[发明专利]一种可生物降解的稻壳粉基复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及的是一种可生物降解的稻壳基复合材料，包括以下重量组分：稻壳粉500份、玻璃纤维20‑30份、纳米蒙脱土4‑6份、表面改性剂4‑6份、抗氧剂4‑6份、聚乳酸110‑130份、热塑性树脂8‑12份、二氧化钛10‑15份、润滑剂10‑12份。本发明以清洁、干燥的稻壳粉为基体，原料可再生、绿色、环保等特点；添加了一维的玻璃纤维、二维的层状纳米蒙脱土以及三维的纳米二氧化钛，保证了材料的刚性和强度；并采用热塑性树脂增强韧性。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及的是一种可生物降解的稻壳粉基复合材料及其制备方法。

背景技术

我国是农业大国，其中水稻种植面积世界最广。据不完全统计，我国每年稻壳产量达8000万吨，目前主要用于发电、制备白炭黑和活性炭、酿酒及化工原料等，但其中得到经济高效利用的比重很少。大量的稻壳因占地面积大，不得不掩埋或焚烧，造成资源严重浪费和环境污染问题。

稻壳作为生物质材料，具有生物降解特性，目前利用其生物降解特性的研究主要是采用稻壳粉作为填充物，添加加到塑料中，以降低成本或提高材料的生物降解性能。主要问题在于稻壳粉的添加量少时，经济效益和生物降解特性改善不明显；当稻壳粉添加量较多时，加工流动性差，产品力学性能低，甚至无法成型。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种以稻壳粉为主要基料，易于加工，具有优良力学性能的可生物降解的稻壳基复合材料。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种可生物降解的稻壳基复合材料，包括以下重量组分：稻壳粉500份、玻璃纤维20-30份、纳米蒙脱土4-6份、表面改性剂4-6份、抗氧剂4-6份、聚乳酸110-130份、热塑性树脂8-12份、二氧化钛10-15份、润滑剂10-12份。

优选的，热塑性树脂为EVA。EVA具有熔融温度低，可生物降解性，可塑性强，流动性好等特点，是一种环保材料。其熔融温度与稻壳粉成型温度的匹配度更好。

优选的，热塑性树脂为LLDPE。

优选的，表面改性剂为铝钛酸酯偶联剂。

优选的，抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。

优选的，润滑剂为PE蜡或EVA蜡。

一种可生物降解的稻壳基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将稻壳粉、玻璃纤维、纳米蒙脱土加入到高速混合机中，温度调节至98-100℃，混合搅拌4-6min。

S2、向高速混合机内加入表面改性剂、抗氧剂，温度调节至138-145℃，混合搅拌8-12min。

S3、向高速混合机内加入聚乳酸、EVA，温度调节至155-165℃，混合搅拌8-12min。

S4、向高速混合机内加入二氧化钛、润滑剂，混合搅拌4-6min，得到物料A。

S5、将物料A破碎后，送入螺杆挤出机熔融混炼，挤出后依次进行风冷、牵引拉伸、切粒机造粒。

进一步的，螺杆挤出机由六段构成，工作温度依次为155℃、160℃、165℃、160℃、160℃和145℃。

进一步的，步骤S5螺杆机的工作转速为80转/min。

通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：

本发明以清洁、干燥的稻壳粉为基体，原料可再生、绿色、环保等特点。