一种环保塑料材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种环保塑料材料，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL20-25份，改性聚-β-羟丁酸PHB?65-70份，花生蛋白粉13-18份，黄麻纤维1.5-1.8份，木质纤维3-4份，硅烷偶联剂KH5801.1-1.3份，乳酸钠2-3份，双乙酸钠1.1-1.6份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP?2-2.2份，环氧妥尔油酸丁酯5-7份，氧化淀粉2-4份，纳米白炭黑20-23份，轻质碳酸钙6-8份，海泡石粉3-5份，抗氧化剂10101-1.4份，其中改性聚-β-羟丁酸PHB为聚-β-羟丁酸PHB与高顺式顺丁橡胶共混改性而得。本发明可被微生物降解，且分解速率慢，耐氧化、耐冲击性好，吸水性低。
【专利说明】一种环保塑料材料 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及塑料材料【技术领域】，尤其涉及一种环保塑料材料。 【背景技术】
[0002] 塑料材料的用途十分广泛，如玩具、塑料瓶、包装袋、购物袋等，我们生活根本离不 开塑料。然而众所周知，普通PP/PE塑料在自然环境下几百年都很难分解，所以废弃的塑料 制品一又称"白色垃圾"一是公认的能对环境造成极大破话的物质。废塑料制品混在土壤 中的累积，会影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产，影响农业发展。由于其极难分 解的特点，填埋处理不仅会占用大量土地，被占用的土地长期得不到恢复，影响土地的可持 续利用；若用焚烧的方法加以处理，又会造成严重的大气污染。近年来，以农产品淀粉为主 要成分的环保塑料材料的开发与应用逐渐兴起，然而，该种材料分解速率快，耐氧化、耐冲 击性弱，吸水性较强。
【发明内容】
[0003] 基本【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种环保塑料材料，可被在废弃后， 被微生物降解成二氧化碳和水，避免因填埋或焚烧处理造成环境污染，同时分解速率慢， 耐氧化、耐冲击性好，吸水性低。
[0004] 本发明提出的一种环保塑料材料，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL 20-25份， 改性聚-β-羟丁酸PHB 65-70份，花生蛋白粉13-18份，黄麻纤维1.5-1. 8份，木质纤维 3-4份，硅烷偶联剂ΚΗ5801. 1-1. 3份，乳酸钠2-3份，双乙酸钠1. 1-1. 6份，邻苯二甲酸二异 壬酯DINP 2-2. 2份，环氧妥尔油酸丁酯5-7份，氧化淀粉2-4份，纳米白炭黑20-23份，轻 质碳酸钙6-8份，海泡石粉3-5份，抗氧化剂10101-1. 4份，其中改性聚-β -羟丁酸ΡΗΒ为 聚-β -羟丁酸ΡΗΒ与高顺式顺丁橡胶共混改性而得；
[0005] 在制备过程中，将硅烷偶联剂ΚΗ580加入黄麻纤维和木质纤维中以30-35rpm的搅 拌速度搅拌4-6min，然后加入花生蛋白粉以25-30rpm的搅拌速度搅拌7-10min，接着加入 聚己内酯PCL、改性聚-β -羟丁酸PHB后将温度升至140-142°C并继续以35-40rpm的搅拌 速度搅拌l〇_12min，再加入乳酸钠、双乙酸钠、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧妥尔油酸丁 酯、氧化淀粉、纳米白炭黑、轻质碳酸I丐、海泡石粉、抗氧化剂1010后以25-30rpm的搅拌速 度搅拌25-28min后得到混合物料；将混合物料加入置于平板硫化机上热压5-10min后，取 出冷却至室温得到环保塑料材料，其中平板成型压力为13-16MPa，成型温度为153-155?。
[0006] 优选地，改性聚-β -羟丁酸PHB为聚-β -羟丁酸PHB与高顺式顺丁橡胶按重量 比为1-2:1-1. 5进行共混改性而得。
[0007] 优选地，聚己内酯PCL、改性聚-β-羟丁酸ΡΗΒ和花生蛋白粉的重量比为23-24 : 66-67 :14-16。
