一种增强型淀粉基包装复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种增强型淀粉基包装复合材料及其制备方法，该淀粉基包装复合材料由如下重量份的原料制成：木薯淀粉、玉米淀粉、龙葵子粉、氯化钙、纳米凹凸棒土、硼酸、木鱼石粉、磷酸胍、木质素磺酸钙、芥酸酰胺、蜂蜡、乙酰柠檬酸三辛酯、甲基环氧乙烷、硬脂酸锌、蓖麻油、硅烷偶联剂。本发明制备的包装复合材料的力学性能好，其拉伸强度高达72.5?77.9MPa，断裂伸长率高达147?164%，浸水1小时后其拉伸强度和断裂伸长率仍然保持在较高值，表现出较佳的耐水性，解决了传统的淀粉基包装材料的性能上的不足，具有良好的应用价值。
【专利说明】
一种増强型淀粉基包装复合材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于材料领域，具体涉及一种增强型淀粉基包装复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，塑料包装及塑料包装产品在市场上所占的份额越来越大。但是塑料包装材 料的稳定性较差，在受热和光照的作用下会发生分解，不仅会产生有毒物质而污染环境，也 会导致力学强度下降，此外，塑料包装材料对石油资源过分依赖，因此研发出绿色环保且不 依赖石油资源的包装材料显得尤为紧迫。
[0003] 现今的可降解材料种类较多，其中淀粉由于其价格低廉和来源广，可通过改性与 复合制备了多种生活与工业用品，如淀粉基膜、淀粉餐具等。然而作为天然高分子材料的淀 粉，由于其自身的力学性能较差;此外，由于淀粉易吸水，造成霉变同时也会导致力学性能 显著下降，因此淀粉基包装材料只能适用于力学性能要求较低的领域，无法满足更加广泛 的应用需求。由此，制备出一种力学性能改善的增强型淀粉基包装复合材料尤为重要。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决现有技术问题的至少一种，提供一种增强型淀粉基包装复合材料 及其制备方法。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的： 本发明公开了一种增强型淀粉基包装复合材料，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、龙葵子粉15-23份、氯化钙5-13份、纳米凹凸棒土 4-9份、硼酸5-8份、木鱼石粉4-10份、磷酸胍2-7份、木质素磺酸钙5-11份、芥酸酰胺3-9份、蜂蜡2-5份、乙 酰柠檬酸三辛酯4-8份、甲基环氧乙烷3-6份、硬脂酸锌2-5份、蓖麻油4-8份、硅烷偶联剂3-6 份。
[0006] 优选的，所述木鱼石粉粒度为20-100目。
[0007] 所述硅烷偶联剂KH-560或KH-171。
[0008]所述的增强型淀粉基包装复合材料，由如下重量份的原料制成:木薯淀粉28份、玉 米淀粉21份、龙葵子粉18份、氯化钙7份、纳米凹凸棒土 6份、硼酸7份、木鱼石粉5份、磷酸胍5 份、木质素磺酸钙8份、芥酸酰胺6份、蜂蜡4份、乙酰柠檬酸三辛酯7份、甲基环氧乙烷4份、硬 脂酸锌3份、蓖麻油5份、硅烷偶联剂5份。
[0009]本发明还提供上述增强型淀粉基包装复合材料的制备方法，包括如下制备步骤： 1) 按上述重量份称重配比各组分原料； 2) 将木薯淀粉、玉米淀粉、龙葵子粉，与木质素磺酸钙、芥酸酰胺、甲基环氧乙烷和硼酸 一起加入混合机中，在110-135°C下搅拌20-35min，取出冷却，得到混料A; 3) 将纳米凹凸棒土、木鱼石纤维与磷酸胍、乙酰柠檬酸三辛酯、硬脂酸锌、氯化钙、硅烷 偶联剂一起加入混合机中，在55-80°C下搅拌15-35min，取出冷却，得到混料B; 4) 将余下原料、混料A和混料B-起加入到双螺杆挤出机中挤出，冷却造粒，即得所述增 强型淀粉基包装复合材料。
[0010] 优选的，所述步骤2)中在118 °C下搅拌25min。
[0011] 所述步骤3)中在68°C下搅拌20min。
[0012] 所述步骤4)中所述挤出温度为140-176°C，挤出转速为55rpm。
