[发明专利]一种可降解环保材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种可降解环保材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是以丙烯为单体采用N-Z催化剂等聚合而成的聚合物。聚丙烯作为通用塑料，由于密度小、刚性好、强度高、吸水率低、化学稳定性高以及无毒无味和加工性能优越的优点，已广泛应用于工业生产和日常生活的各个领域，例如其在机动车、家电、日用品以及夹具和包装行业等都得到了广泛的应用。虽然聚丙烯具有较好的力学性能，但其收缩率大，制品尺寸稳定性差；并且低温下脆性较大，容易断裂。此外，普通聚丙烯弹性模量低、耐热性差、耐候性差、高温下刚性不足、大大限制了聚丙烯更为广泛的应用。

针对这些缺陷，人们对聚丙烯进行了各种改性。目前主要有化学改性和物理改性两种方法。化学改性主要是共聚、接枝和交联等，是通过改变PP的分子结构以达到改性的目的。物理改性主要是共混、增强和填充等加入添加剂以赋予PP新的性能。然而高分子材料普遍存在的老化问题同样存在于PP树脂中。并且随着终端消费产品的广泛使用，相应地也存在大量的PP树脂；由于PP树脂降解缓慢，容易导致严重的环境污染问题。

发明内容

本发明提供了一种可降解环保材料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，本发明所述的可降解环保材料利用改性淀粉和植物纤维对聚丙烯进性改性，通过改性不仅能够获得可降解的环保材料，而且还保持甚至提高了材料的强度和韧性；其制备方法免加热、蒸煮、泡碱，制作工艺简便、纤维软化快、成本低、绿色无污染。

为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：

一种可降解环保材料，包括如下重量份的原料：植物秸秆25～35份、改性淀粉12～17份、聚丙烯23～38份、聚3-羟基丁酸酯13～19份、填料8～16份、银离子抗菌剂1～3份、增塑剂2～3.2份、润滑剂1.5～2.1份、增韧剂1～2份、纤维软化剂0.2～0.6份。

优选的，所述可降解环保材料，包括如下重量份的原料：植物秸秆30份、改性淀粉16份、聚丙烯33份、聚3-羟基丁酸酯16份、填料12份、银离子抗菌剂1.9份、增塑剂2.7份、润滑剂1.9份、增韧剂1.3份、纤维软化剂0.4份。

优选的，所述纤维软化剂包括以下重量份的组分：活性硅酸钠2份、阳离子淀粉4份、纤维素1.8份、碱0.7份、磨纤维助剂7份、水84.5份。

优选的，所述改性淀粉由以下方法获得：

将淀粉、硅烷偶联剂和浓度为1～2wt％的羧甲基壳聚糖水溶液混合，在温度为108～115℃条件下搅拌45～60min，得到改性淀粉，其中所述淀粉、硅烷偶联剂及羧甲基壳聚糖水溶液的质量比为10:0.8:1。

优选的，所述植物秸秆为香蕉茎秆与甘蔗茎秆的混合物，其重量比为10:3。

优选的，所述填料为硅藻土、膨润土、滑石粉按质量比为3:2:1混合的混合物。

优选的，所述增塑剂为聚乙二醇、三醋酸甘油酯、柠檬酸酯中的一种或多种的混合物，所述增韧剂为POE。

一种制备所述可降解环保材料的方法，包括如下步骤：

（1）按上述配方称取植物秸秆、改性淀粉、聚丙烯、聚3-羟基丁酸酯、填料、银离子抗菌剂、增塑剂、润滑剂、增韧剂、纤维软化剂，备用；

（2）将植物秸秆进行干燥，使其含水量低于8%，然后将其用鼓式削片机削成长度为20～45cm的小段，然后送入分丝机进行分丝压棉处理；

（3）用挤压机对分丝压棉后的植物秸秆进行挤压，分离出纤维和原液，将纤维勇士调配至质量分数为22%，与纤维软化剂混合，置于高浓搓磨机磨纤维，得纤维浆；

（4）将步骤（3）得到的纤维浆与改性淀粉、聚丙烯、聚3-羟基丁酸酯、填料、银离子抗菌剂、增塑剂、润滑剂、增韧剂放入高速混合机中，搅拌均匀，紫外线杀菌处理10～20分钟，得混合物料；

（5）将步骤（4）得到的混合物料放入双螺杆挤出机里挤出造粒，造粒温度：180～200℃、螺杆转速：360～380r/min，即得所述可降解环保材料。

优选的，所述紫外线波长范围为245～270nm。

本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：

本发明所述的可降解环保材料利用改性淀粉和植物纤维对聚丙烯进性改性，通过改性不仅能够获得可降解的环保材料，而且还保持甚至提高了材料的强度和韧性；其制备方法免加热、蒸煮、泡碱，制作工艺简便、纤维软化快、成本低、绿色无污染，具体如下：