[0008] 优选地，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL 23-24份，改性聚-β -羟丁酸PHB 66-67份，花生蛋白粉14-16份，黄麻纤维1. 6-1. 7份，木质纤维3. 2-3. 4份，硅烷偶联剂 KH5801. 15-1. 26份，乳酸钠2. 4-2. 7份，双乙酸钠1. 3-1. 5份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 2. 03-2. 16份，环氧妥尔油酸丁酯5. 4-6. 7份，氧化淀粉2. 2-3. 6份，纳米白炭黑21-22份， 轻质碳酸钙6. 5-7. 3份，海泡石粉3. 1-4. 4份，抗氧化剂10101. 1-1. 3份。
[0009] 优选地，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL 23. 3份，改性聚-β-羟丁酸PHB 66. 5份，花生蛋白粉15份，黄麻纤维1. 66份，木质纤维3. 3份，硅烷偶联剂ΚΗ5801. 2份，乳 酸钠2. 5份，双乙酸钠1. 4份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP2. 1份，环氧妥尔油酸丁酯6份，氧 化淀粉3份，纳米白炭黑21. 7份，轻质碳酸钙7份，海泡石粉4份，抗氧化剂10101. 2份。
[0010] 优选地，在制备过程中，将硅烷偶联剂ΚΗ580加入黄麻纤维和木质纤维中以 33-34rpm的搅拌速度搅拌4. 5-5. 6min，然后加入花生蛋白粉以28-29rpm的搅拌速度搅 拌8-9min，接着加入聚己内酯PCL、改性聚-β -羟丁酸PHB后将温度升至141°C并继续以 37-38rpm的搅拌速度搅拌10. 5-11.2min，再加入乳酸钠、双乙酸钠、邻苯二甲酸二异壬酯 DINP、环氧妥尔油酸丁酯、氧化淀粉、纳米白炭黑、轻质碳酸钙、海泡石粉、抗氧化剂1010后 以27-28rpm的搅拌速度搅拌26-27min后得到混合物料；将混合物料加入置于平板硫化机 上热压7-9min后，取出冷却至室温得到环保塑料材料，其中平板成型压力为14-15MPa，成 型温度为154 °C。
[0011] 本发明以聚己内酯PCL、改性聚-β -羟丁酸PHB和花生蛋白粉为主料，使其在被 废弃后，可被微生物降解成二氧化碳和水，能够被自然界再次利用，不会对环境产生不可逆 转的危害，而且花生蛋白粉在主料中所占比例较小，大大减低了本发明的吸水性，而其中改 性聚-β -羟丁酸ΡΗΒ为聚-β -羟丁酸ΡΗΒ与高顺式顺丁橡胶共混改性而得，使本发明也 具有1?顺式顺丁橡I父的1?弹性等特点，大幅提1? 了本发明的拉伸强度和断裂伸长率等机械 性能，当聚-β -羟丁酸PHB与高顺式顺丁橡胶按重量比为1-2:1-1. 5共混时，使本发明机 械性能达到最好；加入黄麻纤维和木质纤维，能够构建三维框架结构以有效容纳主要原料， 大幅提高本发明的耐冲击性能，提升了材料的柔韧度；采用硅烷偶联剂ΚΗ580使本发明中 的无机原料和有机原料接枝从而形成整体，提高了各原料的相容性；纳米白炭黑、轻质碳酸 钙、海泡石粉作为本发明的填充补强剂，大幅提高了本发明的耐磨耐撕裂性能，而对邻苯二 甲酸二异壬酯DINP、环氧妥尔油酸丁酯作为增塑剂，使纳米白炭黑、轻质碳酸钙、海泡石粉 在主料中均匀分布；氧化淀粉可作为增稠剂，使本发明易于成型；乳酸钠、双乙酸钠配合作 为防腐剂，防止本发明在使用过程中被细菌分解导致材料崩解，从而延长本发明的使用寿 命；环氧妥尔油酸丁酯还可作为稳定剂，与抗氧化剂1010配合，提高本发明的耐氧化性能。 【具体实施方式】
[0012] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0013] 实施例1
