CN105820520A - 一种新型生质塑胶材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型生质塑胶材料，具有下列重量份的原料配比：聚丁二酸丁二酯10‑35份、聚乳酸10‑35份、聚羟丁酯10‑25份、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯5‑25份、几丁聚糖5‑20份、褐藻糖5‑20份、玉米淀粉5‑10份、大豆蛋白5‑10份、木质素5‑10份、黄胶原5‑10份、壳聚糖5‑10份、海藻酸钠5‑10份、螯合剂2‑5份、胶黏剂2‑5份、热稳定剂2‑5份，从而能够实现提高塑胶材料的环保性能，大幅度增强了塑胶材料的生物降解功能。同时，还公开了相应的制备方法。

Description

一种新型生质塑胶材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑胶材料技术领域，具体涉及一种新型生质塑胶材料及其制备方法。

背景技术

塑胶材料是传统上以聚合物为基本成分﹐加入添加剂后在一定温度﹑压力下﹐经加工塑制成型或交联固化成型而得的固体材料。塑胶主要分为泛用塑胶、工程塑胶和混合塑胶。传统的塑胶行业制品有容易加工、可以自由着色、坚韧坚固、不导热、不导电、耐腐蚀等优点，但是同时这些塑胶制品有易燃、不耐老化、使用寿命短、不易降解、对环境有害等缺点。同时塑胶产品在经过使用周期后的淘汰及降解对环境的危害也是很大的。随着塑胶行业的发展，社会及日常生活中的塑胶制品的使用频率越来越高，塑胶制品对环境及人体的危害日益严重。所以现在急需研究出一种环保、耐用、易降解且对环境危害小的塑胶材料来满足相关行业制品的要求和需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种新型生质塑胶材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种新型的复合塑胶材料，具有良好的环保性能，对环境无污染、无危害，同时提高了材料的生物降解能力，具有良好的应用前景。

具体实施方式

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种新型生质塑胶材料，由下列重量份的原料制成：聚丁二酸丁二酯10-35份、聚乳酸10-35份、聚羟丁酯10-25份、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯5-25份、几丁聚糖5-20份、褐藻糖5-20份、玉米淀粉5-10份、大豆蛋白5-10份、木质素5-10份、黄胶原5-10份、壳聚糖5-10份、海藻酸钠5-10份、螯合剂2-5份、胶黏剂2-5份、热稳定剂2-5份。

优选地，所述的螯合剂选自N-苄基氯化喹啶嗡、聚氧乙烯月桂醚和苯磺酰氟盐酸盐中的一种或几种。

优选地，所述的胶黏剂选自四丁基氰基硼烷化铵、四甲基二氯碘酸钠、四甲基对甲苯磺酸铵和四戊基碘化铵中的一种或几种。

优选地，所述的热稳定剂选自羟基吡嗪、3-氨基-6-溴吡嗪-2-甲酸、柠檬酸二氢胆碱和B-烟酰胺中的一种或几种。

所述新型生质塑胶材料的制备方法包括以下步骤：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）将聚丁二酸丁二酯、聚乳酸、聚羟丁酯、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯混合，加入0.5%的乙酸溶液，在1000r/m的状态下搅拌30-60分钟；

（3）将几丁聚糖、褐藻糖、玉米淀粉、大豆蛋白、木质素、黄胶原、壳聚糖、海藻酸钠混合，加入1%醋酸溶液，超声粉碎60-120分钟，超声粉碎机功率为200-250W；

（4）将步骤（2）和步骤（3）的混合液混合，加热混合液至60-100℃，加入螯合剂、胶黏剂和热稳定剂，1500-3000r/m的状态下搅拌30-60分钟；

（5）将搅拌后的混合液加热至200℃，保温加热60分钟，然后注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为1000-1500r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

（1）本发明的新型生质塑胶材料以聚丁二酸丁二酯、聚乳酸、聚羟丁酯、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯、几丁聚糖、褐藻糖、玉米淀粉、大豆蛋白、木质素、黄胶原、壳聚糖、海藻酸钠为主要成分，通过加入螯合剂、胶黏剂和热稳定剂，辅以改性、搅拌、加热、超声、挤出、拉升、塑型、冷却和定型等工艺，使得制备而成的塑胶材料具有环保性能、对环境无污染、易降解。

（2）本发明的塑胶材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。

具体实施方式

下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

（1）按照重量份称取各原料：聚丁二酸丁二酯10份、聚乳酸10份、聚羟丁酯10份、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯5份、几丁聚糖5份、褐藻糖5份、玉米淀粉5份、大豆蛋白5份、木质素5份、黄胶原5份、壳聚糖5份、海藻酸钠5份、N-苄基氯化喹啶嗡2份、四丁基氰基硼烷化铵2份、羟基吡嗪2份；

（2）将聚丁二酸丁二酯、聚乳酸、聚羟丁酯、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯混合，加入0.5%的乙酸溶液，在1000r/m的状态下搅拌30分钟；

