本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种淀粉基可降解pp/phb复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯(pp)是五大通用塑料之一，由于质轻、无毒、易于加工、抗扰曲性、价格低廉、经久耐用等优点，在工业界得到广泛的应用。但是聚丙烯(pp)也具有难以降解的缺点，废弃的聚丙烯塑料埋在地里自行降解的时间可能长达数百年，严重污染了环境。
聚羟基丁酸酯树脂(phb)是近些年迅速发展起来的生物高分子材料，是很多微生物合成的一种天然高分子生物材料--细胞内聚酯。聚羟基丁酸酯树脂(phb)是一种性能优良的环保生物塑料，同时具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的热加工性能，其分解产物可全部为生物利用。聚羟基丁酸酯树脂(phb)还有较好的气体阻隔性、水解稳定性以及低挥发性等优点，可以在包装材料、粘合材料、喷涂材料和衣料、器具类材料、电子产品、耐用消费品、农业产品、自动化产品、化学介质和溶剂等领域中得到广泛的应用。但是聚羟基丁酸酯树脂(phb)的缺点是生产成本高，市场价格更是聚丙烯的4-6倍，大大限制了其应用。
目前大多数可降解聚丙烯塑料都是通过在聚丙烯中简单的填充淀粉、纤维等天然可降解高分子来改善，但是这些材料降解速率较慢，且拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均很低，不能满足某些使用要求。
因此，有必要做进一步改进。
技术实现要素：
本发明的目的旨在提供一种淀粉基可降解pp/phb复合材料及其制备方法，是一种绿色环保可降解复合材料，其具有快速降解，降低环境污染，降低聚羟基丁酸酯树脂成本的优点，并且有良好的力学性能、加工性能和耐溶剂性能，应用广泛，实用性强。
按此目的设计的一种淀粉基可降解pp/phb复合材料，其特征在于：按重量份数包括共聚型聚丙烯树脂20-40份，聚羟基丁酸酯树脂30-40份，淀粉20-30份，增韧相容剂2-4份，增塑剂1-2份，偶联剂0.5-1份，光降解催化剂0.1-0.5份，抗氧剂0.2-0.5份和润滑分散剂0.5-1份。
所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉中的一种或多种组合。
所述增韧相容剂为poe-g-gma、poe-g-mah、ema-gma、acr、eva中的一种或多种组合。
所述增塑剂为环氧大豆油、甘油、dop中的一种或多种组合。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种组合。
所述光降解剂为硬脂酸铈、硬脂酸铯、硬脂酸铁和纳米二氧化钛中的一种或多种组合。
所述润滑分散剂为ebs、pe蜡中的一种或多种组合。
所述抗氧剂为亚磷酸酯类、多元受阻酚类中的一种或多种组合。
上述淀粉基可降解pp/phb复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，准确称量权利要求1中各物料的重量；
步骤二，将淀粉与偶联剂、润滑分散剂加入到高速搅拌机中搅拌得到改性淀粉；
步骤三，将共聚型聚丙烯树脂、聚羟基丁酸酯树脂、增韧相容剂和增塑剂，按照顺序依次加入到高速搅拌机搅拌；然后再加入步骤二得到的改性淀粉、及光降解催化剂和抗氧剂，再用高速搅拌机搅拌得到混合物；
步骤四，将步骤三得到的混合物送入到双螺杆挤出机中，挤出切粒后得到环保易降解的淀粉基pp/phb复合材料。
步骤二中，高速搅拌机的搅拌转速为600r/min、搅拌时间为5min；步骤三中，高速搅拌机第一次工作的搅拌转速为300r/min、搅拌时间为3min，高速搅拌机第二次工作的搅拌转速为300r/min、搅拌时间为3min；步骤四中，所述双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机各温区的温度设定标准为170-200℃。
本发明具有以下有效效果：
1.本淀粉基可降解pp/phb复合材料暴露在土壤表面时，由于受到光照，在光降解催化剂的作用下可以快速发生光降解；当埋到地底下后，由于含有聚羟基丁酸酯树脂(phb)和淀粉成分也可以快速发生生物降解，不会受到环境因素的限制，且大大降低了塑料对环境的污染；
