一种耐热可降解塑料及其制备方法技术

本发明专利技术属于塑料技术领域，具体涉及一种耐热可降解塑料及其制备方法。该耐热可降解塑料由以下重量份组分组成：淀粉35

【技术实现步骤摘要】
一种耐热可降解塑料及其制备方法


[0001]本专利技术属于塑料
，具体涉及一种耐热可降解塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。目前，开发和利用生物可降解塑料替代传统不可降解塑料将成为近年来的主流趋势；以淀粉、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯等为原料加工而成的可降解塑料能够在自然条件下被降解，对环境友好，但是其耐热性较差、高温易变形，限制了材料的应用。
[0003]申请号为201110158433.6的专利以天然淀粉、聚乳酸、聚乙烯醇为原料，添加耐热改性剂等助剂，制备出了一种拉伸强度20
‑
35MPa，断裂伸长率10
‑
20％，热变形温度90
‑
120℃的可生物降解的耐热高分子复合材料，但是其种所述的耐热改性剂α
‑
甲基苯乙烯基聚合物有毒且对环境有危害，并且α
‑
甲基苯乙烯基沸点仅为165.38℃，在该专利公开的制备工艺中，挤出机温度过高，导致该耐热改性剂蒸发。申请号为201510868361.2的专利提供了一种聚乳酸
‑
氧化锌柱撑有机皂石纳米复合材料及其制备方法和制品，原料包括乳酸或L
‑
丙交酯或D
‑
丙交酯或D,L
‑
丙交酯或内消旋丙交酯、氧化锌柱撑有机皂石；该专利技术提供的聚乳酸
‑
氧化锌柱撑有机皂石纳米复合材料较现有聚乳酸基材的拉伸强度、耐热性能和抗菌性效果有所提高；但氧化锌与聚乳酸复合时材料机械性能的提升幅度较小，往往达不到所需制品的产品性能等级，不能满足市场需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐热可降解塑料及其制备方法，该耐热可降解塑料具有良好的耐热性、耐水性和机械性能，可生物降解，符合减量化、无害化、绿色环保等可持续发展要求，可有效缓解传统塑料制品所造成石油资源匮乏、土壤污染、白色污染等问题。
[0005]本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：
[0006]一种耐热可降解塑料，所述耐热可降解塑料由以下重量份组分组成：
[0007]淀粉35
‑
50份；
[0008]聚乳酸10
‑
25份；
[0009]木棉纤维8
‑
15份；
[0010]增塑剂5
‑
12份；
[0011]云母粉10
‑
15份；
[0012]其中所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、大麦淀粉、红薯淀粉或马铃薯淀粉；所述增塑剂为环氧大豆油衍生物ESO
‑
2，结构式为：
[0013]优选重量份组分组成为：淀粉50份，聚乳酸25份，木棉纤维15份，增塑剂10份，云母粉15份；其中淀粉为玉米淀粉；增塑剂为环氧大豆油衍生物ESO
‑
2。
[0014]按上述方案，其中环氧大豆油衍生物ESO
‑
2的制备方法为：将环氧大豆油和丙烯酰胺溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液中，升温至80℃，反应6
‑
8h生成ESO
‑
1，优选反应时间为8h；然后ESO
‑
1和苯甲酸酐在催化剂的作用下，升温至60
‑
80℃，反应5
‑
7h生成环氧大豆油衍生物ESO
‑
2，优选反应温度为70℃，反应时间为6h；其中所述催化剂为4
‑
二甲氨基吡啶、苄基三乙基氯化铵或四丁基溴化铵，优选催化剂为4
‑
二甲氨基吡啶；环氧大豆油衍生物ESO
‑
2的合成路线为：
