[发明专利]一种用于生物塑料的热塑性淀粉及制备方法

说明书

本发明涉及生物塑料领域，公开了一种用于生物塑料的热塑性淀粉及制备方法。包括如下制备过程：（1）将去离子水、无水乙醇、氨水混合为预配液，加入正硅酸乙酯反应，得到浑浊液；（2）将浑浊液与原淀粉、分散剂、复合增塑剂、水高速混合并加热，使水充分浸入淀粉颗粒并糊化淀粉；（3）加入己二酸进一步高速混合，并升温反应，排气后得到团状料；（4）将团状料与马来酸酐、润滑剂进行捏合，使淀粉充分酯化，得到复合酯化淀粉；（5）将复合酯化淀粉与PBAT混合并挤出造粒，制得热塑性淀粉。本发明制得的热塑性淀粉与PBAT具有良好的相容性，并且可提高淀粉的热塑性、耐水性，同时可防止增塑剂析出导致淀粉回生或重结晶。

技术领域

本发明涉及生物塑料领域，公开了一种用于生物塑料的热塑性淀粉及制备方法。

背景技术

生物塑料在治理环境污染方面发挥重要的作用，为了替换目前大量使用的非降解塑料包装袋，近些年，人们不断选择适合于制作薄膜包装袋的生物塑料。PBAT（聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯）是一种含柔性的脂肪链的生物塑料，具有良好的延展性和成膜性，是目前优选出的最适合制备包装袋的生物塑料。

但在PBAT吹膜制备包装袋及推广使用过程中，还存在诸多问题，一方面，PBAT过于发软，吹膜时稳定性差，由于薄膜刚性差输送困难，影响制袋效率；另一方面，PBAT的成本过高，是普通塑料成本的3倍以上。这些都成为影响PBAT使用的重要因素。

为了提高PBAT薄膜的刚性、降低成本，目前主要采用在PBAT中共混碳酸钙、滑石粉等无机填料。然而，由于无机填料与PBAT相容性较差，使得无机填料在PBAT中的添加量有限，目前只能在15%以内，加入量过高会严重影响PBAT的强度、热封性，从而影响使用性能。为了降低PBAT成本，提升加工稳定性，需要寻求新的可添加于PBAT的填料。

淀粉是一种可以稳定供应的廉价生物降解材料，来源丰富且价格便宜，这些特性为淀粉用于PBAT降低成本奠定了基础。如果将淀粉微细化，微细淀粉具有良好的刚性，可以同无机填料一样用于PBAT 增加薄膜的刚性，降低PBAT的成本。但同样的，微细化淀粉与PBAT相容性较差，在PBAT中的添加量有限。而提高淀粉的热塑性可以提高微细化淀粉与PBAT体系的共混相容性。

中国发明专利申请号202010695603.3公开了一种高淀粉含量生物可降解PBAT合金及其制备方法，PBAT合金由以下组分制备：PBAT树脂，改性淀粉，甘油，水，抗氧剂，润滑剂。其中，改性淀粉为含环氧基团的多环氧基团改性淀粉。但本发明中，淀粉与PBAT树脂的相容性较差。

中国发明专利申请号201811199846.7公开了一种具有优异力学性能的全生物降解复合材料及其制备方法，属于生物降解复合材料技术领域。该复合材料由以下重量百分数的组分制备得到：15~75%聚己二酸丁二醇酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物（PBAT），10~60%淀粉，5~25%甘油，0~5%纳米二氧化硅，0~20%增容剂。本发明虽然在一定程度上提高了PBAT-淀粉复合塑料的力学性能，但仍然存在相容性不理想的问题。

根据上述，现有技术主要采用水和/或多元醇（如甘油等）作为增塑剂，对淀粉进行热塑性处理，但是，小分子增塑剂容易吸水而析出，导致薄膜发粘，而且小分子增塑的淀粉也过于柔软，使PBAT与热塑性淀粉共混的薄膜刚性提升有限。尤其是，利用小分子增塑的淀粉在用于生物塑料加工中，随着增塑剂的损失，淀粉逐步回生，导致热塑性降低。本发明提出了一种用于生物塑料的热塑性淀粉及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容

可见，目前应用较广的小分子增塑剂存在容易吸水而析出导致薄膜发粘，薄膜刚性提升有限，淀粉易回生导致热塑性降低的缺点。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

一种用于生物塑料的热塑性淀粉的制备方法，制备的具体过程为：

（1）先将去离子水、无水乙醇、氨水混合制备成预配液，并加热至40℃，然后将正硅酸乙酯加入预配液中，缓慢搅拌45~60min，得到浑浊液；