一种热塑性木粉降解塑料母料的制备方法技术

本发明专利技术提出一种热塑性木粉降解塑料母料的制备方法，所述制备方法是将木粉、乙酸混合进行微波处理，得到预酯化膨胀木粉，然后加入辛酸亚锡、丙交酯，升温进行真空处理，得到增塑木粉，接着无机粉体、润滑剂、分散剂、偶联剂、基体树脂混合挤出、切粒而制得热塑性木粉降解塑料母料。本发明专利技术提供的方法使得热塑性木粉在生物质塑料保持良好的纤维结构，具有良好的增强、增加热稳定性的效果，同时满足热塑性加工，所得热塑性木粉降解塑料制品密实、光滑，具有极佳的应用前景。极佳的应用前景。极佳的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性木粉降解塑料母料的制备方法


[0001]本专利技术涉及降解塑料的
，特别是涉及一种热塑性木粉降解塑料母料的制备方法。

技术介绍

[0002]塑料工业是随石油化工的发展而快速发展起来的，其用途已渗透到国民经济的各个部门及人们生活的各个方面。塑料具有重量轻、强度高、化学稳定性好以及价格低廉等优点，是材料领域的四大支柱之一。但同时，由于大量的废弃塑料制品难于分解，构成了日益严重的“白色污染”，造成了地下水及土壤污染，破坏了动植物资源，严重危害着人类的生存与健康。随着人类对环境保护的日益重视，生物质塑料的发展和应用得到普遍关注。
[0003]目前，聚乳酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯等生物质塑料目前已被广泛应用于替代传统塑料，在塑料膜、注塑件、片材等塑料制品广泛应用。近年来，生物质塑料，特别是生物质降解塑料的发展尤为受到关注。生物降解塑料主要是通过添加木粉、淀粉、纤维素等天然高分子材料实现，其中，木粉用于塑料制品已有较长的历史。在传统塑料中通常将木粉与聚乙烯、聚丙烯热压复合、熔融挤出等制备木塑制品，木塑复合材料既能发挥材料中各组分的优点，又能充分利用废弃的木粉减少环境污染。但大都限于将木粉作为普通填料，制备塑料粗制品。
[0004]随着生物质塑料的发展，如何将木粉应用于生物质塑料，以满足良好的加工性、提升热稳定性、降低成本成为生物塑料界关注的焦点。木粉作为生物质材料，属于可再生的生物质资源，其储量丰富、成本低、可持续供应，添加于生物质塑料可以降低生物质降解塑料的成本，而且在提升生物质塑料强度、加工性、热稳定性等方面具有积极的作用。木粉的来源种类较多，如木材粉碎物、竹粉、稻壳、秸秆、椰壳粉、花生壳粉、甘蔗渣粉等都是木粉材质。主要由纤维素、半纤维素和木质素3种天然高聚物组成。由于木粉自身没有热塑性，因此目前常作为填充料使用。一方面，添加使用量较低。另一方面会影响生物质塑料的加工性。因此，对于木粉的热塑性研究成为热门课题。
[0005]中国专利技术专利申请号201611096059.0公开了一种生物基塑料的制备方法，包括如下步骤：（1）将胡桑枝条用粉碎机粉碎，烘干；（2）取木粉置于球磨罐中，加入氧化锆磨球球磨备用；（3）将预处理过的木粉放入三口烧瓶中，在油浴锅中润胀溶解至木粉部分溶解后，将丁二酸酐和催化剂中，一起加入三口烧瓶中；（4）酯化改性完成后用丙酮析出、静置、抽滤，再用丙酮反复清洗至滤液无色透明，风干后置于烘箱中进一步烘干，完成制备。中国专利技术专利申请号201910302732.9公开了一种制备木质纤维塑料的方法，将胡桑枝条去皮晒干，用粉碎机粉碎得到木粉；将木粉与四丁基氟化铵水溶液搅拌均匀，倒入球磨罐中，放入磨球，启动行星球磨机进行球磨处理；加入丁二酸酐和吡啶，启动行星球磨机进行酯化反应；加入乙醇搅拌，静置沉淀，抽滤，再用蒸馏水重复清洗一次，烘箱干燥；将得到的产物熔融均质，再使用注塑机注塑成型。
[0006]为了有效赋予木粉热塑性制备木粉降解塑料，同时避免传统热塑改性工艺复杂、
污染环境、成本高且影响木粉增强性能的问题，有必要提出一种新型热塑改性木粉降解塑料，进而促进木粉在生物质降解塑料中的应用。

