一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料及其制備方法，該淀粉基包裝復(fù)合材料由如下重量份的原料制成：木薯淀粉、玉米淀粉、龍葵子粉、氯化鈣、納米凹凸棒土、硼酸、木魚(yú)石粉、磷酸胍、木質(zhì)素磺酸鈣、芥酸酰胺、蜂蠟、乙酰檸檬酸三辛酯、甲基環(huán)氧乙烷、硬脂酸鋅、蓖麻油、硅烷偶聯(lián)劑。本發(fā)明制備的包裝復(fù)合材料的力學(xué)性能好，其拉伸強(qiáng)度高達(dá)72.5?77.9MPa，斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)147?164%，浸水1小時(shí)后其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率仍然保持在較高值，表現(xiàn)出較佳的耐水性，解決了傳統(tǒng)的淀粉基包裝材料的性能上的不足，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種増強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，塑料包裝及塑料包裝產(chǎn)品在市場(chǎng)上所占的份額越來(lái)越大。但是塑料包裝材 料的穩(wěn)定性較差，在受熱和光照的作用下會(huì)發(fā)生分解，不僅會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)而污染環(huán)境，也 會(huì)導(dǎo)致力學(xué)強(qiáng)度下降，此外，塑料包裝材料對(duì)石油資源過(guò)分依賴(lài)，因此研發(fā)出綠色環(huán)保且不 依賴(lài)石油資源的包裝材料顯得尤為緊迫。
[0003] 現(xiàn)今的可降解材料種類(lèi)較多，其中淀粉由于其價(jià)格低廉和來(lái)源廣，可通過(guò)改性與 復(fù)合制備了多種生活與工業(yè)用品，如淀粉基膜、淀粉餐具等。然而作為天然高分子材料的淀 粉，由于其自身的力學(xué)性能較差;此外，由于淀粉易吸水，造成霉變同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致力學(xué)性能 顯著下降，因此淀粉基包裝材料只能適用于力學(xué)性能要求較低的領(lǐng)域，無(wú)法滿(mǎn)足更加廣泛 的應(yīng)用需求。由此，制備出一種力學(xué)性能改善的增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題的至少一種，提供一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料 及其制備方法。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 本發(fā)明公開(kāi)了一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料，由如下重量份的原料制成:木薯淀粉 22-37份、玉米淀粉18-24份、龍葵子粉15-23份、氯化鈣5-13份、納米凹凸棒土 4-9份、硼酸5-8份、木魚(yú)石粉4-10份、磷酸胍2-7份、木質(zhì)素磺酸鈣5-11份、芥酸酰胺3-9份、蜂蠟2-5份、乙 酰檸檬酸三辛酯4-8份、甲基環(huán)氧乙烷3-6份、硬脂酸鋅2-5份、蓖麻油4-8份、硅烷偶聯(lián)劑3-6 份。
[0006] 優(yōu)選的，所述木魚(yú)石粉粒度為20-100目。
[0007] 所述硅烷偶聯(lián)劑KH-560或KH-171。
[0008]所述的增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料，由如下重量份的原料制成:木薯淀粉28份、玉 米淀粉21份、龍葵子粉18份、氯化鈣7份、納米凹凸棒土 6份、硼酸7份、木魚(yú)石粉5份、磷酸胍5 份、木質(zhì)素磺酸鈣8份、芥酸酰胺6份、蜂蠟4份、乙酰檸檬酸三辛酯7份、甲基環(huán)氧乙烷4份、硬 脂酸鋅3份、蓖麻油5份、硅烷偶聯(lián)劑5份。
