本發(fā)明屬于生物材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種可降解復(fù)合生物塑料材料及其制備工藝。
背景技術(shù)：
：在石油資源日益缺乏，環(huán)境保護壓力日益增大的當(dāng)今形式下，以石油為原料的各種樹脂產(chǎn)品大有被以淀粉等天然生物質(zhì)為基材的生物塑料所取代的趨勢。生物塑料可降低30％-50％的石油資源消耗，還具有可生物降解、化學(xué)助劑用量少的特點，從而大大降低對環(huán)境和消費者的危害。目前各國研發(fā)的生物塑料主要集中于這幾個品種：聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)、聚羥基丁酸(PHB)、聚乙醇酸(PGA)。生物塑料的原料生物質(zhì)主要來源于玉米、土豆、甘蔗、谷物、木材、油等。然而，大部分的生物塑料易燃，使用安全性較低，雖然添加的阻燃劑可改善其阻燃性，但同時也會在一定程度上影響生物塑料的力學(xué)性能，限制了其推廣使用。因此，研制出一種兼具阻燃、安全可靠、力學(xué)性能優(yōu)良且環(huán)保可降解的復(fù)合生物塑料材料對生物塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有極大的促進作用。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種可降解復(fù)合生物塑料材料及其制備工藝，以解決至少一種上述技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案來如下：一種可降解復(fù)合生物塑料材料，由下述原料按重量份制備而成：聚乳酸樹脂42-55份、蟬蛹殼5-14份、核桃殼4-11份、葵瓜子殼2-7份、富馬來芐酯3-8份、乙酸化羊毛豆油2-9份、納米蒙脫石4-8份、雄黃3-6份、滑石粉4-9份、硼砂1-4份、鎢酸鈉2-8份、腐肉胺1-5份、β-葡聚糖3-7份、芥酸酰胺2-5份、增塑劑1-5份、聚甲基丙烯酸甲酯2-6份、磷酸三甲苯酯0.5-3份。上述技術(shù)方案中，所述增塑劑為為甘油、二甘醇、山梨醇、麥芽糖醇或尿素。上述技術(shù)方案中，由下述原料按重量份制備而成：聚乳酸樹脂44-52份、蟬蛹殼6-12份、核桃殼5-10份、葵瓜子殼2.6-6.3份、富馬來芐酯3.4-7.5份、乙酸化羊毛豆油2.2-8.4份、納米蒙脫石4.5-7份、雄黃3.2-5份、滑石粉4.6-8份、硼砂1.5-3.6份、鎢酸鈉2.4-7.5份、腐肉胺1.2-4份、β-葡聚糖3.6-5.9份、芥酸酰胺2.1-3.8份、增塑劑1.4-4.3份、聚甲基丙烯酸甲酯2.5-5.3份、磷酸三甲苯酯0.8-2.4份。上述技術(shù)方案中，由下述原料按重量份制備而成：聚乳酸樹脂47份、蟬蛹殼11份、核桃殼8份、葵瓜子殼5.6份、富馬來芐酯6.2份、乙酸化羊毛豆油5.4份、納米蒙脫石6.3份、雄黃4.8份、滑石粉7份、硼砂2.1份、鎢酸鈉6.3份、腐肉胺3.9份、β-葡聚糖4份、芥酸酰胺2.7份、增塑劑2.2份、聚甲基丙烯酸甲酯4.3、磷酸三甲苯酯1.6份。本發(fā)明的另一技術(shù)方案來如下：一種可降解復(fù)合生物塑料材料的制備方法，包括以下制備步驟：S1、將清潔干燥后的蟬蛹殼、核桃殼、葵瓜子殼在粉碎機中粉碎，分別用2mol/L鹽酸溶液除金屬離子，依次用65℃的3％氫氧化鈉溶液和40％氫氧化鈉處理6-24小時，干燥后制成粉劑，備用；S2、將聚乳酸樹脂、乙酸化羊毛豆油和富馬來芐酯加入高速混合機中，在50-80℃下混合均勻，然后加入步驟S1制備的粉劑、增塑劑、納米蒙脫石、滑石粉、雄黃、聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸三甲苯酯的預(yù)混合物，混合均勻后投入至雙螺桿擠出機，在120-170℃下擠出造粒；S3、將步驟S2中的造粒料與余下原料混合均勻，然后置于熱壓機中熱壓成型，冷卻至室溫，即得。