[发明专利]食品级聚丙烯复合材料及其制备方法与用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚烯烃复合材料，具体的说涉及一种食品级 聚丙烯复合材料及其制备方法与用途；属于新型材料技术领域。

背景技术

聚丙烯通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而 高度结晶化，故熔点高达167℃，耐热，制品可用蒸汽消毒是其突 出优点。密度为0.90g/cm³，是最轻的通用塑料。耐腐蚀，抗张强度 可以达到30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。

聚丙烃是以石油为原料制备而成的高分子材料，石油又是目 前人类赖以生存的主要能源，而地球上的石油资源毕竟是有限的， 因此，节约石油资源是世界各国都在关注的大问题。

为了扩大聚丙烯的应用范围并降低成本，可以对其进行改进， 将CaCO₃填充到聚丙烯中，可以大幅度的提高基体的综合性能。 聚丙烯与CaCO₃的组成、结构和性能相差甚远，二者之间的相容 性差，复合后虽然刚性可以提高，但强度尤其是韧性却明显下降， CaCO₃填充量越大，下降的越显著，严重地影响聚丙烯复合材料的 应用和发展。

中国专利申请(公开号：CN1502653A)涉及一种聚烯烃/无机 粉料复合材料的补强增韧材料与用途，具体公开了利用活化剂处 理无机粉体，使无机粉体表面包覆一层能与聚烯烃产生较好亲合 性的膜，与聚烯烃复合时可形成均匀分散稳定体系。在无机粉体 填充量高达50wt％以上情况下，虽然该复合材料具有较好的力学 性能，其中冲击强度比基体树脂最高可提高3-5倍。但是该复合 材料降解性能较差，用其生产餐饮具环保性能较差，不符合卫生 标准。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的缺陷，提供一种不仅 力学性能好，成本较低；而且降解性能好，具有较高环保性能的 食品级聚丙烯复合材料。

本发明的上述目的可以通过下列技术方案来实现的：一种食 品级聚丙烯复合材料，该复合材料由以下质量百分比的成分组成：

聚丙稀：48-78wt％；食品级添加剂碳酸钙：20-50wt％；

食品级加工助剂：0.5-2wt％；食品级着色剂：0-1.0wt％； 其中所述的食品级标准为：以干基计含量为98.0-100％，干燥失 重≤2.0％，酸不溶物含量≤0.2％，氟化物含量≤0.005％，碱金属 及镁盐含量≤1.0％，砷金属含量≤3.0mg/kg，铅金属含量≤3.0 mg/kg。

本发明在刚性粒子增韧理论指导下，成功地解决了这一问题。 在食品级添加剂碳酸钙填充量高达50wt％的情况下，复合材料的 刚性、硬度等力学性能均得以提高，但冲击强度稍有减少，降低 材料成本10-30％，又符合卫生标准，填充食品级添加剂碳酸钙 餐饮具较传统餐具更容易降解。

本发明的另一个目的是在GMP(Good Manufacturing Practice)与HACCP(Hazard Analysis and Critical Control Point)条件下，提供一种食品级添加剂碳酸钙含量为20-50wt ％高强度高硬度的食品级聚丙稀复合材料制备餐饮具。

在上述的食品级聚丙烯复合材料中，该复合材料由以下优选 质量百分比的成分组成：

聚丙稀：53-73wt％；食品级添加剂碳酸钙：25-45wt％；

食品级加工助剂：0.6-1.5wt％；食品级着色剂：0-1.0wt％。

在上述的食品级聚丙烯复合材料中，该复合材料由进一步的 优选质量百分比的成分组成：

聚丙稀：58-68wt％；食品级添加剂碳酸钙：30-40wt％；

食品级加工助剂：0.8-1.2wt％；食品级着色剂：0-1.0wt％。

其中采用的聚丙烯符合21CFR177.1520标准，该标准如表1 所示：

表1：本发明采用的聚丙烯复合的标准