和淀粉链中的极性基团极化，带电，通过电荷间的相斥或相吸的原理，使纳米氮化硅均匀分散的同时，也能与淀粉链上的极性基团键接，从而使纳米氮化硅的硬度增强效果得到最大程度的体现，使得到的改性淀粉硬度显著提高；该制备方法简单可靠，适合用于淀粉改性材料的大规模、工业化生产。上述一种淀粉改性材料的制备方法，其中，优选的，步骤1进行偶联处理过程中可采用超声波辅助；通过超声波的高速震荡，使纳米氮化硅分散性更好，且对偶联处理具有促进作用。上述一种淀粉改性材料的制备方法，其中，步骤3中所述的电场能对基团产生极化作用，使基团带电，从而能促进纳米氮化硅的分散和键接作用，提高改性淀粉的硬度。优选的，所述的电场强度为0.5-2kv/m；电场强度过小，极化效果弱，对纳米氮化硅的分散效果差；电场强度过大，极化效果太强，分子间作用力太大，分子链产生定向移动，对分子链的排列和键接产生影响，可能降低淀粉改性材料的性能；最优选的，所述的电场强度为0.8-1.5kv/m。其中，优选的，所述的电场为电场方向不变的平行电场；电场方向不变的平行电场对极性基团的极化效果最好，基团间作用力稳定，对纳米氮化硅的分散和键接的促进作用效果最佳。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术淀粉改性材料针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，使纳米氮化硅与淀粉之间的相容性更好，在淀粉中的分散性更好，纳米氮化硅对淀粉的硬度增强作用更好。2、本专利技术淀粉改性材料通过控制淀粉和聚偏氟乙烯的聚合度来使改性后的淀粉改性材料在硬度与加工性之间达到最佳平衡关系，使得到的改性淀粉改性材料在具有很高硬度的条件下，也具有优异的加工性。3、本专利技术淀粉改性材料的制备方法，利用外电场的极化作用，能促进纳米氮化硅在淀粉体系中的分散和键接，纳米氮化硅的硬度增强效果更好，得到的改性淀粉改性材料的硬度更高。4、本专利技术淀粉改性材料的制备方法简单、可靠，适合淀粉改性材料的大规模、工业化生产。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1（1）将12份的纳米氮化硅用0.5份的甲基苯基硅氧烷进行处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淀粉改性材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备得到：10‑15份的纳米氮化硅、2‑5份的改性剂、35‑50份的聚偏氟乙烯、55‑75份的淀粉、0.3‑0.8份的偶联剂、3‑5份的交联剂、3‑8份的聚异氰酸酯；所述改性剂为正硅酸乙酯与甲基膦酸二甲酯组成的混合物；所述偶联剂为甲基苯基硅氧烷偶联剂，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯；所述聚偏氟乙烯的聚合度为120‑180；所述淀粉聚合度为400‑600。

【技术特征摘要】
1.一种淀粉改性材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备得到：10-15份的纳米氮化硅、2-5份的改性剂、35-50份的聚偏氟乙烯、55-75份的淀粉、0.3-0.8份的偶联剂、3-5份的交联剂、3-8份的聚异氰酸酯；所述改性剂为正硅酸乙酯与甲基膦酸二甲酯组成的混合物；所述偶联剂为甲基苯基硅氧烷偶联剂，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯；所述聚偏氟乙烯的聚合度为120-180；所述淀粉聚合度为400-600。2.根据权利要求1所述的淀粉改性材料，其特征在于，所述改性剂中正硅酸乙酯与甲基膦酸二甲酯的物质的量之比为1︰1。3.根据权利要求1所述的淀粉改性材料，其特征在于，所述聚偏氟乙烯的聚合度为130-150。4.根据权利要求3所述的淀粉改性材料，其特征在于，所述聚偏氟乙烯的聚合度为140。5.根据权利要求1所述的淀粉改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒春柳，
申请(专利权)人：四川力智久创知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51