2.本淀粉基可降解pp/phb复合材料通过使用聚丙烯(pp)、聚羟基丁酸酯树脂(phb)和淀粉制成复合材料，大大降低了聚羟基丁酸酯树脂(phb)的成本，且具有良好的力学性能、加工性能和良好的耐溶剂性，应用更为广泛；
3.本淀粉基可降解pp/phb复合材料抗拉强度、断裂伸长率和冲击强度高，具有非常大的实用性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
本淀粉基可降解pp/phb复合材料，按重量份数包括共聚型聚丙烯树脂(pp)20-40份，聚羟基丁酸酯树脂(phb)30-40份，淀粉20-30份，增韧相容剂2-4份，增塑剂1-2份，偶联剂0.5-1份，光降解催化剂0.1-0.5份，抗氧剂0.2-0.5份和润滑分散剂0.5-1份。其中，聚羟基丁酸酯树脂既可以发生微生物降解，又可以提高复合材料的拉伸强度；通过将共聚型聚丙烯树脂(pp)、聚羟基丁酸酯树脂(phb)和淀粉复合制成可降解材料，当聚羟基丁酸酯树脂(phb)和淀粉发生微生物降解后，使得剩余的共聚型聚丙烯树脂(pp)变得非常疏松或者变成微小的片状物，增大了比表面积，同时，日光、热、氧等引发光降解催化剂，导致高聚物分子链断裂，分子量下降；本淀粉基可降解pp/phb复合材料可用于制作饮料瓶盖、一次性餐具、玩具、包装、3d打印等耗材。
进一步说，淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉中的一种或多种组合。淀粉来源广泛，价格便宜，既可以增加材料的可降解性，又可以大大降低材料的成本。
进一步说，增韧相容剂为poe-g-gma、poe-g-mah、ema-gma、acr、eva中的一种或多种组合。本增韧相容剂中，pe链段与pp树脂相容性良好，而与之共聚的甲基丙烯酸缩水甘油酯官能团或马来酸酐能与聚羟基丁酸酯树脂中的端羟基和端羧基发生化学反应，从而使得共聚型聚丙烯树脂(pp)和聚羟基丁酸酯树脂(phb)这两种难相容的聚合物结合在一起，得到的复合材料相容性好，性能稳定，同时复合材料的断裂伸长率和冲击强度也大大提高。
进一步说，增塑剂为环氧大豆油、甘油、dop中的一种或多种组合。
进一步说，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种组合。
进一步说，光降解剂为硬脂酸铈、硬脂酸铯、硬脂酸铁和纳米二氧化钛中的一种或多种组合。光降解剂可以通过吸收光能，提高高分子的光降解速率。
进一步说，润滑分散剂为ebs、pe蜡中的一种或多种组合。
进一步说，抗氧剂为亚磷酸酯类、多元受阻酚类中的一种或多种组合。
上述淀粉基可降解pp/phb复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，准确称量权利要求1中各物料的重量；
步骤二，将淀粉与偶联剂、润滑分散剂加入到高速搅拌机中，高速搅拌机的搅拌转速为600r/min、搅拌时间为5min工作，搅拌得到改性淀粉；
步骤三，将共聚型聚丙烯树脂、聚羟基丁酸酯树脂、增韧相容剂和增塑剂，按照顺序依次加入到高速搅拌机搅拌，高速搅拌机的搅拌转速为300r/min、搅拌时间为3min；然后再加入步骤二得到的改性淀粉、光降解催化剂和抗氧剂，再用高速搅拌机搅拌，高速搅拌机的搅拌转速为300r/min、搅拌时间为3min，搅拌得到混合物；
步骤四，将步骤三得到的混合物送入到双螺杆挤出机中，挤出切粒后得到环保易降解的淀粉基pp/phb复合材料；其中，双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机各温区的温度设定标准为170-200℃。
下面是不同对比例与不同实施例的配方对比表：
性能测试方法：
1.将挤出造粒得到的塑料粒子用注塑机注塑成国标样条，测试拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度。
2.将挤出造粒得到的塑料粒子用注塑机注塑成色板，然后分别将色板放置在土壤表面和埋到地底下，让其自然降解，记录自然降解时间。
下表为性能测试结果：
上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。