[0013] 由于采用了以上技术方案，本发明具有如下有益效果： 本发明制备的包装复合材料的力学性能好，其拉伸强度高达72.5-77.9MPa，断裂伸长 率高达147-164%，浸水1小时后其拉伸强度和断裂伸长率仍然保持在较高值，表现出较佳的 耐水性，解决了传统的淀粉基包装材料的性能上的不足，具有良好的应用价值。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。
[0015] 实施例一 一种增强型淀粉基包装复合材料的制备方法，包括如下制备步骤： 1) 按上述重量份称重配比各组分原料:木薯淀粉22份、玉米淀粉18份、龙葵子粉15份、 氯化钙5份、纳米凹凸棒土4份、硼酸5份、20-100目木鱼石粉4份、磷酸胍2份、木质素磺酸钙5 份、芥酸酰胺3份、蜂蜡2份、乙酰柠檬酸三辛酯4份、甲基环氧乙烷3份、硬脂酸锌2份、蓖麻油 4份、硅烷偶联剂KH-560 3份； 2) 将木薯淀粉、玉米淀粉、龙葵子粉，与木质素磺酸钙、芥酸酰胺、甲基环氧乙烷和硼酸 一起加入混合机中，在110 °C下搅拌20min，取出冷却，得到混料A; 3) 将纳米凹凸棒土、木鱼石纤维与磷酸胍、乙酰柠檬酸三辛酯、硬脂酸锌、氯化钙、硅烷 偶联剂一起加入混合机中，在55°C下搅拌15min，取出冷却，得到混料B; 4) 将余下原料、混料A和混料B-起加入到双螺杆挤出机中挤出，其挤出温度为140-176 °C，挤出转速为55rpm，冷却造粒，即得所述增强型淀粉基包装复合材料。
[0016] 实施例二 一种增强型淀粉基包装复合材料的制备方法，包括如下制备步骤： 1) 按上述重量份称重配比各组分原料:木薯淀粉37份、玉米淀粉24份、龙葵子粉23份、 氯化钙13份、纳米凹凸棒土9份、硼酸8份、20-100目木鱼石粉10份、磷酸胍7份、木质素磺酸 钙11份、芥酸酰胺9份、蜂蜡5份、乙酰柠檬酸三辛酯8份、甲基环氧乙烷6份、硬脂酸锌5份、蓖 麻油8份、硅烷偶联剂KH-171 3-6份； 2) 将木薯淀粉、玉米淀粉、龙葵子粉，与木质素磺酸钙、芥酸酰胺、甲基环氧乙烷和硼酸 一起加入混合机中，在135°C下搅拌35min，取出冷却，得到混料A; 3) 将纳米凹凸棒土、木鱼石纤维与磷酸胍、乙酰柠檬酸三辛酯、硬脂酸锌、氯化钙、硅烷 偶联剂一起加入混合机中，在80°C下搅拌35min，取出冷却，得到混料B; 4) 将余下原料、混料A和混料B-起加入到双螺杆挤出机中挤出，其挤出温度为140-176 °C，挤出转速为55rpm，冷却造粒，即得所述增强型淀粉基包装复合材料。
[0017] 实施例三 一种增强型淀粉基包装复合材料的制备方法，包括如下制备步骤： 1)按上述重量份称重配比各组分原料:木薯淀粉30份、玉米淀粉21份、龙葵子粉16份、 氯化钙9份、纳米凹凸棒土6份、硼酸6份、20-100目木鱼石粉7份、磷酸胍3份、木质素磺酸钙8 份、芥酸酰胺6份、蜂蜡3份、乙酰柠檬酸三辛酯6份、甲基环氧乙烷4.5份、硬脂酸锌3.5份、蓖 麻油6份、硅烷偶联剂KH-560 4.5份； 2) 将木薯淀粉、玉米淀粉、龙葵子粉，与木质素磺酸钙、芥酸酰胺、甲基环氧乙烷和硼酸 一起加入混合机中，在122°C下搅拌27min，取出冷却，得到混料A; 3) 将纳米凹凸棒土、木鱼石纤维与磷酸胍、乙酰柠檬酸三辛酯、硬脂酸锌、氯化钙、硅烷 偶联剂一起加入混合机中，在67°C下搅拌25min，取出冷却，得到混料B; 4) 将余下原料、混料A和混料B-起加入到双螺杆挤出机中挤出，其挤出温度为140-176 °C，挤出转速为55rpm，冷却造粒，即得所述增强型淀粉基包装复合材料。
[0018]实施例四 一种增强型淀粉基包装复合材料的制备方法，包括如下制备步骤： 1) 按上述重量份称重配比各组分原料:木薯淀粉28份、玉米淀粉21份、龙葵子粉18份、 氯化钙7份、纳米凹凸棒土 6份、硼酸7份、木鱼石粉5份、磷酸胍5份、木质素磺酸钙8份、芥酸 酰胺6份、蜂蜡4份、乙酰柠檬酸三辛酯7份、甲基环氧乙烷4份、硬脂酸锌3份、蓖麻油5份、硅 烷偶联剂KH-560 5份； 2) 将木薯淀粉、玉米淀粉、龙葵子粉，与木质素磺酸钙、芥酸酰胺、甲基环氧乙烷和硼酸 一起加入混合机中，在118 °C下搅拌25min，取出冷却，得到混料A; 3) 将纳米凹凸棒土、木鱼石纤维与磷酸胍、乙酰柠檬酸三辛酯、硬脂酸锌、氯化钙、硅烷 偶联剂一起加入混合机中，在68°C下搅拌20min，取出冷却，得到混料B; 4) 将余下原料、混料A和混料B-起加入到双螺杆挤出机中挤出，其挤出温度为140-176 °C，挤出转速为55rpm，冷却造粒，即得所述增强型淀粉基包装复合材料。