[0015][0016]本专利技术提供了一种耐热可降解塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]S1、按重量配比称取淀粉、聚乳酸、木棉纤维、增塑剂、云母粉，经加热高速混合均匀得混合物料，其中加热温度为80
‑
90℃，转速110
‑
120r/min，混合时间为1h，优选加热温度
为90℃，转速120r/min；
[0018]S2、将步骤S1中的混合物料加入到双螺杆挤出机中熔融共混后，挤出造粒得耐热可降解塑料；其中所述双螺杆转速为70
‑
80r/min，全区温度为256
‑
260℃，优选双螺杆转速为80r/min，全区温度为260℃。
[0019]按上述方案，其中木棉纤维是天然生态纤维中最细(直径约20
‑
45μm)、中空度最高(86％以上)、最保暖的纤维，具有良好的耐热性，加入木棉纤维后，能使塑料产品获得较好的耐热性，塑料整体的热稳定性提高；但由于天然木棉纤维刚性强，且呈疏水性，木棉纤维、淀粉和树脂三者的相容性较低，三相界面结合力弱，使塑料产品表现出拉伸强度低、韧性下降的特点。为了改善引入木棉纤维导致塑料产品机械性能下降的问题，同时加入了韧性好、耐高温、吸附力强的云母粉，在增强塑料产品机械性能的同时，也提高了塑料产品的耐热性。
[0020]环氧大豆油(ESO)一般是由几种甘油三脂肪酸组成，其中长链脂肪酸碳链由14
‑
24个不等的碳组成，碳链上含1
‑
3个含氧三元环结构，常温下为浅黄色粘稠油状液体，具有优良的热稳定性、光稳定性和耐水性，可作为无毒、环保、增塑、稳定、可降解的增塑剂；但环氧大豆油直接与淀粉、聚乳酸共混不仅对产品综合性能的提升并不明显，还会大幅度破坏产品的机械强度，因此对环氧大豆油的结构进行改进，以获得综合性能较好的环氧大豆油衍生物。在环氧大豆油结构中引入了苯环结构，苯环上的原子形成一个平面，分子链难以旋转，相对可以任意自由旋转的直链烷烃而言，苯环结构具有刚性，能够增强塑料制品的机械性能；同时还引入了丙烯酰胺结构，其结构中的酰胺基团能够插入聚合物内部，降低分子间的相互作用，起到润滑作用，丙烯酰胺具有优良的耐剪切性及降阻性，能有效地降低流体的摩擦阻力，能够促使各组分之间相互更好地融合，进而充分发挥单个组分的优良性能，提高塑料产品的耐热性和机械性能。
[0021]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过结构修饰得到了具有降阻作用和刚性结构的环氧大豆油衍生物，环氧大豆油衍生物在赋予塑料制品良好的机械强度、耐候性和无毒性的同时，还能够促使各组分之间相互更好的融合，进一步增强塑料产品的耐热性和机械性能；本专利技术提供的一种耐热可降解塑料，具有良好的耐热性、耐水性和机械性能，并且可生物降解，符合减量化、无害化、绿色环保等可持续发展要求，可有效缓解传统塑料制品所造成石油资源匮乏、土壤污染、白色污染等问题，具有广泛的应用价值。
具体实施方式
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐热可降解塑料，其特征在于，所述耐热可降解塑料由以下重量份组分组成：淀粉35
‑
50份；聚乳酸10
‑
25份；木棉纤维8
‑
15份；增塑剂5
‑
12份；云母粉10
‑
15份；所述增塑剂为环氧大豆油衍生物ESO
‑
2，结构式为：2.根据权利要求1所述的一种耐热可降解塑料，其特征在于，所述环氧大豆油衍生物ESO
‑
2的制备方法为：将环氧大豆油和丙烯酰胺溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液中，升温至80℃，反应6
‑
8h生成ESO
‑
1；然后ESO
‑
1和苯甲酸酐在催化剂的作用下，升温至60
‑
80℃反应5
‑
7h生成环氧大豆油衍生物ESO
‑
2。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾小平，贾佳，揣春霞，
申请(专利权)人：南阳金牛彩印集团有限公司，
类型：发明
国别省市：