上述技術(shù)方案中，所述步驟S1中粉碎機的轉(zhuǎn)速為3000-6000r/min，粉碎時間為5-20min。上述技術(shù)方案中，所述步驟S2中在65℃下混合均勻；所述步驟S2中雙螺桿擠出機的擠出條件為：一區(qū)120-128℃；二區(qū)130-140℃；三區(qū)145-150℃；四區(qū)155-160℃；五區(qū)165-170℃，機頭溫度160-165℃，螺桿轉(zhuǎn)速為100-300r/min。上述技術(shù)方案中，所述步驟S3中的熱壓工藝參數(shù)為：熱壓壓力45-80MPa，熱壓溫度160-180℃，熱壓時間6-30min。由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明所制備的生物塑料的阻燃性較好，均達到UL94V-0等級，同時還保持良好的力學(xué)性能，其拉伸強度為43-61MPa，缺口沖擊強度為10.4-12.7J/m，彎曲強度為79-86MPa，綜合性能優(yōu)異，并且環(huán)?？山到猓山鉀Q石油資源日益缺乏和環(huán)境污染的問題，市場前景良好。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例1一種可降解復(fù)合生物塑料材料，由下述原料按重量份制備而成：聚乳酸樹脂42份、蟬蛹殼5份、核桃殼4份、葵瓜子殼2份、富馬來芐酯3份、乙酸化羊毛豆油2份、納米蒙脫石4份、雄黃3份、滑石粉4份、硼砂1份、鎢酸鈉2、腐肉胺1份、β-葡聚糖3份、芥酸酰胺2份、增塑劑1份、聚甲基丙烯酸甲酯2份、磷酸三甲苯酯0.5份。所述增塑劑為為甘油。一種可降解復(fù)合生物塑料材料的制備方法，包括以下制備步驟：S1、將清潔干燥后的蟬蛹殼、核桃殼、葵瓜子殼在粉碎機中粉碎，其粉碎機的轉(zhuǎn)速為3000r/min，粉碎時間為5min，分別用2mol/L鹽酸溶液除金屬離子，依次用65℃的3％氫氧化鈉溶液和40％氫氧化鈉處理6小時，干燥后制成粉劑，備用；S2、將聚乳酸樹脂、乙酸化羊毛豆油和富馬來芐酯加入高速混合機中，在50℃下混合均勻，然后加入步驟S1制備的粉劑、增塑劑、納米蒙脫石、滑石粉、雄黃、聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸三甲苯酯的預(yù)混合物，混合均勻后投入至雙螺桿擠出機，在擠出造粒，其擠出條件為：一區(qū)120℃；二區(qū)130℃；三區(qū)145℃；四區(qū)155℃；五區(qū)165℃，機頭溫度160℃，螺桿轉(zhuǎn)速為100r/min；S3、將步驟S2中的造粒料與余下原料混合均勻，然后置于熱壓機中熱壓成型，其熱壓工藝參數(shù)為：熱壓壓力45MPa，熱壓溫度160℃，熱壓時間6min，冷卻至室溫，即得。實施例2一種可降解復(fù)合生物塑料材料，由下述原料按重量份制備而成：聚乳酸樹脂55份、蟬蛹殼14份、核桃殼11份、葵瓜子殼7份、富馬來芐酯8份、乙酸化羊毛豆油9份、納米蒙脫石8份、雄黃6份、滑石粉9份、硼砂4份、鎢酸鈉8份、腐肉胺5份、β-葡聚糖7份、芥酸酰胺5份、增塑劑5份、聚甲基丙烯酸甲酯6份、磷酸三甲苯酯03份。所述增塑劑為為二甘醇。