一种淀粉基发泡组合物及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种淀粉基发泡组合物，由以下重量份原料组成：淀粉100份、纳米二氧化硅0.5～2份、可降解树脂50～200份、偶联剂2～10份、有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及木糖醇制备而成。本发明专利技术基于淀粉表面羟基的酯化反应，设计了具有特定链长的二元或多元有机酸共聚物，通过将有机酸接枝于淀粉表面进而破坏淀粉的结晶结构，提高了淀粉塑性，可以在不外加增塑剂的条件下，与可降解树脂共混复合，制备性能优异的低成本全降解改性树脂。本发明专利技术提供的淀粉基发泡组合物中淀粉可均匀分布于基体树脂中，经挤压成片材后后，所得制品具有优异的力学性能以及发泡性能。能以及发泡性能。

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉基发泡组合物及制备方法


[0001]本专利技术属于材料
，具体涉及一种淀粉基发泡组合物及制备方法。

技术介绍

[0002]高分子材料的环保降解已成为未来民用高分子尤其是一次性高分子的主要发展趋势。基于脂肪族聚酯类的高分子材料具有良好的降解性能，但是成本较高，不利于大规模推广使用。尽管添加滑石、碳酸钙等无机矿物填料可以降解成本，然而无机填料在可降解高分子降解后不会分解为环境无害的小分子物质，对周边环境的影响还很难短时间内评估。而基于淀粉等天然高分子材料的全降解树脂不存在上述问题，只要能较好地解决淀粉塑化，以及与高分子材料的相容性问题，基于淀粉类的天然高分子材料具有广泛的应用空间。
[0003]中国专利201210068834.7公开了一种纳米复合淀粉微发泡生物降解材料，由淀粉、生物酶、多元醇脂、氨基脂肪酸、改性纳米钙、改性乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物和的发泡剂组成。相比于现有降解塑料体系，成本下降40％，提高了生物降解材料耐磨性、韧性、刚性和发泡性等各种性能，降低了材料加工温度。该专利技术体系中含有乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物，生物降解性存在争议，且未给出降解材料的性能指标。中国专利201410333068.1公开了一种自然降解淀粉发泡材料及其生产工艺，由淀粉、植物纤维、发泡助剂、脱模助剂。采用淀粉为主原料，制作成一次性材料，从而使用制出的一次性物品，但专利技术中未给出淀粉降解产品的性能特点。中国专利201710309478.6公开了一种完全生物降解的纤维增强淀粉发泡餐具及其制备方法，发泡餐具分为内外两层，外层由木薯淀粉、生物降解短纤维、生物降解增韧剂、相容剂、发泡剂、隔热剂和脱模剂组成。将以上组分搅拌混合均匀，热压成型后，再喷涂生物降解薄膜，得到完全生物降解的纤维增强淀粉发泡餐具。该专利技术制备的餐具可取代聚苯乙烯等一次性餐具，但流程较为复杂，不易在通用设备上成型。
[0004]淀粉塑化的核心问题在于破坏淀粉的结晶结构，使其可在适当的温度下塑化，与常规树脂共混挤出，制备具有不同性质的改性材料。常用的增塑剂存在缓慢析出的可能，因此采用非增塑剂塑化的方法去制备具有可塑性的淀粉改性材料具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种淀粉基发泡组合物及制备方法，本专利技术提供的淀粉基发泡组合物具有良好的力学性能以及发泡性能。
[0006]本专利技术提供了一种淀粉基发泡组合物，由以下重量份原料组成：
[0007]淀粉100份
[0008]纳米二氧化硅0.5～2份
[0009]可降解树脂50～200份
[0010]偶联剂2～10份
[0011]有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及木糖醇制备而成。
[0012]优选的，所述有机二元酸或多元酸、二元醇以及木糖醇的摩尔比为(1.2～1.5):1:0.01。
[0013]优选的，所述有机二元酸或多元酸选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丁二酸、己二酸中的一种或多种；
[0014]所述二元醇选自乙二醇、1，3
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丙二醇、1，4
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丁二醇、聚乳酸多元醇、聚ε
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己内酯多元醇、二乙二醇、新戊二醇、2
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甲基
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1，3
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丙二醇中的一种或多种。
[0015]优选的，所述的有机酸低聚物的聚合度为2～10。
[0016]优选的，所述淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉中的一种或多种。
[0017]优选的，所述纳米二氧化硅的直径为1～500纳米。
[0018]优选的，所述可降解树脂为合成类可降解聚酯材料，优选为聚乳酸(PLA)、己二酸
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对苯二甲酸
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丁二醇共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇(PBS)、己二酸
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丁二酸
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丁二醇共聚物(PBSA)、聚ε
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己内酯(PCL)、聚羟基烷酸(PHA)中的一种或多种。
[0019]优选的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或多种，优选为γ
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氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，γ
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缩水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷(KH560)，γ
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(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，N
