[发明专利]一种薄壁注塑用生物基复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于生物基复合材料技术领域，具体涉及一种薄壁注塑用生物基复合材料，包括按重量份数计的如下组分：天然高分子100份、树脂粉料0‑60份、增溶剂4～6份、无机填料10‑20份；其中，所述增溶剂为对甲苯磺酸、二月桂酸二丁基锡、聚乙二醇中的一种或几种；其制备方法为：先将天然高分子和增溶剂加入至高速均质机中进行改性，然后将得到的改性天然高分子与树脂粉料和无机填料充分混合均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，风冷切粒后即得薄壁注塑用生物基复合材料。本发明采用天然高分子为主要材料，通过增溶剂对其进行改性后与树脂粉料和无机填料混合经挤出造粒、风冷切粒制得的生物基复合材料的熔指≥50g/10min(230℃、2160g)，拉伸强度≥18MPa，断裂伸长率≥15％。

技术领域

本发明属于生物基复合材料技术领域，具体涉及一种薄壁注塑用生物基复合材料及其制备方法。

背景技术

薄壁注塑件制品已广泛应用在人们的日常生活中，如在食品包装、日化产品、医药、文具等领域。采用薄壁化的优点：减小产品重量、便于集成设计及装配、缩短生产周期、节约材料和降低成本；薄壁化已成为塑料消费行业追求的目标，提升为一个新的研究热点。在工业生产时受到成型工艺局限和材料选择的影响，目前市场上流通的薄壁注塑件制品，大多数采用聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)材质制备而成，其原材料都属于石油基资源。随着石油资源的日渐枯竭和环境问题的凸显，人们开始意识到环保材料的重要性，寻求替代石油基资源的材料也已成为当今的热点。采用环境友好型的天然高分子为原料，替代聚烯烃树脂，能够节约资源，降低二氧化碳排放，符合低碳生产和消费需求，符合循环可持续发展经济的要求。

而现有的高分子材料一般流动性较差，只适合较厚注塑制品，重量大且力学性能差，生产周期长，不能满足薄壁注塑制品的实际应用需求。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种薄壁注塑用生物基复合材料，至少可以解决现有技术在存在的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种薄壁注塑用生物基复合材料，包括按重量份数计的如下组分：天然高分子100份、树脂粉料0-60份、增溶剂4～6份、无机填料10-20份；其中，所述增溶剂为对甲苯磺酸、二月桂酸二丁基锡、聚乙二醇中的一种或几种。

进一步地，所述天然高分子为玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种。

进一步地，所述树脂粉料为聚乙烯、聚丙烯中的一种或几种。

进一步地，所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、钛白粉、蒙脱石中的一种或几种。

优选地，所述薄壁注塑用生物基复合材料包括按重量份数计的如下组分：玉米淀粉100份、聚丙烯40份、对甲苯磺酸5份、碳酸钙20份。

优选地，所述薄壁注塑用生物基复合材料包括按重量份数计的如下组分：木薯淀粉50份、马铃薯淀粉50份、聚乙烯10份、二月桂酸二丁基锡6份、滑石粉10份。

优选地，所述薄壁注塑用生物基复合材料包括按重量份数计的如下组分：马铃薯淀粉100份、聚乙烯30份、聚丙烯30份，对甲苯磺酸2份、聚乙二醇2份、蒙脱石15份。

另外，本发明还提供上述的薄壁注塑用生物基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将天然高分子和增溶剂加入至高速均质机中，设定高速均质机加热温度升至120℃，搅拌速度为800rpm，进行30min改性，得到改性天然高分子；

2)将得到的改性天然高分子与树脂粉料和无机填料充分混合均匀后，投入双螺杆挤出机中挤出造粒，风冷切粒后即得薄壁注塑用生物基复合材料。

进一步地，所述双螺杆挤出机的长径比≥36，且混合物料在双螺杆挤出机中的挤出温度为150℃～170℃，挤出转速为150～250rpm。