[0014] 本发明提出的一种环保塑料材料，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL 20份，改 性聚-β -羟丁酸ΡΗΒ 70份，花生蛋白粉13份，黄麻纤维1. 8份，木质纤维3份，硅烷偶联 剂ΚΗ5801. 3份，乳酸钠2份，双乙酸钠1. 6份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 2份，环氧妥尔油 酸丁酯7份，氧化淀粉2份，纳米白炭黑23份，轻质碳酸钙6份，海泡石粉5份，抗氧化剂 10101份，其中改性聚-β -羟丁酸ΡΗΒ为聚-β -羟丁酸ΡΗΒ与高顺式顺丁橡胶共混改性而 得；
[0015] 在制备过程中，将硅烷偶联剂KH580加入黄麻纤维和木质纤维中以30rpm的搅拌 速度搅拌6min，然后加入花生蛋白粉以25rpm的搅拌速度搅拌lOmin，接着加入聚己内酯 PCL、改性聚-β -羟丁酸PHB后将温度升至140°C并继续以40rpm的搅拌速度搅拌lOmin，再 加入乳酸钠、双乙酸钠、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧妥尔油酸丁酯、氧化淀粉、纳米白炭 黑、轻质碳酸钙、海泡石粉、抗氧化剂1010后以30rpm的搅拌速度搅拌25min后得到混合物 料；将混合物料加入置于平板硫化机上热压lOmin后，取出冷却至室温得到环保塑料材料， 其中平板成型压力为13MPa，成型温度为155°C。
[0016] 实施例2
[〇〇17] 本发明提出的一种环保塑料材料，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL 24份，改 性聚-β -羟丁酸PHB 66份，花生蛋白粉16份，黄麻纤维1. 6份，木质纤维3. 4份，硅烷偶 联剂ΚΗ5801. 15份，乳酸钠2. 7份，双乙酸钠1.3份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 2. 16份，环 氧妥尔油酸丁酯5. 4份，氧化淀粉3. 6份，纳米白炭黑21份，轻质碳酸钙7. 3份，海泡石粉 3. 1份，抗氧化剂10101. 3份，其中改性聚-β -羟丁酸ΡΗΒ为聚-β -羟丁酸ΡΗΒ与高顺式 顺丁橡胶按重量比为1:1. 5进行共混改性而得；
[0018] 在制备过程中，将硅烷偶联剂ΚΗ580加入黄麻纤维和木质纤维中以34rpm的搅拌 速度搅拌4. 5min，然后加入花生蛋白粉以29rpm的搅拌速度搅拌8min，接着加入聚己内酯 PCL、改性聚-β -羟丁酸PHB后将温度升至141 °C并继续以38rpm的搅拌速度搅拌10. 5min， 再加入乳酸钠、双乙酸钠、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧妥尔油酸丁酯、氧化淀粉、纳米白 炭黑、轻质碳酸钙、海泡石粉、抗氧化剂1010后以28rpm的搅拌速度搅拌26min后得到混 合物料；将混合物料加入置于平板硫化机上热压9min后，取出冷却至室温得到环保塑料材 料，其中平板成型压力为14MPa，成型温度为154°C。
[0019] 实施例3
[0020] 本发明提出的一种环保塑料材料，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL 25份，改 性聚-β -羟丁酸PHB 65份，花生蛋白粉18份，黄麻纤维1. 5份，木质纤维4份，硅烷偶联 剂ΚΗ5801. 1份，乳酸钠3份，双乙酸钠1. 1份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 2. 2份，环氧妥尔 油酸丁酯5份，氧化淀粉4份，纳米白炭黑20份，轻质碳酸钙8份，海泡石粉3份，抗氧化剂 10101. 4份，其中改性聚-β -羟丁酸ΡΗΒ为聚-β -羟丁酸ΡΗΒ与高顺式顺丁橡胶按重量比 为2:1进行共混改性而得；
[0021] 在制备过程中，将硅烷偶联剂ΚΗ580加入黄麻纤维和木质纤维中以33rpm的搅拌 速度搅拌5. 6min，然后加入花生蛋白粉以28rpm的搅拌速度搅拌9min，接着加入聚己内酯 PCL、改性聚-β -羟丁酸PHB后将温度升至141 °C并继续以37rpm的搅拌速度搅拌11. 2min， 再加入乳酸钠、双乙酸钠、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧妥尔油酸丁酯、氧化淀粉、纳米白 炭黑、轻质碳酸钙、海泡石粉、抗氧化剂1010后以27rpm的搅拌速度搅拌27min后得到混 合物料；将混合物料加入置于平板硫化机上热压7min后，取出冷却至室温得到环保塑料材 料，其中平板成型压力为15MPa，成型温度为154°C。
