CN106147158A - 生物可分解木塑材料及其产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生物可分解木塑材料及其产品，所述木塑材料按重量份数表示包括：聚乳酸树脂10-95份；聚甲基丙烯酸甲酯树脂1-10份；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯树脂1-15份；润滑剂0.5-5份；冲击改质剂1-15份；木粉1-65份；界面改质剂1-5份；无机填充物1-30份。本发明的生物可分解木塑材料，为生物可分解材料，整体可接近原木，具有极高的环保效果，且该木塑材料成型后产生的产品应用非常广泛。

Description

生物可分解木塑材料及其产品
【技术领域】
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种生物可分解木塑材料及其产品。
【背景技术】
随着环保意识的增强，具有生物分解性的材料日益被大众所重视。除了使用性能的改善之外，更趋向于开发具有高附加价值的材料与产品。
木塑材料是以木屑、竹屑、花生壳、棉秸杆、麦秸等生物质材料为主原料，一般含量大于50％，并利用高分子界面化学原理和塑料填充改性，配混一定比例的塑料，经特殊工艺加工成型为一种可逆性循环利用、型态结构多样的基础性材料。对于木塑材料，国内外称谓有塑木、环保木、再生木等别名，英文名为：Wood&Biofiber Plastic Composites，通称为WPC。WPC包括线材、板材、片材、型材和异型材等等，领域横跨建筑、家具、物流、包装、园林、环保、军事、体育等各方面，市场浅力无穷。木塑材料的特点有：1、原料资源化，原材料可有效利用；2、产品可塑化，可根据不同生产要求制作不同性能和形状的制品；3、使用环保化，木塑基材、常用助剂以及产品均安全环保；4、成本经济化，实现低价值材料向高附加值产品的转移。
木塑材料一般使用可回收的塑料PP或PE，此类塑料于木塑材料中高达50％，却非生物可分解的材料，虽然可达环保化，却无法真正达到环保的效果。所以此次研究朝向可达生物分解等级的塑料进行研发。聚乳酸(PLA)即是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成，其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，是公认的环境友好材料。
有鉴于此，实有必要开发一种生物可分解木塑材料及其产品，以解决上述环保的问题。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种生物可分解木塑材料及其产品，该复合材料及其产品能够达到真正的环保效果。
为了达到上述目的，本发明的生物可分解木塑材料，其按重量份数表示包括：
可选地，在环境温度为210℃，负荷为2.16Kg时，所述聚乳酸树脂的熔融指数为3-30g/10min。
可选地，所述聚甲基丙烯酸甲酯树脂的分子量为5万-25万。
可选地，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯树脂的熔融温度在85-120℃。
可选地，所述润滑剂为酯型流动改性剂、乙烯基双硬脂酰胺、低分子量聚乙烯蜡、芥酸酰胺及硬脂酸系列的一种或多种复配。
可选地，所述冲击改质剂为热塑性弹性体及核壳包覆型的耐冲击改质剂的一种或多种复配。
可选地，所述木粉为木屑、竹屑、花生壳、棉秸杆、麦秸中的至少一种。
可选地，所述界面改质剂为硅烷偶合物。
可选地，所述无机填充物为滑石粉、碳酸钙或者硅灰石中的一种或多种复配，所述无机填充物的细度为1000-2000目。
可选地，所述生物可分解木塑材料还包括稳定剂、离型剂、静电防止剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、脱模剂以及着色剂中的至少一种。
另外，本发明还提供一种产品，所述产品为经所述生物可分解木塑材料成型后产生的产品。
相较于现有技术，本发明的生物可分解木塑材料，通过在聚乳酸树脂中添加木粉等组分，然后利用改性技术制成木塑材料，该木塑材料为生物可分解材料，整体可接近原木，具有极高的环保效果，且该木塑材料成型后产生的产品可以应用于化妆品包装和民生必需品中，还可以应用于餐盘、餐碗等中，应用非常广泛。
【具体实施方式】
本发明的生物可分解木塑材料，其按重量份数表示包括：
聚乳酸树脂10-95份，在环境温度为210℃，负荷为2.16Kg时，所述聚乳酸树脂的熔融指数为3-30g/10min；
聚甲基丙烯酸甲酯树脂1-10份，选用分子量为5万-25万的聚甲基丙烯酸甲酯树脂，该分子量之间的聚甲基丙烯酸甲酯树脂对聚乳酸树脂可达到完全相容的效果，且因聚甲基丙烯酸甲酯树脂本身具有优良的透明性、耐热性以及加工性，添加到聚乳酸中可提高聚乳酸的耐热性和加工性能；
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯树脂1-15份，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯树脂的熔融温度在85-120℃；
润滑剂0.5-5份，所述润滑剂为酯型流动改性剂、乙烯基双硬脂酰胺、低分子量聚乙烯蜡、芥酸酰胺及硬脂酸系列的一种或多种复配，其中以酯型流动改性剂为主体进行复方搭配，在流动性与物性可以达到最佳效果；
冲击改质剂1-15份，所述冲击改质剂为热塑性弹性体及核壳包覆型的耐冲击改质剂的一种或多种复配，其中热塑性弹性体包含苯乙烯弹性体、接枝改性苯乙烯系弹性体、乙烯系弹性体及接枝改性乙烯系弹性体，核壳包覆型的耐冲击改质剂包含丙烯酸包覆型及苯乙烯-丙烯腈包覆型；
木粉1-65份，所述木粉为木屑、竹屑、花生壳、棉秸杆、麦秸等生物质材料中的至少一种，其中，所述木粉的细度在70-80目，木粉的重量份数为20-30份时达到最佳效果；
界面改质剂1-5份，所述界面改质剂为硅烷偶合物，所述界面改质剂直接加在木粉里面做表面处理；
无机填充物1-30份，所述无机填充物为滑石粉、碳酸钙或者硅灰石中的一种或多种复配，所述无机填充物的细度为1000-2000目时能够达到最佳效果。
所述生物可分解木塑材料还包括稳定剂、离型剂、静电防止剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、脱模剂以及着色剂中的至少一种。
为对本发明的目的、技术手段及技术功效有进一步的了解，现结合具体实施例说明如下。
实施例1
首先，将木粉经过高速搅拌机搅拌除水，高速搅拌机台设定温度为110℃，在温度达到之后接续搅拌15分钟，并将界面改质剂加入搅拌混合，设定搅拌时间为10分钟；然后，需将聚乳酸树脂水分降至0.05-0.1％以下，将聚乳酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂及聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯树脂利用单轴搅拌桶搅拌10分钟，并将润滑剂、冲击改质剂、无机填充物及抗氧剂利用单轴搅拌桶搅拌10分钟；最后将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制作出生物可分解木塑材料。
实施例2
首先，将木粉经过高速搅拌机搅拌除水，高速搅拌机台设定温度为110℃，在温度达到之后接续搅拌15分钟，并将界面改质剂加入搅拌混合，设定搅拌时间为10分钟；然后，需将聚乳酸树脂水分降至0.05-0.1％以下，将聚乳酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂及聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯树脂利用单轴搅拌桶搅拌10分钟，并将润滑剂、冲击改质剂及无机填充物利用单轴搅拌桶搅拌10分钟；最后将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制作出生物可分解木塑材料。
实施例3
首先，将木粉经过高速搅拌机搅拌除水，高速搅拌机台设定温度为110℃，在温度达到之后接续搅拌15分钟，并将界面改质剂加入搅拌混合，设定搅拌时间为10分钟；然后，需将聚乳酸树脂水分降至0.05-0.1％以下，将聚乳酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂及聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯树脂利用单轴搅拌桶搅拌10分钟，并将润滑剂、冲击改质剂及无机填充物利用单轴搅拌桶搅拌10分钟；最后将上述混合物分别加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制作出生物可分解木塑材料。
对比例
对比例中为符合客户端标准的餐盘、餐碗。
以上各实施例熔融挤出造粒后，然后在注塑机上注塑成型GB标准测试样条，按GB标准测试所得材料的机械性能，并测试对比例中餐盘、餐碗的机械性能，测试结果如表1所示：
表1：对比例及各实施例的测试结果
测试项目 对比例 实施例1 实施例2 实施例3
熔融指数(g/10min) 19.2 15.6 37.41 41.73
弯曲强度(MPa) 80.5 72 87.34 73.55
弯曲模量(MPa) 3398 4876 5505.99 4168.08
冲击强度(KJ/m2) 2.7 2.3 3.67 4.87
拉伸强度(MPa) 61 41.9 129.47 43.26
断裂伸长率(％) 3.5 2.8 5.47 9.86
通过表1可以得出：通过在聚乳酸树脂中添加木粉等组分，然后利用改性技术制成木塑材料，该木塑材料为生物可分解材料，整体可接近原木，具有极高的环保效果，且与标准的餐盘、餐碗的性能相比，该木塑材料的机械性能及物理性能更佳。
另外，本发明还提供一种产品，所述产品为经所述生物可分解木塑材料成型后产生的产品，该木塑材料成型后产生的产品可以应用于化妆品包装和民生必需品中，还可以应用于餐盘、餐碗等中，应用非常广泛。

