[发明专利]一种全生物基高降解复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子聚合物改性领域，具体涉及一种可注塑可全降解的材料改性方案。本发明提供的全生物基高降解复合材料，包括以下重量份的原料：聚乳酸50‑80份、生物基聚酰胺510 1‑20份、滑石粉1‑20份、增韧剂1‑10份、硅烷偶联剂0.1‑0.5份、抗氧剂0.1‑0.5份、表面处理剂0.1‑0.5份。本发明通过以聚乳酸、生物基聚酰胺510、滑石粉为原料实现生物降解，通过以增韧剂、硅烷偶联剂、抗氧剂和表面处理剂为复合助剂进行材料改性，改善了材料体系的注塑加工性能，提高了力学强度，具有优良的生物降解性，并可回收再使用，本发明能够实现快速高程度生物降解，并可以应用在更多的注塑类产品上，可循环再利用，减少对环境的污染，制备方法简单。

技术领域

本发明属于高分子聚合物改性领域，具体涉及一种全生物基高降解复合材料的改性方案。

背景技术

生物降解塑料是指一类通过自然界存在的微生物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。生物降解塑料目前广泛应用于日用品、包装材料、农业、医疗等多个领域，但由于其本身加工性能差、不易成型等原因，单纯降解材料的应用范围偏窄，这就大大限制了可降解材料的使用范围。通过与生物基材料的复合改性，可提高材料的力学和加工性能，同时拥有很高的降解能力，并能进行一定程度上的循环利用，极大的提升材料的应用范围，也符合环保需求。需要找到合适的复合材料体系以达到改善的目的。

本领域中已经使用许多方案来提高聚乳酸塑料的综合性能，如以聚乳酸935-1000份，生物基聚酰胺1-50份，开口剂1-10份，抗氧化剂1-5份为组分的可生物降解热收缩膜；(申请号202011091242.8一种具有高透明性的可生物降解热收缩膜及其制备方法、应用)。在注塑过程中，生物基聚酰胺的添加会改善聚乳酸的结晶度，但是在扫描电子显微镜下观察共混物的断面照片，会有微孔和团聚现象，且随着生物基聚酰胺含量的增加，分界面越发清晰，这表明两者的共混相容性比较差，力学性能也难以提高，而且产品难以脱模。而如果通过矿粉体系同步对聚乳酸进行结晶提升，配合增韧剂不仅能在传统意义上提升性能，还可以极大的改善生物基聚酰胺和聚乳酸的相容性能，从而进一步力学冲击性能，成型性能更佳，使注塑产品得到极大的改善。

发明内容

本发明基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种全生物基高降解复合材料及其制备方法。

本发明为解决上述技术不足，采用改性的技术方案，具体包括以下原料及重量分数：聚乳酸50-80份、生物基聚酰胺510 1-20份、滑石粉1-20份、增韧剂1-10份、硅烷偶联剂0.1-0.5份、抗氧剂0.1-0.5份、表面处理剂0.1-0.5份。

优选的，所述全生物基高降解复合材料包括以下重量份的原料：聚乳酸55-75份、生物基聚酰胺510 3-15份、滑石粉10-20份、增韧剂3-10份、硅烷偶联剂0.1-0.5份、抗氧剂0.1-0.5份、表面处理剂0.1-0.5份。

其制备方法包括以下步骤：

S1：将聚乳酸于50～70℃下干燥2～4h，生物基聚酰胺510于80～100℃下干燥2～4h干燥；

S2：将S1中干燥后的聚乳酸、生物基聚酰胺510冷却后，加入滑石粉、增韧剂、硅烷偶联剂、抗氧剂、表面处理剂分散均匀；

S3：将S2中混好物料挤出造粒；

S4：将S3中造好的材料粒子，风干冷却后，防水打包。

优选的，所述S2中分散方法为使用高速搅拌机搅拌分散，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为15min，温度为60～120℃。

优选的，所述S3中造粒方法为将使用双螺杆挤出，挤出温度为180～220℃，主机转速大约为200～360r/min。