[0019]实施例五 一种增强型淀粉基包装复合材料的制备方法，包括如下制备步骤： 1) 按上述重量份称重配比各组分原料:木薯淀粉24份、玉米淀粉19份、龙葵子粉17份、 氯化钙8份、纳米凹凸棒土5份、硼酸6份、20-100目木鱼石粉5份、磷酸胍6份、木质素磺酸钙9 份、芥酸酰胺7份、蜂蜡4份、乙酰柠檬酸三辛酯5份、甲基环氧乙烷5份、硬脂酸锌4份、蓖麻油 6份、硅烷偶联剂KH-171 4份； 2) 将木薯淀粉、玉米淀粉、龙葵子粉，与木质素磺酸钙、芥酸酰胺、甲基环氧乙烷和硼酸 一起加入混合机中，在125°C下搅拌30min，取出冷却，得到混料A; 3) 将纳米凹凸棒土、木鱼石纤维与磷酸胍、乙酰柠檬酸三辛酯、硬脂酸锌、氯化钙、硅烷 偶联剂一起加入混合机中，在70°C下搅拌18min，取出冷却，得到混料B; 4) 将余下原料、混料A和混料B-起加入到双螺杆挤出机中挤出，其挤出温度为140-176 °C，挤出转速为55rpm，冷却造粒，即得所述增强型淀粉基包装复合材料。
[0020] 对比例一 本对比例的配比及制备方法同实施例一，不同之处为:不包含龙葵子粉、木鱼石粉和蜂 蜡。
[0021] 对比例二 本对比例的配比及制备方法同实施例一，不同之处为:不包含纳米凹凸棒土、磷酸胍和 芥酸酰胺。
[0022]测试例 将上述五个实施例和两个对比例所制备的包装复合材料进行相关性能测试，其测试结 果为：
由上表可知，本发明制备的包装复合材料的力学性能好，其拉伸强度高达72.5-77.9MPa，断裂伸长率高达147-164%，浸水1小时后其拉伸强度和断裂伸长率仍然保持在较 高值，表现出较佳的耐水性，解决了传统的淀粉基包装材料的性能上的不足，具有良好的应 用价值。
【主权项】
1. 一种增强型淀粉基包装复合材料，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、龙葵子粉15-23份、氯化钙5-13份、纳米凹凸棒土 4-9份、硼酸5-8份、木鱼石粉4-10份、磷酸胍2-7份、木质素磺酸钙5-11份、芥酸酰胺3-9份、蜂蜡2-5份、乙 酰柠檬酸三辛酯4-8份、甲基环氧乙烷3-6份、硬脂酸锌2-5份、蓖麻油4-8份、硅烷偶联剂3-6 份。2. 根据权利要求1所述的增强型淀粉基包装复合材料，其特征在于，所述木鱼石粉粒度 为20-100 目。3. 根据权利要求1所述的增强型淀粉基包装复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂 KH-560或KH-171。4. 根据权利要求1所述的增强型淀粉基包装复合材料，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、龙葵子粉18份、氯化|丐7份、纳米凹凸棒土6份、硼酸7 份、木鱼石粉5份、磷酸胍5份、木质素磺酸钙8份、芥酸酰胺6份、蜂蜡4份、乙酰柠檬酸三辛酯 7份、甲基环氧乙烷4份、硬脂酸锌3份、蓖麻油5份、硅烷偶联剂5份。5. 根据权利要求1所述的增强型淀粉基包装复合材料的制备方法，其特征在于，包括如 下制备步骤： 1) 按上述重量份称重配比各组分原料； 2) 将木薯淀粉、玉米淀粉、龙葵子粉，与木质素磺酸钙、芥酸酰胺、甲基环氧乙烷和硼酸 一起加入混合机中，在110-135°C下搅拌20-35min，取出冷却，得到混料A; 3) 将纳米凹凸棒土、木鱼石纤维与磷酸胍、乙酰柠檬酸三辛酯、硬脂酸锌、氯化钙、硅烷 偶联剂一起加入混合机中，在55-80°C下搅拌15-35min，取出冷却，得到混料B; 4) 将余下原料、混料A和混料B-起加入到双螺杆挤出机中挤出，冷却造粒，即得所述增 强型淀粉基包装复合材料。6. 根据权利要求5所述的增强型淀粉基包装复合材料的制备方法，其特征在于，所述步 骤2)中在118°C下搅拌25min。7. 根据权利要求5所述的增强型淀粉基包装复合材料的制备方法，其特征在于，所述步 骤3)中在68°C下搅拌20min。8. 根据权利要求5所述的增强型淀粉基包装复合材料的制备方法，其特征在于，所述步 骤4)中所述挤出温度为140-176 °C，挤出转速为55rpm。
【文档编号】C08K13/04GK105860147SQ201610338431
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】匡学明
【申请人】苏州倍力特物流设备有限公司