[0009]本發(fā)明還提供上述增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料的制備方法，包括如下制備步驟： 1) 按上述重量份稱(chēng)重配比各組分原料； 2) 將木薯淀粉、玉米淀粉、龍葵子粉，與木質(zhì)素磺酸鈣、芥酸酰胺、甲基環(huán)氧乙烷和硼酸 一起加入混合機(jī)中，在110-135°C下攪拌20-35min，取出冷卻，得到混料A; 3) 將納米凹凸棒土、木魚(yú)石纖維與磷酸胍、乙酰檸檬酸三辛酯、硬脂酸鋅、氯化鈣、硅烷 偶聯(lián)劑一起加入混合機(jī)中，在55-80°C下攪拌15-35min，取出冷卻，得到混料B; 4) 將余下原料、混料A和混料B-起加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出，冷卻造粒，即得所述增 強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟2)中在118 °C下攪拌25min。
[0011] 所述步驟3)中在68°C下攪拌20min。
[0012] 所述步驟4)中所述擠出溫度為140-176°C，擠出轉(zhuǎn)速為55rpm。
[0013] 由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果： 本發(fā)明制備的包裝復(fù)合材料的力學(xué)性能好，其拉伸強(qiáng)度高達(dá)72.5-77.9MPa，斷裂伸長(zhǎng) 率高達(dá)147-164%，浸水1小時(shí)后其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率仍然保持在較高值，表現(xiàn)出較佳的 耐水性，解決了傳統(tǒng)的淀粉基包裝材料的性能上的不足，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明， 但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0015] 實(shí)施例一 一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料的制備方法，包括如下制備步驟： 1) 按上述重量份稱(chēng)重配比各組分原料:木薯淀粉22份、玉米淀粉18份、龍葵子粉15份、 氯化鈣5份、納米凹凸棒土4份、硼酸5份、20-100目木魚(yú)石粉4份、磷酸胍2份、木質(zhì)素磺酸鈣5 份、芥酸酰胺3份、蜂蠟2份、乙酰檸檬酸三辛酯4份、甲基環(huán)氧乙烷3份、硬脂酸鋅2份、蓖麻油 4份、硅烷偶聯(lián)劑KH-560 3份； 2) 將木薯淀粉、玉米淀粉、龍葵子粉，與木質(zhì)素磺酸鈣、芥酸酰胺、甲基環(huán)氧乙烷和硼酸 一起加入混合機(jī)中，在110 °C下攪拌20min，取出冷卻，得到混料A; 3) 將納米凹凸棒土、木魚(yú)石纖維與磷酸胍、乙酰檸檬酸三辛酯、硬脂酸鋅、氯化鈣、硅烷 偶聯(lián)劑一起加入混合機(jī)中，在55°C下攪拌15min，取出冷卻，得到混料B; 4) 將余下原料、混料A和混料B-起加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出，其擠出溫度為140-176 °C，擠出轉(zhuǎn)速為55rpm，冷卻造粒，即得所述增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料。
[0016] 實(shí)施例二 一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料的制備方法，包括如下制備步驟： 1) 按上述重量份稱(chēng)重配比各組分原料:木薯淀粉37份、玉米淀粉24份、龍葵子粉23份、 氯化鈣13份、納米凹凸棒土9份、硼酸8份、20-100目木魚(yú)石粉10份、磷酸胍7份、木質(zhì)素磺酸 鈣11份、芥酸酰胺9份、蜂蠟5份、乙酰檸檬酸三辛酯8份、甲基環(huán)氧乙烷6份、硬脂酸鋅5份、蓖 麻油8份、硅烷偶聯(lián)劑KH-171 3-6份； 2) 將木薯淀粉、玉米淀粉、龍葵子粉，與木質(zhì)素磺酸鈣、芥酸酰胺、甲基環(huán)氧乙烷和硼酸 一起加入混合機(jī)中，在135°C下攪拌35min，取出冷卻，得到混料A; 3) 將納米凹凸棒土、木魚(yú)石纖維與磷酸胍、乙酰檸檬酸三辛酯、硬脂酸鋅、氯化鈣、硅烷 偶聯(lián)劑一起加入混合機(jī)中，在80°C下攪拌35min，取出冷卻，得到混料B; 4) 將余下原料、混料A和混料B-起加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出，其擠出溫度為140-176 °C，擠出轉(zhuǎn)速為55rpm，冷卻造粒，即得所述增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料。