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(β
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氨乙基)
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γ
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氨丙基三甲(乙)氧基硅烷(KH792)，N
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β
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(氨乙基)
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γ
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氨丙基甲基二甲氧基硅烷(DL602)，铝酸三甲酯，铝酸三异丙酯，铝酸三苄酯，异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(KR
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38S)，双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯(KR
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238S)。
[0020]优选的，所述有机酸低聚物的制备方法包括以下步骤：
[0021]将有机二元酸或多元酸、二元醇以及木糖醇混合，在搅拌的条件下，进行加热反应，真空除去反应产生的水，得到羧基封端的有机酸低聚物。
[0022]本专利技术还提供了一种上述淀粉基发泡组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0023]将淀粉、有机酸低聚物、纳米二氧化硅进行球磨，得到混合物；
[0024]将所述混合进行高速搅拌混合至体系中水含量低于2％，加入可降解树脂、偶联剂进行混合后出料；
[0025]将产物在双螺杆挤出机中挤出造粒后在发泡机中挤出发泡厚片，得到淀粉基发泡组合物。
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供了一种淀粉基发泡组合物，由以下重量份原料组成：淀粉100份、纳米二氧化硅0.5～2份、可降解树脂50～200份、偶联剂2～10份、有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及木糖醇制备而成。本专利技术基于淀粉表面羟基的酯化反应，设计了具有特定链长的二元或多元有机酸共聚物，通过将有机酸接枝于淀粉表面进而破坏淀粉的结晶结构，提高了淀粉塑性，可以在不外加增塑剂的条件下，与可降解树脂共混复合，制备性能优异的低成本全降解改性树脂。本专利技术提供的淀粉基发泡组合物中淀粉可均匀分布于基体树脂中，经挤压成片材后后，所得制品具有优异的力学性能以及发泡性能。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种淀粉基发泡组合物，由以下重量份原料组成：
[0028]淀粉100份
[0029]纳米二氧化硅0.5～2份
[0030]可降解树脂50～200份
[0031]偶联剂2～10份
[0032]有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及木糖醇制备而成。
[0033]本专利技术提供的淀粉基发泡组合物包括淀粉，所述淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基发泡组合物，其特征在于，由以下重量份原料组成：淀粉100份纳米二氧化硅0.5～2份可降解树脂50～200份偶联剂2～10份有机酸低聚物2～10份，所述有机酸低聚物由有机二元酸或多元酸、二元醇以及木糖醇制备而成。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机二元酸或多元酸、二元醇以及木糖醇的摩尔比为(1.2～1.5):1:0.01。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机二元酸或多元酸选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丁二酸、己二酸中的一种或多种；所述二元醇选自乙二醇、1，3
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丙二醇、1，4
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丁二醇、聚乳酸多元醇、聚ε
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己内酯多元醇、二乙二醇、新戊二醇、2
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甲基
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1，3
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丙二醇中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的有机酸低聚物的聚合度为2～10。5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述纳米二氧化硅的直径为1～500纳米。7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述可降解树脂为合成类可降解聚酯材料，优选为聚乳酸(PLA)、己二酸
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对苯二甲酸
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丁二醇共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇(PBS)、己二酸
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丁二酸
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丁二醇共聚物(PBSA)、聚ε
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己内酯(PCL...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焱龙，李淑珍，任柏成，任鹏，
申请(专利权)人：蚌埠天成包装科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：