[发明专利]一种安全环保可降解塑料材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料材料技术领域，具体涉及一种安全环保可降解塑料材料及其制备方法。

背景技术

随着工业的发展，塑料在化工、轻工、农业、建材、机电、纺织等行业中的应用越来越广泛，塑料的成型和加工技术的发展也越来越迅速。目前，塑料已成为人们生活中的必不可少的合成材料。随着塑料产量的不断增长，在给人们带来便利的同时也带来了严重的环境污染问题。由于塑料具有耐酸碱、抗氧化、难腐蚀、难降解的特性，将其埋地处理后百年都不会腐烂，燃烧时会产生大量的有毒气体。因此，在研究废旧塑料回收利用技术的同时，可降解塑料作为最可能解决塑料废弃物问题的途径而成为了国内外研究的热点。

现如今使用可生物降解塑料是解决塑料污染的一个根本途径。在寻求可降解塑料解决塑料垃圾污染的研究过程中，以淀粉为基础原料得到的生物降解塑料得到了迅速的发展。在可生物降解塑料中，淀粉这种天然高分子物质具有来源广泛、价格低廉、再生周期短、能在多种环境下完全生物降解、不会对环境产生任何污染等优点，是发展前景很好的天然生物降解材料。但纯淀粉基塑料的机械性能和耐热性能较低，使其推广应用受到了很大限制，在现行市场经济条件下难以做到。现在寻找一种可降解的塑料，能够在一定时间能完全分解成为小分子物质，从而被自然界再次回收利用，而且力学和光学性能与现有的塑料材料相近。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种安全环保可降解塑料材料，该塑料材料具备较好的生物降解性以及安全性能，能够在微生物的作用下，完全分解为小分子物质，且拉伸强度、断裂伸长率、透光性与聚丙烯相近，具有良好的力学性能和耐水性；同时本发明的制备方法原料组分安全可靠，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种安全环保可降解塑料材料，包括以下重量份的原料：

聚乙烯醇17-23份、光敏剂1-3份、多元醇7-9份、纳米碳酸钙3-5份、环氧树脂25-30份、聚己内酯15-20份、低聚壳聚糖2-4份、淀粉12-14份、加工助剂8-12份、纳米纤维素晶须7-11份、硬脂酸锌2-3份、填充剂8-14份、加强填料3-5份。

优选地，所述安全环保可降解塑料材料包括以下重量份的原料：

聚乙烯醇20份、光敏剂2份、多元醇8份、纳米碳酸钙4份、环氧树脂27份、聚己内酯18份、低聚壳聚糖3份、淀粉13份、加工助剂10份、纳米纤维素晶须9份、硬脂酸锌2份、填充剂11份、加强填料4份。

优选地，所述光敏剂为硬脂酸铈、乙酰基丙酮钴、二烷基苯酰甲基硫鎓盐、邻苯二甲酸氢铁按照重量比4:1:2:1组成的混合物。

优选地，所述多元醇为丙三醇、山梨醇、乙二醇、三甘醇按照重量比3:1:2:1组成的混合物。

优选地，所述聚己内酯的分子量为10-15万，所述低聚壳聚糖的分子量为2-4万。

优选地，所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉按照重量比2:3组成的混合物，所述木薯淀粉为乙酰化木薯淀粉、羟丙基化木薯淀粉或羟丙基乙酰化木薯淀粉中的一种或几种。

优选地，所述加工助剂为偶联剂、润滑剂、分散剂、增塑剂按照重量比4:2:1:1组成的混合物，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，所述润滑剂为PE蜡，所述分散剂为硬脂酸盐，所述增塑剂为甘油和合成植物酯按照重量比1:3组成的混合物。

优选地，所述填充剂为滑石粉、碳化硅粉、蛭石粉末按照重量比4:1:1组成的混合物；所述填充剂的规格为过2000目；

所述加强填料为纳米硼纤维、氧化锌晶须和玻璃纤维按照重量比2:3:1组成的混合物。

本发明还提供一种安全环保可降解塑料材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将纳米碳酸钙、环氧树脂、聚己内酯、低聚壳聚糖加入密炼机中，在温度为120-130℃下混炼3-5分钟，得到混合物A；

步骤三，将纳米纤维素晶须、硬脂酸锌、填充剂、加强填料加入高速搅拌机中，在搅拌转速为200-300r/min下搅拌15-25分钟，得到混合物B；

步骤四，将聚乙烯醇、多元醇混合加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为75-85℃下，搅拌10-20分钟，搅拌转速为250-350r/min，再加入加工助剂和步骤三制备的混合物B，升温至110-115℃，继续搅拌10-14分钟，搅拌转速400-500r/min，再加入步骤二制备的混合物A，继续搅拌15-20分钟，冷却至室温出料得到混合物C；