一種餐具用生物高分子復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】一種餐具用生物高分子復(fù)合材料，由下述原料制成：生物基高分子，纖維素晶須，生物碳酸鈣，加工助劑組成。其制備方法，（1）材料的預(yù)處理加工：生物基高分子材料、纖維素晶須和生物碳酸鈣等分別進(jìn)行干燥處理；（2）配料，各種原料投入高攪機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合溫度低于120℃，原料預(yù)混合均勻得混合料；（3）用雙螺桿擠出混合造粒。本發(fā)明采用可再生的全生物質(zhì)材料來制備，有利于資源利用與環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明生產(chǎn)方法簡單、工藝流程短、可用現(xiàn)有塑料加工設(shè)備進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。為環(huán)保餐具的生產(chǎn)制造提供了一種安全健康的餐具材料，特別適用于替代密胺仿瓷餐具材料。
【專利說明】一種餐具用生物高分子復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生物高分子復(fù)合材料，具體地說是一種餐具用生物高分子復(fù)合 材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 塑料餐具目前已廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，但是目前的塑料餐具原料大多來 源于石化材料，從長遠(yuǎn)看資源有限，并且各種塑料餐具的存在衛(wèi)生安全問題，尤其是用途廣 泛的密胺塑料仿瓷餐具，是由三聚氰胺-甲醛樹脂材料制造，存在衛(wèi)生安全的健康問題，并 且不能用于微波爐中進(jìn)行加熱使用。因此，開發(fā)環(huán)保健康安全的新性餐具材料是塑料餐具 材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料是餐具生產(chǎn)行業(yè)特別是密胺塑料仿瓷餐具行業(yè)十分關(guān)注的問題。生物高 分子材料是基于可再生資源的安全衛(wèi)生、環(huán)境友好的材料，是餐具生產(chǎn)應(yīng)用的首選材料。但 是如以單一的生物高分子材料作為餐具材料，存在強(qiáng)度低、耐熱性不佳的缺點(diǎn)，影響了其工 業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于為解決目前塑料餐具不安全和不環(huán)保，影響使用人的健康問 題，以及單一的生物高分子材料作為餐具材料，存在強(qiáng)度低、耐熱性不佳的技術(shù)不足，提供 一種餐具用生物高分子復(fù)合材料及其制備方法的技術(shù)方案。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案：一種餐具用生物高分子復(fù)合材料，由下述質(zhì)量份的原料制成： 生物基高分子30-65,纖維素晶須20-50,生物碳酸鈣10-20,加工助劑1. 5-5。
[0005] 所述的生物基高分子為聚乳酸、生物基聚酯（PET)、生物基聚羥基烷酸酯或杜仲橡 膠中的至少一種。
[0006] 所述的纖維素晶須為木纖維素、竹纖維素、麻纖維素晶須中的至少一種。
[0007] 所述的生物碳酸鈣為牡蠣生產(chǎn)碳酸鈣，貝殼生產(chǎn)碳酸鈣和殼聚糖生產(chǎn)碳酸鈣中的 至少一種，粒度為1250目以上。
[0008] 所述的加工助劑為棕櫚蠟、米糠蠟和漆蠟中的至少一種。
[0009] -種餐具用生物高分子復(fù)合材料的制備方法，具體為以下步驟： (1) 材料的預(yù)處理加工：生物基高分子材料、纖維素晶須和生物碳酸鈣干燥處理，干燥 條件為 100-120°C，0. 5-2 小時(shí)； (2) 按權(quán)利要求1配料，原料投入高攪機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合溫度低于120°C，原料混合 均勻?yàn)榛旌狭希?(3) 將上述混合料加入雙螺桿擠出造粒機(jī)料斗，由螺旋輸送進(jìn)入雙螺桿擠出造粒機(jī)中 進(jìn)行造粒，溫度145-185°C，粒料風(fēng)冷為餐具用生物高分子復(fù)合材料。
[0010] 所述的餐具用生物高分子復(fù)合材料成型采用常規(guī)塑料的注塑、模壓和擠壓方式進(jìn) 行成型生產(chǎn)各種餐具。