[0022] 实施例4
[0023] 本发明提出的一种环保塑料材料，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL 23份，改 性聚-β -羟丁酸PHB 67份，花生蛋白粉14份，黄麻纤维1. 7份，木质纤维3. 2份，硅烷偶 联剂ΚΗ5801. 26份，乳酸钠2. 4份，双乙酸钠1. 5份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 2. 03份，环 氧妥尔油酸丁酯6. 7份，氧化淀粉2. 2份，纳米白炭黑22份，轻质碳酸钙6. 5份，海泡石粉 4. 4份，抗氧化剂10101. 1份，其中改性聚-β -羟丁酸PHB为聚-β -羟丁酸PHB与高顺式 顺丁橡胶按重量比为1:1进行共混改性而得；
[0024] 在制备过程中，将硅烷偶联剂ΚΗ580加入黄麻纤维和木质纤维中以35rpm的搅拌 速度搅拌4min，然后加入花生蛋白粉以30rpm的搅拌速度搅拌7min，接着加入聚己内酯 PCL、改性聚-β -羟丁酸PHB后将温度升至142°C并继续以35rpm的搅拌速度搅拌12min， 再加入乳酸钠、双乙酸钠、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧妥尔油酸丁酯、氧化淀粉、纳米白 炭黑、轻质碳酸钙、海泡石粉、抗氧化剂1010后以25rpm的搅拌速度搅拌28min后得到混 合物料；将混合物料加入置于平板硫化机上热压5min后，取出冷却至室温得到环保塑料材 料，其中平板成型压力为16MPa，成型温度为153°C。
[0025] 实施例5
[0026] 本发明提出的一种环保塑料材料，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL 23. 3份， 改性聚-β -轻丁酸PHB 66. 5份，花生蛋白粉15份，黄麻纤维1. 66份，木质纤维3. 3份，娃 烷偶联剂ΚΗ5801. 2份，乳酸钠2. 5份，双乙酸钠1.4份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 2. 1份， 环氧妥尔油酸丁酯6份，氧化淀粉3份，纳米白炭黑21. 7份，轻质碳酸钙7份，海泡石粉4 份，抗氧化剂10101. 2份，其中改性聚-β -羟丁酸ΡΗΒ为聚-β -羟丁酸ΡΗΒ与高顺式顺丁 橡胶按重量比为1. 3:1进行共混改性而得；
[0027] 在制备过程中，将硅烷偶联剂ΚΗ580加入黄麻纤维和木质纤维中以33. 5rpm的搅 拌速度搅拌5min，然后加入花生蛋白粉以28. 6rpm的搅拌速度搅拌8. 7min，接着加入聚己 内酯PCL、改性聚-β -羟丁酸PHB后将温度升至141°C并继续以37. 2rpm的搅拌速度搅拌 llmin，再加入乳酸钠、双乙酸钠、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧妥尔油酸丁酯、氧化淀粉、 纳米白炭黑、轻质碳酸I丐、海泡石粉、抗氧化剂1010后以27. 3rpm的搅拌速度搅拌26. 7min 后得到混合物料；将混合物料加入置于平板硫化机上热压8min后，取出冷却至室温得到环 保塑料材料，其中平板成型压力为14.4MPa，成型温度为154°C。
[0028] 对实施例5进行性能对比实验，对照组选用市售某款大豆蛋白塑料，实验数据如 下表所示：
[0029]
【权利要求】
