[发明专利]一种改进型生物合成树脂

说明书

技术领域

本发明涉及生物质微粉粒径、表面形貌及表面官能团的控制方法，通过该方法可以在不损害使用性能的前提下，提高生物合成树脂中生物质组分的百分含量。

背景技术

目前我国已与多国达成了自由贸易协定，在进出口关税大幅度降低的同时，由于产品包装达不到国际公认的环保要求，而缴纳的环保税成了制约我国产品出口的另一个主要壁垒。这就迫切要求我国的塑料包装产业向绿色、环保以及可降解的方向发展。应对上述的环境壁垒，利用天然植物为原料来制备出对人体无害的食品用包装材料成为近期塑料领域的研究热点。韩国公开专利第1020110134987号， 将天然植物原料的黄麻、大麻、亚麻、竹子、白麻、剑麻、稻草、稻糠、木粉、绿茶等有机天然粉末加入到生分解性树脂和通用树脂中，通过复合挤出或注塑制备出生物基树脂及复合材料。但是在利用天然植物原料的生物塑料生产中，含有生物质的生物合成树脂的最终产品中生物质的含量仅为25%左右。若进一步提高生物质的最终产品中的含量则产品的性能无法达到使用的要求。

发明内容

本发明是为了解决上述技术上的问题，通过对生物质的表面状况进行控制，能够提高生物合成树脂产品中生物质的百分含量。

本发明在确保使用性能和加工性能的条件下，通过表面控制的方法，提高生物质在生物基树脂及复合材料中的含量，已达到降低成本，提高环保性能，减少二氧化碳排放的作用。

本发明的一种改进型生物合成树脂，它包括质量分数为30~60%生物质微粉组合物、质量分数为12~50%树脂、质量分数为0.5~5%的相容剂、质量分数为0.5~3%的合成树脂用润滑剂和质量分数为5~20%的无机填充剂；

所述的生物质微粉组合物是由生物质、表面改性剂、包覆剂、氧化钙和四氯化钛制成，

所述的生物质微粉组合物制备方法为：在含有质量分数为8~10%水分的生物质粗粉中添加氧化钙及四氯化钛，进行干燥，在温度100~200℃条件下使用气流粉碎机进行微粉化处理，并在微粉化处理后使用包覆剂和表面改性剂对其进行喷涂处理；其中，氧化钙的加入量为生物质质量的10~20%，四氯化钛的加入量为生物质质量的1~10%，包覆剂和表面改性剂的使用量之和为生物质质量的5~20%。

本发明包含以下有益效果：

采用本发明提供的方法，可以控制生物质微粉的比表面积、表面基团和表面相容性，从而能够提高生物质在生物基树脂及复合材料中的百分含量，提高其机械性能及稳定性，同时赋予最终产品更强的可降解能力，较低的密度和环保特征。本发明从三个方面解决本发明要解决的问题。首先，采用针对含有8~10%水分的生物质粗粉进行化学干燥，然后再进行微粉化处理，控制生物质微粉的比表面积。其次，对干燥和微粉化后的生物质微粉进行表面改性和包覆，控制生物质微粉的表面基团，并防止其再次吸收水分以及团聚。最后，在生物合成树脂的组合物中加入相容剂，增加生物质表面与树脂表面之间的相容性，控制生物质表面与树脂之间的相容性，使两者之间易于润湿，并能够形成牢固的结合。

附图说明

图1 未加入干燥剂的生物质微粉的粒径分布图；

图2 加入干燥剂后的生物质微粉的粒径分布图；

图3 表面处理前后生物质微粉的红外光谱谱图；

图4 表面处理前后生物质微粉的XPS谱图；

图5 表面处理前后生物合成树脂表面有机碳含量分析图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种改进型生物合成树脂，它包括质量分数为30~60%生物质微粉组合物、质量分数为12~50%树脂、质量分数为0.5~5%的相容剂、质量分数为0.5~3%的合成树脂用润滑剂和质量分数为5~20%的无机填充剂；

所述的生物质微粉组合物是由生物质、表面改性剂、包覆剂、氧化钙和四氯化钛制成，

所述的生物质微粉组合物制备方法为：在含有质量分数为8~10%水分的生物质粗粉中添加氧化钙及四氯化钛，进行干燥，在温度100~200℃条件下使用气流粉碎机进行微粉化处理，并在微粉化处理后使用包覆剂和表面改性剂对其进行喷涂处理；其中，氧化钙的加入量为生物质质量的10~20%，四氯化钛的加入量为生物质质量的1~10%，包覆剂和表面改性剂的使用量之和为生物质质量的5~20%。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：在生物质微粉组合物制备过程中，氧化钙和四氯化钛作为干燥剂与生物质混合后，于恒温加热釜体中预先进行干燥处理，然后在在温度100~200℃条件下使用气流粉碎机进行微粉化处理。其它与具体实施方式一相同。