[0017] 實(shí)施例三 一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料的制備方法，包括如下制備步驟： 1)按上述重量份稱(chēng)重配比各組分原料:木薯淀粉30份、玉米淀粉21份、龍葵子粉16份、 氯化鈣9份、納米凹凸棒土6份、硼酸6份、20-100目木魚(yú)石粉7份、磷酸胍3份、木質(zhì)素磺酸鈣8 份、芥酸酰胺6份、蜂蠟3份、乙酰檸檬酸三辛酯6份、甲基環(huán)氧乙烷4.5份、硬脂酸鋅3.5份、蓖 麻油6份、硅烷偶聯(lián)劑KH-560 4.5份； 2) 將木薯淀粉、玉米淀粉、龍葵子粉，與木質(zhì)素磺酸鈣、芥酸酰胺、甲基環(huán)氧乙烷和硼酸 一起加入混合機(jī)中，在122°C下攪拌27min，取出冷卻，得到混料A; 3) 將納米凹凸棒土、木魚(yú)石纖維與磷酸胍、乙酰檸檬酸三辛酯、硬脂酸鋅、氯化鈣、硅烷 偶聯(lián)劑一起加入混合機(jī)中，在67°C下攪拌25min，取出冷卻，得到混料B; 4) 將余下原料、混料A和混料B-起加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出，其擠出溫度為140-176 °C，擠出轉(zhuǎn)速為55rpm，冷卻造粒，即得所述增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料。
[0018]實(shí)施例四 一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料的制備方法，包括如下制備步驟： 1) 按上述重量份稱(chēng)重配比各組分原料:木薯淀粉28份、玉米淀粉21份、龍葵子粉18份、 氯化鈣7份、納米凹凸棒土 6份、硼酸7份、木魚(yú)石粉5份、磷酸胍5份、木質(zhì)素磺酸鈣8份、芥酸 酰胺6份、蜂蠟4份、乙酰檸檬酸三辛酯7份、甲基環(huán)氧乙烷4份、硬脂酸鋅3份、蓖麻油5份、硅 烷偶聯(lián)劑KH-560 5份； 2) 將木薯淀粉、玉米淀粉、龍葵子粉，與木質(zhì)素磺酸鈣、芥酸酰胺、甲基環(huán)氧乙烷和硼酸 一起加入混合機(jī)中，在118 °C下攪拌25min，取出冷卻，得到混料A; 3) 將納米凹凸棒土、木魚(yú)石纖維與磷酸胍、乙酰檸檬酸三辛酯、硬脂酸鋅、氯化鈣、硅烷 偶聯(lián)劑一起加入混合機(jī)中，在68°C下攪拌20min，取出冷卻，得到混料B; 4) 將余下原料、混料A和混料B-起加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出，其擠出溫度為140-176 °C，擠出轉(zhuǎn)速為55rpm，冷卻造粒，即得所述增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料。
[0019]實(shí)施例五 一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料的制備方法，包括如下制備步驟： 1) 按上述重量份稱(chēng)重配比各組分原料:木薯淀粉24份、玉米淀粉19份、龍葵子粉17份、 氯化鈣8份、納米凹凸棒土5份、硼酸6份、20-100目木魚(yú)石粉5份、磷酸胍6份、木質(zhì)素磺酸鈣9 份、芥酸酰胺7份、蜂蠟4份、乙酰檸檬酸三辛酯5份、甲基環(huán)氧乙烷5份、硬脂酸鋅4份、蓖麻油 6份、硅烷偶聯(lián)劑KH-171 4份； 2) 將木薯淀粉、玉米淀粉、龍葵子粉，與木質(zhì)素磺酸鈣、芥酸酰胺、甲基環(huán)氧乙烷和硼酸 一起加入混合機(jī)中，在125°C下攪拌30min，取出冷卻，得到混料A; 3) 將納米凹凸棒土、木魚(yú)石纖維與磷酸胍、乙酰檸檬酸三辛酯、硬脂酸鋅、氯化鈣、硅烷 偶聯(lián)劑一起加入混合機(jī)中，在70°C下攪拌18min，取出冷卻，得到混料B; 4) 將余下原料、混料A和混料B-起加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出，其擠出溫度為140-176 °C，擠出轉(zhuǎn)速為55rpm，冷卻造粒，即得所述增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料。
