[发明专利]一种可降解生物合成树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物合成树脂技术领域，具体为一种可降解生物合成树脂及其制备方法。

背景技术

生物合成树脂是以农业副产物的微粉作为生物质填料，以通用树脂作为基体的一种新型环保材料。生物合成树脂的生产可以更好的利用农业副产物，减少农业副产物的废弃和焚烧，能够减少树脂产品对石油资源的消耗，因此具有重大的环境意义和实用价值。

生物合成树脂的一个特点就是具有较好的可降解能力。在生物合成树脂中，生物质的含量约占总体的30％～50％，生物质部分可以完全降解，并能够在降解的过程中成为微生物滋生的营养源，因此生物合成树脂相对于高填充树脂和普通树脂，从内部组分上就具有降解的优势。

现有的生物合成树脂相容剂，主要是通过生物质表面的羟基与相容剂之间建立化学键合，如羟基与马来酸酐及其衍生物的反应，或者羟基与硅烷偶联剂的反应，亦或其他活性基团与环氧基、羟基或羧基之间的反应。这些化学反应的反应活性普遍比较低，因此建立生物质与相容剂，甚至树脂基体之间的化学链接的效率比较差，因而影响了材料机械性能的稳定性。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种可降解生物合成树脂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

第一步：将质量分数为20-60％的生物质加入到具有高度气密性和防腐能力的塑料高混设备中，并维持高混设备的温度为70℃；

第二步：向高混设备中加入质量分数为0.01-0.5％的相容剂A，混炼5min后，并将高混设备的温度升高到95-100℃，继续混炼5min；

第三步：继续向高混设备中加入质量分数为0.49-9.5％的相容剂B，混炼10min，同时自然降温至80℃；

第四步：最后向高混设备中加入质量分数为30-70％的树脂、质量分数为5-30％的无机填料和质量分数为0.5-3％的润滑剂，同时将高混设备的温度升高到85℃，混炼20min-30min，出料后冷却，得到生物质/树脂预混料；

第五步：将第四步所述的预混料经过挤出、造粒后，得到生物质/树脂母粒产品。

较佳的，所述相容剂A包括异氰酸酯、二异氰酸酯中的一种或几种。

较佳的，所述异氰酸酯为烯丙基异氰酸酯。

较佳的，所述二异氰酸酯包括1，6-亚己基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或几种。

较佳的，所述相容剂B包括环氧植物油、氧化聚乙烯蜡、氧化改性的聚乙烯、聚乙烯醇、马来酸酐、马来酸酐衍生物、乙烯/乙烯醇嵌段共聚物、乙烯/醋酸乙烯共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、马来酸酐接枝/共聚的聚烯烃、硅烷偶联剂、甘油中的一种或几种。

较佳的，所述树脂为通用树脂。

较佳的，所述的润滑剂包括聚乙烯蜡、改姓聚乙烯蜡、硅油、含氟弹性体、氮化硼、硬脂酸盐、棕榈酸盐、月桂酸中的一种或几种。

较佳的，所述生物质包括稻壳、秸秆、玉米芯、豆粕的微粉、咖啡壳微粉、椰子皮微粉中的一种或几种。

较佳的，所述生物质微粉的粒径为5-120μm。

较佳的，一种可降解生物合成树脂。

与现有技术相比，本发明提供一种可降解生物合成树脂及其制备方法，将具有高反应活性的二异氰酸酯和异氰酸酯引入到相容剂体系中，具有如下有益效果：

1、充分的利用生物质中存在的水分参与异氰酸酯的聚合反应，在建立化学键合的同时起到干燥的效果，同时还可以避免水分的再吸收，从而达到更好的综合效果；

2、异氰酸酯基与水分子发生反应，生成胺和二氧化碳，二氧化碳在工艺过程中的排放可以有效的避免生物质的团聚和板结，有利于树脂物料的高混过程；

3、增加相容剂之间的协同效应，有助于在生物质表面形成适当的交联结构，引入活泼的双键，从而更方便的实现生物质表面与树脂基体之间C-C键的牢固结合，增加材料的机械性能。

4、能够更高效的在生物质表面上形成柔韧坚固的有机包覆层，封闭生物质的多孔表面，同时可以减少小分子有机物的缓释。

5、可以与硅烷偶联剂产生协同作用，进而达到更好的表面处理效果。

6、可以与生物质形成良好的结合，从而克服润滑剂硬脂酸盐使用后抵消相容剂效果的负面影响，可以保证生物合成树脂体系具有良好的综合性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明中经过表面处理的豆粕、秸秆、麦皮和稻壳样品的照片；