一種可降解復(fù)合生物塑料材料的制備方法，包括以下制備步驟：S1、將清潔干燥后的蟬蛹殼、核桃殼、葵瓜子殼在粉碎機中粉碎，其粉碎機的轉(zhuǎn)速為6000r/min，粉碎時間為20min，分別用2mol/L鹽酸溶液除金屬離子，依次用65℃的3％氫氧化鈉溶液和40％氫氧化鈉處理24小時，干燥后制成粉劑，備用；S2、將聚乳酸樹脂、乙酸化羊毛豆油和富馬來芐酯加入高速混合機中，在80℃下混合均勻，然后加入步驟S1制備的粉劑、增塑劑、納米蒙脫石、滑石粉、雄黃、聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸三甲苯酯的預(yù)混合物，混合均勻后投入至雙螺桿擠出機，在擠出造粒，其擠出條件為：一區(qū)128℃；二區(qū)140℃；三區(qū)150℃；四區(qū)160℃；五區(qū)170℃，機頭溫度165℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min；S3、將步驟S2中的造粒料與余下原料混合均勻，然后置于熱壓機中熱壓成型，其熱壓工藝參數(shù)為：熱壓壓力80MPa，熱壓溫度180℃，熱壓時間30min，冷卻至室溫，即得。實施例3一種可降解復(fù)合生物塑料材料，由下述原料按重量份制備而成：聚乳酸樹脂44份、蟬蛹殼6份、核桃殼5份、葵瓜子殼2.6份、富馬來芐酯3.4份、乙酸化羊毛豆油2.2份、納米蒙脫石4.5份、雄黃3.2份、滑石粉4.6份、硼砂1.5份、鎢酸鈉2.4份、腐肉胺1.2份、β-葡聚糖3.6份、芥酸酰胺2.1份、增塑劑1.4份、聚甲基丙烯酸甲酯2.5份、磷酸三甲苯酯0.8份。所述增塑劑為為山梨醇。一種可降解復(fù)合生物塑料材料的制備方法，包括以下制備步驟：S1、將清潔干燥后的蟬蛹殼、核桃殼、葵瓜子殼在粉碎機中粉碎，其粉碎機的轉(zhuǎn)速為4500r/min，粉碎時間為15min，分別用2mol/L鹽酸溶液除金屬離子，依次用65℃的3％氫氧化鈉溶液和40％氫氧化鈉處理12小時，干燥后制成粉劑，備用；S2、將聚乳酸樹脂、乙酸化羊毛豆油和富馬來芐酯加入高速混合機中，在70℃下混合均勻，然后加入步驟S1制備的粉劑、增塑劑、納米蒙脫石、滑石粉、雄黃、聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸三甲苯酯的預(yù)混合物，混合均勻后投入至雙螺桿擠出機，在擠出造粒，其擠出條件為：一區(qū)124℃；二區(qū)136℃；三區(qū)148℃；四區(qū)158℃；五區(qū)166℃，機頭溫度162℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min；S3、將步驟S2中的造粒料與余下原料混合均勻，然后置于熱壓機中熱壓成型，其熱壓工藝參數(shù)為：熱壓壓力60MPa，熱壓溫度170℃，熱壓時間18min，冷卻至室溫，即得。實施例4一種可降解復(fù)合生物塑料材料，由下述原料按重量份制備而成：聚乳酸樹脂52份、蟬蛹殼12份、核桃殼10份、葵瓜子殼6.3份、富馬來芐酯7.5份、乙酸化羊毛豆油8.4份、納米蒙脫石7份、雄黃5份、滑石粉8份、硼砂3.6份、鎢酸鈉7.5份、腐肉胺4份、β-葡聚糖5.9份、芥酸酰胺3.8份、增塑劑4.3份、聚甲基丙烯酸甲酯5.3份、磷酸三甲苯酯2.4份。所述增塑劑為為麥芽糖醇。