[0020] 對(duì)比例一 本對(duì)比例的配比及制備方法同實(shí)施例一，不同之處為:不包含龍葵子粉、木魚(yú)石粉和蜂 蠟。
[0021] 對(duì)比例二 本對(duì)比例的配比及制備方法同實(shí)施例一，不同之處為:不包含納米凹凸棒土、磷酸胍和 芥酸酰胺。
[0022]測(cè)試?yán)?將上述五個(gè)實(shí)施例和兩個(gè)對(duì)比例所制備的包裝復(fù)合材料進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試，其測(cè)試結(jié) 果為：
由上表可知，本發(fā)明制備的包裝復(fù)合材料的力學(xué)性能好，其拉伸強(qiáng)度高達(dá)72.5-77.9MPa，斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)147-164%，浸水1小時(shí)后其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率仍然保持在較 高值，表現(xiàn)出較佳的耐水性，解決了傳統(tǒng)的淀粉基包裝材料的性能上的不足，具有良好的應(yīng) 用價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料，其特征在于，由如下重量份的原料制成:木薯淀粉 22-37份、玉米淀粉18-24份、龍葵子粉15-23份、氯化鈣5-13份、納米凹凸棒土 4-9份、硼酸5-8份、木魚(yú)石粉4-10份、磷酸胍2-7份、木質(zhì)素磺酸鈣5-11份、芥酸酰胺3-9份、蜂蠟2-5份、乙 酰檸檬酸三辛酯4-8份、甲基環(huán)氧乙烷3-6份、硬脂酸鋅2-5份、蓖麻油4-8份、硅烷偶聯(lián)劑3-6 份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料，其特征在于，所述木魚(yú)石粉粒度 為20-100 目。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑 KH-560或KH-171。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料，其特征在于，由如下重量份的原 料制成:木薯淀粉28份、玉米淀粉21份、龍葵子粉18份、氯化|丐7份、納米凹凸棒土6份、硼酸7 份、木魚(yú)石粉5份、磷酸胍5份、木質(zhì)素磺酸鈣8份、芥酸酰胺6份、蜂蠟4份、乙酰檸檬酸三辛酯 7份、甲基環(huán)氧乙烷4份、硬脂酸鋅3份、蓖麻油5份、硅烷偶聯(lián)劑5份。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如 下制備步驟： 1) 按上述重量份稱(chēng)重配比各組分原料； 2) 將木薯淀粉、玉米淀粉、龍葵子粉，與木質(zhì)素磺酸鈣、芥酸酰胺、甲基環(huán)氧乙烷和硼酸 一起加入混合機(jī)中，在110-135°C下攪拌20-35min，取出冷卻，得到混料A; 3) 將納米凹凸棒土、木魚(yú)石纖維與磷酸胍、乙酰檸檬酸三辛酯、硬脂酸鋅、氯化鈣、硅烷 偶聯(lián)劑一起加入混合機(jī)中，在55-80°C下攪拌15-35min，取出冷卻，得到混料B; 4) 將余下原料、混料A和混料B-起加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出，冷卻造粒，即得所述增 強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步 驟2)中在118°C下攪拌25min。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步 驟3)中在68°C下攪拌20min。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的增強(qiáng)型淀粉基包裝復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步 驟4)中所述擠出溫度為140-176 °C，擠出轉(zhuǎn)速為55rpm。
【文檔編號(hào)】C08K13/04GK105860147SQ201610338431
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】匡學(xué)明
【申請(qǐng)人】蘇州倍力特物流設(shè)備有限公司