（3）将几丁聚糖、褐藻糖、玉米淀粉、大豆蛋白、木质素、黄胶原、壳聚糖、海藻酸钠混合，加入1%醋酸溶液，超声粉碎60分钟，超声粉碎机功率为200W；

（4）将步骤（2）和步骤（3）的混合液混合，加热混合液至60℃，加入N-苄基氯化喹啶嗡、四丁基氰基硼烷化铵和羟基吡嗪，1500r/m的状态下搅拌30分钟；

（5）将搅拌后的混合液加热至200℃，保温加热60分钟，然后注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为1000r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。

制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。

实施例2

（1）按照重量份称取各原料：聚丁二酸丁二酯15份、聚乳酸15份、聚羟丁酯15份、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯10份、几丁聚糖10份、褐藻糖10份、玉米淀粉6份、大豆蛋白6份、木质素6份、黄胶原6份、壳聚糖6份、海藻酸钠6份、、聚氧乙烯月桂醚3份、四甲基二氯碘酸钠3份、3-氨基-6-溴吡嗪-2-甲酸3份；

（2）将聚丁二酸丁二酯、聚乳酸、聚羟丁酯、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯混合，加入0.5%的乙酸溶液，在1000r/m的状态下搅拌40分钟；

（3）将几丁聚糖、褐藻糖、玉米淀粉、大豆蛋白、木质素、黄胶原、壳聚糖、海藻酸钠混合，加入1%醋酸溶液，超声粉碎70分钟，超声粉碎机功率为220W；

（4）将步骤（2）和步骤（3）的混合液混合，加热混合液至70℃，加入、聚氧乙烯月桂醚、四甲基二氯碘酸钠和3-氨基-6-溴吡嗪-2-甲酸，2000r/m的状态下搅拌40分钟；

（5）将搅拌后的混合液加热至200℃，保温加热60分钟，然后注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为1200r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。

制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。

实施例3

（1）按照重量份称取各原料：聚丁二酸丁二酯30份、聚乳酸30份、聚羟丁酯20份、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯20份、几丁聚糖15份、褐藻糖15份、玉米淀粉8份、大豆蛋白8份、木质素9份、黄胶原9份、壳聚糖9份、海藻酸钠9份、苯磺酰氟盐酸盐4份、四甲基对甲苯磺酸铵4份、柠檬酸二氢胆碱4份；

（2）将聚丁二酸丁二酯、聚乳酸、聚羟丁酯、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯混合，加入0.5%的乙酸溶液，在1000r/m的状态下搅拌50分钟；

（3）将几丁聚糖、褐藻糖、玉米淀粉、大豆蛋白、木质素、黄胶原、壳聚糖、海藻酸钠混合，加入1%醋酸溶液，超声粉碎90分钟，超声粉碎机功率为240W；

（4）将步骤（2）和步骤（3）的混合液混合，加热混合液至90℃，加入苯磺酰氟盐酸盐、四甲基对甲苯磺酸铵和柠檬酸二氢胆碱，2500r/m的状态下搅拌50分钟；

（5）将搅拌后的混合液加热至200℃，保温加热60分钟，然后注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为1400r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。

制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。

实施例4

（1）按照重量份称取各原料：聚丁二酸丁二酯35份、聚乳酸35份、聚羟丁酯25份、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯25份、几丁聚糖20份、褐藻糖20份、玉米淀粉10份、大豆蛋白10份、木质素10份、黄胶原10份、壳聚糖10份、海藻酸钠10份、苯磺酰氟盐酸盐5份、四戊基碘化铵5份、B-烟酰胺5份；

（2）将聚丁二酸丁二酯、聚乳酸、聚羟丁酯、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯混合，加入0.5%的乙酸溶液，在1000r/m的状态下搅拌60分钟；

（3）将几丁聚糖、褐藻糖、玉米淀粉、大豆蛋白、木质素、黄胶原、壳聚糖、海藻酸钠混合，加入1%醋酸溶液，超声粉碎120分钟，超声粉碎机功率为250W；

（4）将步骤（2）和步骤（3）的混合液混合，加热混合液至100℃，加入苯磺酰氟盐酸盐、四戊基碘化铵和B-烟酰胺，3000r/m的状态下搅拌60分钟；

（5）将搅拌后的混合液加热至200℃，保温加热60分钟，然后注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为1500r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。

制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。

对比例1

（1）按照重量份称取各原料：聚羟丁酯10份、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯5份、几丁聚糖5份、褐藻糖5份、玉米淀粉5份、大豆蛋白5份、木质素5份、黄胶原5份、壳聚糖5份、N-苄基氯化喹啶嗡2份、四丁基氰基硼烷化铵2份、羟基吡嗪2份；

（2）将聚羟丁酯、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯混合，加入0.5%的乙酸溶液，在1000r/m的状态下搅拌30分钟；

