[发明专利]一种生物工程塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物工程塑料，由如下重量份的各成分制成：芴酮‑壳聚糖缩聚物60‑70份、聚羟基脂肪酸酯PHA30‑40份、生物质基石墨烯5‑8份、硅烷偶联剂KH560 1‑3份。所述生物工程塑料的制备方法，包括如下步骤：将芴酮‑壳聚糖缩聚物、聚羟基脂肪酸酯PHA、生物质基石墨烯、硅烷偶联剂KH560按计量混合均匀，后加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到生物工程塑料。本发明公开的生物工程塑料强度高、机械模数高、潜变性低、耐磨损强及耐疲劳性优异，同时耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、抗冲击性、耐热性、尺寸安定性佳、节能环保。

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，尤其涉及一种生物工程塑料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着经济的发展，环境污染、能源危机、资源短缺等问题日益严峻，成为制约着社会发展的三座大山。充分利用可再生资源、减少对石油等不可再生的化石资源的依赖对保护环境和促进全球经济的可持续发展具有十分重大的意义。

工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。由于其具有高强度、高机械模数、低潜变性、强耐磨损及耐疲劳性，同时耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳等优点，被广泛地应用于多种高性能的应用中。

现有技术中的工程塑料，因其自身固有特性的限制，导致其热变形温度不高，弯曲度和弯曲模量不高，不能在极高、极低的恶劣环境下正常工作，抗冲击、耐磨损性能不佳。且其制作方法复杂，原料多来源于化石资源，废弃后不能自降解，不利于解决目前社会面临的能源、环境和资源问题。正是在这种形势下，生物基工程塑料进入了人们的视线，生物基工程塑料具有广阔的发展前景。

中国发明专利CN102153842B公开了一种聚乳酸生物工程塑料及其制备方法，由原料共混后直接挤出而获得或由原料共混熔融后压制而成，本发明可以克服聚乳酸存在的缺陷，制备出具有高抗冲击性、高延展性和高耐热性的聚乳酸生物工程塑料。但这种生物工程塑料综合性能仍然存在不足。抗紫外线照射、耐溶剂性能和强度均需进一步提高。

因此，开发一种综合性能更优异，可生物降解，价格更低廉，且使用更加安全环保的生物工程塑料符合市场需求，具有广泛的市场价值。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种生物工程塑料及其制备方法，该制备方法工艺简单易行，原料易得，价格低廉，对设备和反应条件要求不高，适合大规模生产；通过所述制备方法制备得到的生物工程塑料可生物降解，制备原料部分来源于可再生资源，能够减少传统的日渐枯竭的石油原料，是一种环境友好材料，符合环保要求，对减少污染、保护环境具有有益的效果，更重要的是，其具有高强度、高机械模数、低潜变性、强耐磨损及耐疲劳性，同时耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、抗冲击性、耐热性和尺寸安定性佳等优点。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种生物工程塑料，由如下重量份的各成分制成：芴酮-壳聚糖缩聚物60-70份、聚羟基脂肪酸酯PHA30-40份、生物质基石墨烯5-8份、硅烷偶联剂KH560 1-3份。

优选地，所述生物质基石墨烯为预先制备，制备方法参考中国发明专利201510994848.5。

优选地，所述芴酮-壳聚糖缩聚物的制备方法，包括如下步骤：将9-芴酮-2,7-二羧酸溶于高沸点溶剂中，待完全溶解，再加入壳聚糖、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐，在100-110℃氮气或惰性气体氛围下搅拌反应5-8小时，后在二氯乙烷中沉出，并置于真空干燥箱中50-60℃下烘8-12小时。

较佳地，所述9-芴酮-2,7-二羧酸、高沸点溶剂、壳聚糖、4-二甲氨基吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐的质量比为1.67：(6-10):1：(1-2)：(0.5-1)。