[发明专利]一种复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，公开了一种聚乳酸与秸秆纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

在自然资源日渐缺乏的今天，充分利用生物材料资源的潜力，发挥生物材料独特的功能和特性，开发其新的应用领域，是当今社会的一个研究热点。现有技术中存在各种各样的复合材料，汽车等产品上一般都会用到复合材料，聚乳酸(PLA)复合材料是其中的一种，其存在密度高、不可全降解的缺点。

发明内容

本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种密度较低、能够完全降解的全再生全降解的高性能轻质复合材料。

本发明实施例的另一个目的是提供复合材料的制备方法。

为了实现上述目的本发明实施例采取的技术方案是：一种复合材料，该复合材料的配方由以下重量百分含量的组分组成：

聚乳酸      45～94.4％

秸秆纤维粉  5～40％

偶联剂      0.2～5％

热稳定剂    0.2～5％

加工助剂    0.2～5％。

本发明提供优选的方案是：一种复合材料，该复合材料的配方由以下重量百分含量的组分组成：

聚乳酸        60～85％

秸秆纤维粉    15～30％

偶联剂        1～4％

热稳定剂      1～4％

加工助剂      1～4％。

所述的秸秆纤维粉的粒径为30-1500目；所述秸秆纤维粉选自谷物秸秆粉、麦类秸秆粉、黍类秸秆粉、甘蔗秆粉和草本类秸秆粉中的一种或者两种以上。

所述的偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、镁类偶联剂、有机锡类偶联剂和锆类偶联剂中的一种或者两种以上。

所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570中的一种或者两种以上；所述钛酸酯类偶联剂选自HW-102、HW-201、HW-311、HW-801中的一种或者两种以上。

所述的热稳定剂选自烷基化单酚、烷基化多酚、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯(TPP)、[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戌四醇酯(1010)、(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、碱金属、碱土金属的硅酸盐、位阻酚、位阻胺和羟基苯并三唑中的一种或者两种以上。

所述的加工助剂为润滑剂和分散剂的混合物；所述润滑剂选自脂肪酸盐和脂肪酸酰胺中的一种或者两种以上。加工助剂在加工和成型时能有效改善各组分分散性、减少有害磨擦。

所述的润滑剂选自石蜡、低分子量聚乙烯、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)中的一种或者两种以上。

本发明提供的另一个技术方案是：一种复合材料的制备方法，包括以下的步骤：

(1)将秸秆粉碎得到秸秆纤维粉；

(2)给秸秆纤维粉中加入偶联剂进行搅拌、混合，将混合物在60～100℃下进行烘干，得到改性秸秆纤维粉；

(3)将聚乳酸、改性秸秆纤维粉、热稳定剂和加工助剂置于高速混合机中，在转速为500～2000rpm，常温下混合30～1000秒，摩擦升温不得高于80℃；

(4)将混合好的原料送入双螺杆挤出机中，在螺杆的高速剪切，混炼和输送下，经熔融挤出、造粒后得到复合材料；所述双螺杆挤出机从喂料口到模头各区的温度为140～200℃；所述双螺杆挤出机的螺杆转速100-250rpm。

乳酸聚合物，又称：聚乳酸；简称：PLA；其主要是以农业经济作物(玉米、小麦、木薯等)的发酵产物乳酸为基本原料制备得来的一种环境友好材料。所以聚乳酸在很多领域被认为是最具潜力和最有前途的可再生可降解高分子材料，是理想的绿色高分子材料。PLA有很多的应用，可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用，目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。