[发明专利]一种餐具用PHBV复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及PHBV材料领域，特别是涉及一种餐具用PHBV复合材料及其制备方法。

背景技术

随着外卖行业的进步，新时代点餐方式对于一次性餐具的需求量日益增长。目前使用较为的广泛的一次性餐具主要材料为塑料类、或木质纸版压制而成，使用这些材料制作的一次性餐具存在着严重的环境问题。多数塑料类的餐具难以降解，造成白色污染；木质纸板压制成型的餐具耗用大量木材，破坏了生态环境。因此，研发一种可生物降解且以可再生材料为原料的一次性餐具，具有重要的实用意义。聚(β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯)(PHBV)就是一种基于可再生天然资源并且可以被生物降解的高分子材料，十分适合作为一次性餐具的材料使用。

PHBV是一种主要以淀粉为原料，运用微生物发酵技术得到的完全生物降解新型高分子材料。食品厂的废弃蔬菜、水果等残骸都可以作为原料，被微生物发酵合成PHBV。PHBV材料的合成工艺包括：制糖、发酵及提取。PHBV材料具有生物可降解性，不会产生酸性有害物质、并具有良好的生物相容性、光学活性、压电性等特性，在生物医药、农业、以及日常生活中都有广泛的应用。

但是，由于PHBV结晶度高、结晶速度慢而且由于纯度较大会导致结晶成核密度低，从而容易生成有较大尺寸的球晶。以球晶中心向外扩展会形成很多圆环状的开裂，沿球晶生长方向也会形成许多劈裂，从而导致PHBV质地较脆，抗冲击强度差，从而大大地影响了PHBV材料的市场化推广应用进度。因此，有必要对PHBV进行改性，从而提高该材料的加工、应用性能。

中国专利CN200310108905.2公开了一种可降解一次性餐具由以下重量份原料组成：黄竹纤维60-70、稻草纤维30-40、糊精2-4、单甘酯0.1-0.2、碳酸钙45-5 5、柠檬酸0.1-0.3、增强剂1-2、防油剂3-4、防水剂4-5。其制作方法是：先将黄竹纤维、稻草纤维制浆，加入糊精搅拌，再加入单甘酯，并加柠檬酸调pH值，加入填充料碳酸钙、增强剂、防油剂、防水剂混合均匀；将上述混合物放入餐具模具中压制一次成型。该可降解一次性餐具产品结构坚硬，可耐热、耐冷、耐酸碱、韧性好，埋入土壤中2周开始降解，8周便可溶入土壤中，其制作工艺简单，无废水、废气、废渣污染，成本低。但是该材料的力学性能，以及抗菌性能还有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种餐具用PHBV复合材料及其制备方法，该PHBV复合材料安全无毒，具有抗菌抑菌作用，并且具有良好的抗冲击性能，适合作为作为一次性餐具使用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种餐具用PHBV复合材料，以重量份数计，包括以下成分：

PHBV 100份，聚谷氨酸30-45份，椰壳纤维22-34份，硅灰石20-30份，艾蒿提取物13-19份，聚甘油酯5-9份，果胶9-14份，粘合剂10-15份，脱模剂2-5份，防水剂1-2份，润滑剂2-3份，抗氧化剂2-3份。

优选的，所述艾蒿提取物中溶剂含量低于5％。

优选的，所述粘合剂为以聚乳酸、聚乙二醇、聚乙烯醇为软段，赖氨酸二异氰酸酯为硬段合成的聚氨酯。

优选的，所述脱模剂为甘油。

优选的，所述防水剂为聚丙烯酸钠。

优选的，所述润滑剂为蓖麻油。

优选的，所述抗氧化剂为茶多酚。

一种餐具用PHBV复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将椰壳纤维切碎，硅灰石研磨成粉末，之后将两者分散于聚甘油酯的水溶液中，60℃条件下超声分散2-3h，之后向其中加入果胶，搅拌均匀后，制得悬浮液；

(2)将PHBV，聚谷氨酸，艾蒿提取物，粘合剂，脱模剂，防水剂，润滑剂，抗氧化剂和步骤(1)制备的悬浮液混合均匀，在190-210℃条件下熔融共混，经热压机热压成片，冷压成型，干燥，制得所述餐具用PHBV复合材料。

本发明具有以下有益效果，