[发明专利]一种咖啡渣聚乳酸及其制备方法

说明书

本发明公开了一种咖啡渣聚乳酸，属于聚乳酸材料技术领域。咖啡渣聚乳酸包括以下质量百分比的成分：聚乳酸75‑90％、咖啡渣5‑15％、增韧剂3‑7％、润滑剂0.5‑1％、相容剂1‑5％。咖啡渣的粒径为1500‑3000目。咖啡渣聚乳酸的制备方法包括以下步骤：咖啡渣清洗；咖啡渣处理，采用氢氧化钠溶液和乙醇溶液浸泡咖啡渣；聚乳酸干燥；备料；混料；成型。本发明采用上述咖啡渣聚乳酸及其制备方法生产的产品具有强度高、韧性好、安全无毒、可完全降解的优点。采用上述咖啡渣聚乳酸及其制备方法生产的产品拉伸强度大于55MPa，冲击强度不低于35KJ/m²，邵氏硬度在75以上。

技术领域

本发明属于聚乳酸材料技术领域，尤其涉及一种含有咖啡渣的聚乳酸及其制备方法。

背景技术

聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，是一种新型的生物降解材料，由可再生植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。聚乳酸具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。聚乳酸从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布，进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等都有广泛的应用，市场前景十分看好。但是聚乳酸的弹性比较差。

咖啡是世界三大饮品之一，随着人们生活习惯的改变，咖啡的用量呈每年递增的趋势。每生产1千克的咖啡将产生0.9千克的咖啡渣，咖啡渣产量比较大。处理咖啡渣常用的方法就是燃烧和填埋，造成了资源和能源的浪费。咖啡渣的废物利用成为现在的热潮，但是咖啡渣的二次利用多停留在作为吸附除臭剂、植物废料等低阶应用，并且这些利用量比较低。咖啡渣具有较高的强度、耐磨性和耐热性，并且咖啡渣具有咖啡的自然香味，安全无毒，完全可降解。将咖啡渣加入到聚乳酸中不仅可以降低聚乳酸的成分，而且可以提高其强度。但是咖啡渣与聚乳酸的相容性较差，咖啡渣的加入还会导致聚乳酸的韧性下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种咖啡渣聚乳酸，解决咖啡渣与聚乳酸相容性差、韧性差的问题。本发明还提供了一种咖啡渣聚乳酸的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种咖啡渣聚乳酸，包括以下质量百分比的成分：聚乳酸75-90％、咖啡渣5-15％、增韧剂3-7％、润滑剂0.5-1％、相容剂1-5％。

优选的，包括以下质量百分比的成分：聚乳酸75-90％、咖啡渣6-13％、增韧剂3.5-6.8％、润滑剂0.55-0.95％、相容剂2-4.8％。

优选的，所述聚乳酸的熔体流动速度为3-10g/min。

优选的，所述咖啡渣的粒径为1500-3000目。

优选的，所述增韧剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。

优选的，所述润滑剂为铝酸酯偶联剂，所述相容剂为硅烷偶合物。

一种上述咖啡渣聚乳酸的制备方法，包括以下步骤：

S1、咖啡渣准备，首先将咖啡渣放在研磨器中进行研磨、过筛，得到粒径为1500-3000目的咖啡渣；将研磨好的咖啡渣在水中进行清洗，去除咖啡渣表面的灰分和杂质，并将水洗后的咖啡渣放置在烘干箱中进行烘干，烘干后的咖啡渣含水量为35-40％；

S2、咖啡渣预处理，将经过步骤S1处理后的咖啡渣浸泡在5-10mol/L的氢氧化钠溶液中，浸泡20-30分钟；然后将咖啡渣放入5-10mol/L的乙醇溶液中，浸泡10-20分钟；过滤，用水洗涤至中性，烘干；

S3、材料准备，将聚乳酸放置在烘干箱中进行烘干，烘干温度为60-80℃，烘干时间为8-16小时；