一種可降解復(fù)合生物塑料材料的制備方法，包括以下制備步驟：S1、將清潔干燥后的蟬蛹殼、核桃殼、葵瓜子殼在粉碎機中粉碎，其粉碎機的轉(zhuǎn)速為5000r/min，粉碎時間為16min，分別用2mol/L鹽酸溶液除金屬離子，依次用65℃的3％氫氧化鈉溶液和40％氫氧化鈉處理18小時，干燥后制成粉劑，備用；S2、將聚乳酸樹脂、乙酸化羊毛豆油和富馬來芐酯加入高速混合機中，在70℃下混合均勻，然后加入步驟S1制備的粉劑、增塑劑、納米蒙脫石、滑石粉、雄黃、聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸三甲苯酯的預(yù)混合物，混合均勻后投入至雙螺桿擠出機，擠出造粒，其擠出條件為：一區(qū)126℃；二區(qū)138；三區(qū)146℃；四區(qū)158℃；五區(qū)168℃，機頭溫度162℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min；S3、將步驟S2中的造粒料與余下原料混合均勻，然后置于熱壓機中熱壓成型，其熱壓工藝參數(shù)為：熱壓壓力60MPa，熱壓溫度175℃，熱壓時間15min，冷卻至室溫，即得。實施例5一種可降解復(fù)合生物塑料材料，由下述原料按重量份制備而成：聚乳酸樹脂47份、蟬蛹殼11份、核桃殼8份、葵瓜子殼5.6份、富馬來芐酯6.2份、乙酸化羊毛豆油5.4份、納米蒙脫石6.3份、雄黃4.8份、滑石粉7份、硼砂2.1份、鎢酸鈉6.3份、腐肉胺3.9份、β-葡聚糖4份、芥酸酰胺2.7份、增塑劑2.2份、聚甲基丙烯酸甲酯4.3、磷酸三甲苯酯1.6份。所述增塑劑為為甘油、二甘醇、山梨醇、麥芽糖醇或尿素。一種可降解復(fù)合生物塑料材料的制備方法，包括以下制備步驟：S1、將清潔干燥后的蟬蛹殼、核桃殼、葵瓜子殼在粉碎機中粉碎，其粉碎機的轉(zhuǎn)速為4800r/min，粉碎時間為10min，分別用2mol/L鹽酸溶液除金屬離子，依次用65℃的3％氫氧化鈉溶液和40％氫氧化鈉處理18小時，干燥后制成粉劑，備用；S2、將聚乳酸樹脂、乙酸化羊毛豆油和富馬來芐酯加入高速混合機中，在70℃下混合均勻，然后加入步驟S1制備的粉劑、增塑劑、納米蒙脫石、滑石粉、雄黃、聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸三甲苯酯的預(yù)混合物，混合均勻后投入至雙螺桿擠出機，擠出造粒，其擠出條件為：一區(qū)122℃；二區(qū)136℃；三區(qū)147℃；四區(qū)158℃；五區(qū)168℃，機頭溫度162℃，螺桿轉(zhuǎn)速為280r/min；S3、將步驟S2中的造粒料與余下原料混合均勻，然后置于熱壓機中熱壓成型，其熱壓工藝參數(shù)為：熱壓壓力60MPa，熱壓溫度165℃，熱壓時間24min，冷卻至室溫，即得。對比例1本對比例基本同實施例1，不同之處在于：不包含納米蒙脫石、硼砂和腐肉胺。對比例2本對比例基本同實施例1，不同之處在于：不包含鎢酸鈉、雄黃和芥酸酰胺。性能測試對上述實施例和對比例制備的生物塑料材料進行相關(guān)性能測試，其測試結(jié)果為：實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5對比例1對比例2拉伸強度/MPa48535458614143缺口沖擊強度/J/m11.310.411.812.412.78.49.6彎曲強度/MPa79828483866871阻燃性（UL94）V-0V-0V-0V-0V-0V-2V-2由以上測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明所制備的生物塑料的阻燃性較好，均達到UL94V-0等級，同時還保持良好的力學(xué)性能，其拉伸強度為43-61MPa，缺口沖擊強度為10.4-12.7J/m，彎曲強度為79-86MPa，綜合性能優(yōu)異，并且環(huán)保可降解，可解決石油資源日益缺乏和環(huán)境污染的問題，市場前景良好。當(dāng)前第1頁1 2 3