[发明专利]一种蛋壳粉填充聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸复合材料及其制备方法，尤其是指一种蛋壳粉填充可生物降解聚 乳酸的复合材料及其制备方法。

背景技术

我国是世界上养禽最多的国家，其产蛋量已连续20年居世界之首位。我国虽然有丰富的 蛋壳资源，但加工利用蛋壳的厂家却微乎其微，蛋壳的开发研究也很薄弱，大量的鸡蛋壳被 废弃。按蛋壳占整蛋质量的12％计算，我国每年会产出400多万吨蛋壳。这些未被利用的蛋 壳成批地抛入垃圾堆，不仅对环境造成污染，也是资源的浪费。若将蛋壳收集起来，进行综 合利用，既可增加经济效益，又可避免对生态环境的污染。在蛋壳开发利用方面，发达国家 在技术上领先一步，美国科学家将蛋壳和壳膜完全分离后把蛋壳用于营养制造业、制药业和 化工业等方面，而日本则利用蛋壳制作的蛋壳补钙，吸收率大于普通钙源。中国专利 CN1077118A用禽蛋壳经电解、真空高温抽取生物活性钙素，用作食品强化剂；中国专利 CN111514A用壳内膜提取蛋膜素，应用于化妆品之中。目前尚未发现蛋壳作为塑料填料的研 究。

另外，随着全球经济的不断发展，工农业对石油资源消耗的不断增加，使石油资源面临 枯竭，另一方面各种依赖石油的不可降解塑料用量却在不断增长，造成严重的白色污染，给 世界可持续发展带来了巨大的挑战。生物可降解材料聚乳酸以其具备可降解的优异特性大有 取代传统塑料的趋势。聚乳酸是一种以可再生植物资源为原料经过化学合成制备的生物降解 高分子材料，摆脱了对传统资源的依赖，其生产制造过程造成的环境污染小，且具有良好的 生物降解性，降解产生的二氧化碳和水可以返回自然界，重新参加植物的光合作用，从而维 持自然界的碳循环平衡，满足可持续发展的要求，大力开发环境友好型生物降解高分子材料 已经引起了世界各国广泛的关注，中国也不例外。对此，国家不断加大对这方面的科研投资 力度，并且已列入国家支撑项目等重大研究计划。

因此，用蛋壳粉作为填料填充聚乳酸复合材料，即可降低废弃蛋壳带来的环境污染，提 高其经济效益，又可降低聚乳酸复合材料的生产成本，使其性价比更接近于传统塑料，拓宽 其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于开发一种蛋壳粉填充聚乳酸复合材料，提供一种外表美观、力学性能 好、物美价廉的聚乳酸复合材料制备技术。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种蛋壳粉填充聚乳酸复合材料，其特征在于该复合材料的组成以质量份计为：

在上述蛋壳粉填充聚乳酸复合材料中，所述的蛋壳粉按下述方法制备：

1.蛋壳的预处理：将蛋壳用水清洗干净，去除表面角质层，干燥，碾碎；

2.将碾碎过的蛋壳小块用粉碎机粉碎或用球磨机粗磨，100～120℃下干燥8～10h，过 筛至100、200、400目。

在上述的蛋壳粉填充聚乳酸复合材料中，所述的润滑剂为硬酯酰胺、油酸酰胺、芥酸酰 胺、乙撑基双硬酯酰胺、亚烷基双硬酯酰胺、硬脂酸锌或硬脂酸钙中的一种。

在上述的蛋壳填充聚乳酸复合材料中，所述的热稳定剂为顺丁烯二酸酐或环氧大豆油。

在上述的蛋壳粉填充聚乳酸复合材料中，所述的抗氧剂为四季戊四醇酯、丙酸十八醇酯 或1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5叔丁基苯基)丁烷中的一种。

本发明还提供上述聚乳酸复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

a)混合：按质量份计，将聚乳酸68～98份，蛋壳粉1～30份，润滑剂0.5～2.0份，热 稳定剂0.1～1.0份，抗氧剂0.5～2.0份，其中聚乳酸的粘均分子量为10～30万；进 行混合，混合后放入高速搅拌机中搅拌均匀；

b)挤出造粒：将上述搅拌均匀的成分放入双螺杆挤出机中挤出造粒；

c)注塑成型：将上述复合材料粒子注塑成弯曲、冲击、拉伸样条，待测。

本发明的优点是：

(1)由于本发明的复合材料采用聚乳酸为主要原料，与天然废弃物蛋壳粉进行熔融共混， 复合材料为完全可生物降解材料；具有优异的力学性能，其中拉伸强度可以高达40～60MPa。

(2)本发明采用的蛋壳粉是一种天然废弃物，若不利用会造成环境污染，因此将蛋壳收 集起来，进行综合利用，既可增加经济效益，又可避免对生态环境的污染。