Claims (11)

1.一种生物可分解木塑材料，其特征在于，所述生物可分解木塑材料按重量份数表示包括：
2.如权利要求1所述的生物可分解木塑材料，其特征在于，在环境温度为210℃，负荷为2.16Kg时，所述聚乳酸树脂的熔融指数为3-30g/10min。
3.如权利要求1所述的生物可分解木塑材料，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯树脂的分子量为5万-25万。
4.如权利要求1所述的生物可分解木塑材料，其特征在于，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯树脂的熔融温度在85-120℃。
5.如权利要求1所述的生物可分解木塑材料，其特征在于，所述润滑剂为酯型流动改性剂、乙烯基双硬脂酰胺、低分子量聚乙烯蜡、芥酸酰胺及硬脂酸系列的一种或多种复配。
6.如权利要求1所述的生物可分解木塑材料，其特征在于，所述冲击改质剂为热塑性弹性体及核壳包覆型的耐冲击改质剂的一种或多种复配。
7.如权利要求1所述的生物可分解木塑材料，其特征在于，所述木粉为木屑、竹屑、花生壳、棉秸杆、麦秸中的至少一种。
8.如权利要求1所述的生物可分解木塑材料，其特征在于，所述界面改质剂为硅烷偶合物。
9.如权利要求1所述的生物可分解木塑材料，其特征在于，所述无机填充物为滑石粉、碳酸钙或者硅灰石中的一种或多种复配，所述无机填充物的细度为1000-2000目。
10.如权利要求1所述的生物可分解木塑材料，其特征在于，所述生物可分解木塑材料还包括稳定剂、离型剂、静电防止剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、脱模剂以及着色剂中的至少一种。
11.一种产品，其特征在于，所述产品为经所述权利要求1至10中任一项所述的生物可分解木塑材料成型后产生的产品。
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