技术实现思路

[0007]针对目前木粉用于生物降解塑料时热塑性处理工艺会破坏木粉的纤维结构，导致木粉增强功能丧失，而且深度热塑化处理木粉存在工艺复杂、污染环境、成本高的问题，本专利技术提出一种热塑性木粉降解塑料母料的制备方法，从而使木粉用于生物质塑料具有增强、热稳定性，同时热加工性良好。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种热塑性木粉降解塑料母料的制备方法，所述制备方法是将木粉、乙酸混合进行微波处理，得到预酯化膨胀木粉，然后加入辛酸亚锡、丙交酯，升温进行真空处理，得到增塑木粉，接着无机粉体、润滑剂、分散剂、偶联剂、基体树脂混合挤出、切粒而制得热塑性木粉降解塑料母料。具体制备方法如下：（1）将木粉与乙酸分散均匀，然后密封放置，接着加入微波装置中进行微波处理，得到预酯化膨胀木粉；（2）将辛酸亚锡、丙交酯加入预酯化膨胀木粉中，混合均匀，然后升温进行真空处理，使得丙交酯渗透膨胀木粉的微孔并开环聚合，得到增塑木粉；（3）将增塑木粉、无机粉体、润滑剂、分散剂、偶联剂、基体树脂加入高速混合机分散均匀，然后送入螺杆挤出机挤出，接着风冷模面切粒，即可得到一种热塑性木粉降解塑料母料。
[0009]优选的，所述木粉为稻壳粉、木屑粉、花生壳粉中的一种或两种以上的组合，粒度为200-400目。
[0010]优选的，所述无机粉体为纳米级滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石中的一种或两种以上的组合。
[0011]优选的，所述润滑剂为26#白油、58#石蜡中的一种。
[0012]优选的，所述分散剂为牌号为1801的硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种或两种的组合。
[0013]优选的，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
[0014]优选的，所述基体树脂为常见生物质塑料。
[0015]进一步优选的，所述生物质塑料为PLA、PBS、PBAT、PCL中的一种或两种的组合。
[0016]优选的，步骤（1）中所述密封放置的温度为室温，时间为24-28h。
[0017]优选的，步骤（1）中所述微波处理的温度控制在100-110℃，处理5-10min。
[0018]优选的，步骤（1）中所述预酯化膨胀木粉制备中，木粉、乙酸的质量比例为100：1-1.5。
[0019]优选的，步骤（2）中所述升温进行真空处理分为三步，第一步真空处理的温度控制在70-80℃，处理5-15min；第二步真空处理的温度控制在105-115℃，处理2-4h；第三步真空处理的温度控制在120-130℃，处理3-6h。
[0020]优选的，步骤（2）中所述增塑木粉制备中，辛酸亚锡、丙交酯的摩尔比例为1：1000；丙交酯、预酯化膨胀木粉的质量比例为1：8-10。
[0021]优选的，步骤（3）中所述热塑性木粉降解塑料母料制备中，增塑木粉、无机粉体、润
滑剂、分散剂、偶联剂、基体树脂的质量比例为100：5-10：1-3：1-2：0.5-0.8：10-15。
[0022]公知的，木粉用于热塑性塑料时，由于木粉不具备热塑性，必须进行热塑性改性，现有技术主要通过将木粉进行酯化、醚化处理实现，但深度热塑化处理木粉会破坏木粉的纤维结构，其增强功能丧失，而且深度热塑化处理木粉工艺复杂、污染环境、成本较高。本专利技术创造性地利用微波作用对乙酸渗透的木粉进行热作用，再利用丙交酯在木粉纤维的空隙开环聚合，得到热塑性良好的木粉，最后与其他原料混合挤出造粒得到热塑性木粉降解塑料母料。
[0023]本专利技术首先选择有机溶剂乙酸与木粉混合，利用乙酸对木粉的渗透处理，可使木粉中纤维素结晶大部分破坏，达到一定的热塑性；乙酸处理后的酯化在纤维素分子链上嵌入酰基，从而使得消晶永久后，提高木粉的塑性。本专利技术的创造性在于，在利用乙酸对木粉充分渗透后，再利用微波热作用下，不但可以有效实现木粉纤维表面的酯化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性木粉降解塑料母料的制备方法，其特征在于，所述制备方法是将木粉、乙酸混合进行微波处理，得到预酯化膨胀木粉，然后加入辛酸亚锡、丙交酯，升温进行真空处理，得到增塑木粉，接着与无机粉体、润滑剂、分散剂、偶联剂、基体树脂混合挤出、切粒而制得热塑性木粉降解塑料母料；具体制备方法如下：（1）将木粉与乙酸分散均匀，然后密封放置，接着加入微波装置中进行微波处理，得到预酯化膨胀木粉；（2）将辛酸亚锡、丙交酯加入预酯化膨胀木粉中，混合均匀，然后升温进行真空处理，使得丙交酯渗透膨胀木粉的微孔并开环聚合，得到增塑木粉；（3）将增塑木粉、无机粉体、润滑剂、分散剂、偶联剂、基体树脂加入高速混合机分散均匀，然后送入螺杆挤出机挤出，接着风冷模面切粒，即可得到一种热塑性木粉降解塑料母料。2.根据权利要求1所述的一种热塑性木粉降解塑料母料的制备方法，其特征在于，所述木粉为稻壳粉、木屑粉、花生壳粉中的一种或两种以上的组合，粒度为200-400目；所述无机粉体为纳米级滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石中的一种或两种以上的组合；所述润滑剂为26#白油、58#石蜡中的一种；所述分散剂为牌号为1801的硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种或两种的组合；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂；所述基体树脂为为PLA、PBS、PBAT、PCL中的一种或两种的组合。3.根据权利要求1所述的一种热塑性...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，曾军堂，白涛，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：