1. 一种环保塑料材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL20-25份，改 性聚-β -羟丁酸PHB 65-70份，花生蛋白粉13-18份，黄麻纤维1. 5-1. 8份，木质纤维3-4 份，硅烷偶联剂ΚΗ5801. 1-1. 3份，乳酸钠2-3份，双乙酸钠1. 1-1. 6份，邻苯二甲酸二异壬 酯DINP 2-2. 2份，环氧妥尔油酸丁酯5-7份，氧化淀粉2-4份，纳米白炭黑20-23份，轻质 碳酸钙6-8份，海泡石粉3-5份，抗氧化剂10101-1. 4份，其中改性聚-β -羟丁酸ΡΗΒ为 聚-β -羟丁酸ΡΗΒ与高顺式顺丁橡胶共混改性而得； 在制备过程中，将硅烷偶联剂ΚΗ580加入黄麻纤维和木质纤维中以30-35rpm的搅拌速 度搅拌4-6min，然后加入花生蛋白粉以25-30rpm的搅拌速度搅拌7-10min，接着加入聚己 内酯PCL、改性聚-β -羟丁酸PHB后将温度升至140-142°C并继续以35-40rpm的搅拌速度 搅拌10-12min，再加入乳酸钠、双乙酸钠、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧妥尔油酸丁酯、 氧化淀粉、纳米白炭黑、轻质碳酸I丐、海泡石粉、抗氧化剂1010后以25-30rpm的搅拌速度搅 拌25-28min后得到混合物料；将混合物料加入置于平板硫化机上热压5-10min后，取出冷 却至室温得到环保塑料材料，其中平板成型压力为13-16MPa，成型温度为153-155?。
2. 如权利要求1所述环保塑料材料，其特征在于，改性聚-β -羟丁酸PHB为聚-β -羟 丁酸ΡΗΒ与高顺式顺丁橡胶按重量比为1-2:1-1. 5进行共混改性而得。
3. 如权利要求2所述环保塑料材料，其特征在于，聚己内酯PCL、改性聚-β -羟丁酸 ΡΗΒ和花生蛋白粉的重量比为23-24 :66-67 :14-16。
4. 如权利要求3所述环保塑料材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL 23-24份，改性聚-β -羟丁酸PHB 66-67份，花生蛋白粉14-16份，黄麻纤维1. 6-1. 7份，木 质纤维3. 2-3. 4份，硅烷偶联剂ΚΗ5801. 15-1. 26份，乳酸钠2. 4-2. 7份，双乙酸钠1. 3-1. 5 份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP2. 03-2. 16份，环氧妥尔油酸丁酯5. 4-6. 7份，氧化淀粉 2. 2-3. 6份，纳米白炭黑21-22份，轻质碳酸钙6. 5-7. 3份，海泡石粉3. 1-4. 4份，抗氧化剂 10101. 1-1. 3 份。
5. 如权利要求3所述环保塑料材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚己内酯PCL 23. 3份，改性聚-β -羟丁酸ΡΗΒ 66. 5份，花生蛋白粉15份，黄麻纤维1. 66份，木质纤维 3. 3份，硅烷偶联剂ΚΗ5801. 2份，乳酸钠2. 5份，双乙酸钠1. 4份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 2. 1份，环氧妥尔油酸丁酯6份，氧化淀粉3份，纳米白炭黑21. 7份，轻质碳酸钙7份，海泡 石粉4份，抗氧化剂10101. 2份。
6. 如权利要求1-5任一项所述环保塑料材料，其特征在于，在制备过程中，将硅烷偶联 剂ΚΗ580加入黄麻纤维和木质纤维中以33-34rpm的搅拌速度搅拌4. 5-5. 6min，然后加入花 生蛋白粉以28-29rpm的搅拌速度搅拌8-9min，接着加入聚己内酯PCL、改性聚-β -轻丁酸 ΡΗΒ后将温度升至141 °C并继续以37-38rpm的搅拌速度搅拌10. 5-11. 2min，再加入乳酸钠、 双乙酸钠、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧妥尔油酸丁酯、氧化淀粉、纳米白炭黑、轻质碳酸 钙、海泡石粉、抗氧化剂1010后以27-28rpm的搅拌速度搅拌26-27min后得到混合物料；将 混合物料加入置于平板硫化机上热压7-9min后，取出冷却至室温得到环保塑料材料，其中 平板成型压力为14_15MPa，成型温度为154°C。
【文档编号】C08K3/36GK104086964SQ201410373957
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】李元焕 申请人:宁国市日格美橡塑制品有限公司