（3）将几丁聚糖、褐藻糖、玉米淀粉、大豆蛋白、木质素、黄胶原、壳聚糖混合，加入1%醋酸溶液，超声粉碎60分钟，超声粉碎机功率为200W；

（4）将步骤（2）和步骤（3）的混合液混合，加热混合液至60℃，加入N-苄基氯化喹啶嗡、四丁基氰基硼烷化铵和羟基吡嗪，1500r/m的状态下搅拌30分钟；

（5）将搅拌后的混合液加热至200℃，保温加热60分钟，然后注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为1000r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。

制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。

对比例2

（1）按照重量份称取各原料：聚丁二酸丁二酯35份、聚乳酸35份、聚羟丁酯25份、玉米淀粉10份、大豆蛋白10份、木质素10份、黄胶原10份、壳聚糖10份、海藻酸钠10份、苯磺酰氟盐酸盐5份、四戊基碘化铵5份、B-烟酰胺5份；

（2）将聚丁二酸丁二酯、聚乳酸、聚羟丁酯混合，加入0.5%的乙酸溶液，在1000r/m的状态下搅拌60分钟；

（3）将玉米淀粉、大豆蛋白、木质素、黄胶原、壳聚糖、海藻酸钠混合，加入1%醋酸溶液，超声粉碎120分钟，超声粉碎机功率为250W；

（4）将步骤（2）和步骤（3）的混合液混合，加热混合液至100℃，加入苯磺酰氟盐酸盐、四戊基碘化铵和B-烟酰胺，3000r/m的状态下搅拌60分钟；

（5）将搅拌后的混合液加热至200℃，保温加热60分钟，然后注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为1500r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。

制得的塑胶材料的性能测试结果如表1所示。

将实施例1-4和对比例1-2的塑胶材料分别测试其拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率、游离甲醛含量、苯挥发测试和3个月后降解效率。

表1

	拉伸强度Mpa	弯曲强度Mpa	断裂伸长率%	游离甲醛（mg/l）	苯（g/Kg）	3个月后降解效率（土埋处理）%
							实施例1	74.17	120.86	134.06	0.05	0.05	95.43%
实施例2	75.15	127.06	128.10	0.04	0.07	96.21%
							实施例3	72.87	124.62	131.08	0.06	0.06	97.18%
实施例4	76.78	126.29	132.07	0.07	0.09	96.37%
							对比例1	23.35	58.88	101.29	0.06	0.12	43.62%
对比例2	24.33	53.02	105.26	0.07	0.18	47.19%

本发明的新型生质塑胶材料以聚丁二酸丁二酯、聚乳酸、聚羟丁酯、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯、几丁聚糖、褐藻糖、玉米淀粉、大豆蛋白、木质素、黄胶原、壳聚糖、海藻酸钠为主要成分，通过加入螯合剂、胶黏剂和热稳定剂，辅以改性、搅拌、加热、超声、挤出、拉升、塑型、冷却和定型等工艺，使得制备而成的塑胶材料具有环保性能、对环境无污染、易降解。本发明的塑胶材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种新型生质塑胶材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：聚丁二酸丁二酯10-35份、聚乳酸10-35份、聚羟丁酯10-25份、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯5-25份、几丁聚糖5-20份、褐藻糖5-20份、玉米淀粉5-10份、大豆蛋白5-10份、木质素5-10份、黄胶原5-10份、壳聚糖5-10份、海藻酸钠5-10份、螯合剂2-5份、胶黏剂2-5份、热稳定剂2-5份。

2.根据权利要求1所述的新型生质塑胶材料，其特征在于：所述的螯合剂选自N-苄基氯化喹啶嗡、聚氧乙烯月桂醚和苯磺酰氟盐酸盐中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的新型生质塑胶材料，其特征在于：所述的胶黏剂选自四丁基氰基硼烷化铵、四甲基二氯碘酸钠、四甲基对甲苯磺酸铵和四戊基碘化铵中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的新型生质塑胶材料，其特征在于：所述的热稳定剂选自羟基吡嗪、3-氨基-6-溴吡嗪-2-甲酸、柠檬酸二氢胆碱和B-烟酰胺中的一种或几种。

5.根据权利要求1～4任一所述的新型生质塑胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）将聚丁二酸丁二酯、聚乳酸、聚羟丁酯、聚三甲基乙烯对苯二甲酸酯混合，加入0.5%的乙酸溶液，在1000r/m的状态下搅拌30-60分钟；

（3）将几丁聚糖、褐藻糖、玉米淀粉、大豆蛋白、木质素、黄胶原、壳聚糖、海藻酸钠混合，加入1%醋酸溶液，超声粉碎60-120分钟，超声粉碎机功率为200-250W；

（4）将步骤（2）和步骤（3）的混合液混合，加热混合液至60-100℃，加入螯合剂、胶黏剂和热稳定剂，1500-3000r/m的状态下搅拌30-60分钟；

（5）将搅拌后的混合液加热至200℃，保温加热60分钟，然后注入双螺杆挤出机，进行搅拌混合，螺杆转数为1000-1500r/m，将混合液从双螺杆挤出机的出口挤出、拉升、塑型、冷却和定型。