[发明专利]一种茶叶聚烯烃复合材料及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于化学技术领域，特别涉及一种茶叶聚烯烃复合材料及其制备方法。

背景技术

目前，生产和制作塑料包装使用的原料大多数为聚乙烯，聚乙烯高分子制造生产的包装材料领域应用广泛，给日常生活带来了极大的方便,同时也产生了环境污染等许多负面影响,由于聚乙烯不能降解、成本高！如果填充其它材料会造成制品重量增加，所以，不利于长期生产和使用，目前研究的大多数可生物降解材料成本较高,也很难大范围推广使用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种茶叶聚烯烃复合材料及其制备方法，通过自然界中最丰富的可再生有机资源,使用茶叶纤维改性高分子材料制备复合材料,一则可以降低成本，二来可以促进在自然环境中生物降解，三可以改变复合材料的各种性能,扩大应用范围。

本发明一种茶叶聚烯烃复合材料，由以下质量百分比原料制成：硅烷偶联剂处理后的茶叶细粉30%～35%、聚乙烯52%～58%、马来酸酐接枝聚乙烯6%～10%、硬酯酸0.5%～0.8%、PE腊1%～2%、抗氧剂0.5%～0.8%。

一种茶叶聚烯烃复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：用机械磨将茶叶加工成150目的细粉；将细粉浸没入重量浓度2.0%-3.0%的KH550硅烷偶联剂稀释溶液，在搅拌条件下浸泡至少2小时；将浸泡后的细粉过滤分离出固体，在80±2℃条件下干燥至少24小时，得到团状粉末；再用机械磨将团状粉末打散，再次在80±2℃条件下烘干至恒重，获得硅烷偶联剂处理后的茶叶细粉；

步骤2：准备硅烷偶联剂处理后的茶叶细粉、聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、硬酯酸、PE蜡和抗氧剂，其中硅烷偶联剂处理后的茶叶细粉占全部物料总重量的30%～35%，聚乙烯占全部物料总重量的52%～58%,马来酸酐接枝聚乙烯占全部物料总重量的8%～10%,硬酯酸占全部物料总重量的0.5%～0.8%, PE蜡占全部物料总重量的1%～2%,抗氧剂占全部物料总重量的0.5%～0.8%；

步骤3：将硅烷偶联剂处理后的茶叶细粉加入高速混合机内，开启高速混合机，速度为1000rpm，运转5～15分钟，使高速混合机中硅烷偶联剂处理后的茶叶细粉温度达到100～110℃；

步骤4、停止运转高速混合机，向高速混合机中加入马来酸酐接枝聚乙烯，开启高速混合机，速度为500rpm，运转13～18分钟；

步骤5、向高速混合机中加入聚乙烯，变换高速混合机速度为1000rpm，保持5～8分钟； 

步骤6、依次加入硬酯酸、PE蜡和抗氧剂，每加入一种物料使高速混合机速度1000rpm，运转25～35分钟，在高速混合机中获得混合物料；

步骤7、把混合物料采用同向平行双螺杆挤出机进行挤出，在挤出过程中，同向平行双螺杆挤出机的螺杆从前到后控制的四段温度分别为：110～120℃、130～140℃、145～155℃和155～160℃，机头温度165～170℃，螺杆转数40～50r/min；挤出完成后获得茶叶聚烯烃复合材料。

上述的茶叶聚烯烃复合材料依次通过风冷热切粒和自动灌装，最终制成茶叶聚烯烃复合材料颗粒。

上述的抗氧剂选用抗氧剂1010。

上述的硅烷偶联剂选用的牌号为KH550。

上述的聚乙烯选用的牌号为DNDA8320、0474、7042或2650F。

上述的马来酸酐接枝聚乙烯选用的牌号为HD900E、200A、2909、GPM120或EPA-830EA。

上述的PE蜡选用的牌号为CH-100。

上述的硬酯酸选用的牌号为1801。

上述的茶叶聚烯烃复合材料的分子量为40000～300000Dalton，断裂伸长率245～315%，拉伸强度21～31MPa。

本发明的特点和有益效果是：

主要利用聚乙烯与硅烷偶联剂处理后的茶叶细粉的负载技术，通过界面融合，达到功能性生物质高分子材料的性能要求。利用植物纤维可再生，并利于在自然界分解特性制成，既有常规聚乙烯特性，同时又有可降解、提高塑料制品的力学性能、低价、绿色的高分子材料。

1、利用茶叶天然的植物纤维与聚乙烯混合改性，茶叶的添加比例在30%-35%之间，制备具有降解功能的高分子材料，在满足聚乙烯特性需要的同时，具备降解功能，提升材料力学强度。

2、与传统的聚乙烯高分子材料相比，具有强大的成本优势及功能优势，可满足塑料制品领域对聚乙烯材料的使用需要，并可完全节约石油资源。