[0011] 本發(fā)明的特點(diǎn)在于將多種生物高分子材料進(jìn)行復(fù)合改性加工，以提高材料的綜合 性能，可滿足餐具材料的應(yīng)用條件要求。纖維晶須和生物碳酸鈣的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合改性，可 全面提高生物高分子材料的強(qiáng)度和耐熱性能，為餐具的環(huán)?；峁┝艘环N新復(fù)合材料。本 發(fā)明原料中的生物高分子是直接來源于生物質(zhì)或通過生物學(xué)或化學(xué)途徑而獲得的高分子 材料，其來源于可再生資源，不消耗石化資源，屬于環(huán)境友好材料。加工助劑為各種生物蠟 材料，使用安全環(huán)保。
[0012] 本發(fā)明生物高分子復(fù)合材料的添加原料中的纖維素晶須是來源于植物的納米纖 維，具有較大比表面積，較高力學(xué)性能，是一種高分子材料理想的增強(qiáng)劑。本發(fā)明原料中的 生物碳酸鈣是從生物體原料出發(fā)加工生產(chǎn)的新補(bǔ)強(qiáng)材料，其無毒安全，并且添加于高分子 材料中可以同時(shí)取到增韌增強(qiáng)的雙重作用。本發(fā)明原料中的生物蠟作為生物來源制備的材 料，添加于生物高分子復(fù)合材料中可以改善復(fù)合材料的加工與成型性能，并且改善餐具產(chǎn) 品的外觀光澤性。本發(fā)明的主要原料生物高分子來源于可再生資源，可節(jié)約石油原料資源， 減少對石化原料的依賴。本發(fā)明的主要原料為天然材料，其廢棄物可在自然環(huán)境中生物降 解，有利于環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明主要原料來源于天然材料，輔助材料安全無毒，所制作的餐具 安全可靠。本發(fā)明的制備工藝、簡單方便，制作成本低。本發(fā)明可廣泛適用于各種塑料餐具 生產(chǎn)應(yīng)用，尤其可用于替代密胺仿瓷餐具材料生產(chǎn)環(huán)保仿瓷餐具，解決密胺仿瓷餐具存在 安全衛(wèi)生問題。
[0013] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)由于采用可再生的全生物質(zhì)材料來制備，對資源利用與環(huán)境保護(hù)具有實(shí)際意義。
[0014] (2)纖維素晶須與生物碳酸鈣復(fù)合增強(qiáng)改性，可大大提高生物高分子材料的強(qiáng)度 與耐熱性，滿足環(huán)保餐具的應(yīng)用技術(shù)要求。
[0015] (3)生產(chǎn)方法簡單、工藝流程短、可用現(xiàn)有塑料加工設(shè)備進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。
[0016] (4)為環(huán)保餐具的生產(chǎn)制造尤其是密胺仿瓷餐具生產(chǎn)，提供了一種安全衛(wèi)生的新 型替代材料。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，但并不表示對本發(fā)明的限制。
[0018] 實(shí)施例1 生物基聚乳酸（PLA 4032D )30 kg，楊木纖維素晶須50 kg，粒度為1250目，牡蠣碳酸 鈣15 kg，棕櫚蠟3 kg，米糠蠟2kg。其中聚乳酸和木纖維素晶須先經(jīng)120°C溫度0.5-2小 時(shí)烘干后，與其它材料一起投入高攪機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合加工為混合料；混合均勻處理后的混 合料投入擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒加工，擠出造粒加工溫度在150-180°C之間，造粒后由風(fēng)冷 切粒方式回收。造粒后生物高分子復(fù)合材料，可采用普通塑料的注塑、模壓和擠壓方式進(jìn)行 成型環(huán)保型仿瓷餐具。
[0019] 實(shí)施例2 生物基聚酯（PET) 45 kg，劍麻纖維素晶須40 kg，粒度為1500目，生物貝殼碳酸鈣20 kg，米糠蠟2.5 kg，加工方法同實(shí)施例1。
[0020] 實(shí)施例3 生物基聚羥基烷酸酯45 kg，杜仲橡膠20 kg，竹纖維素晶須20 kg，粒度為1350目，殼 聚糖碳酸鈣10 kg，漆蠟I. 5 kg。加工方法同實(shí)施例1。
[0021] 實(shí)施例1-3的材料物理機(jī)械性能

【權(quán)利要求】
1. 一種餐具用生物高分子復(fù)合材料，其特征在于由下述質(zhì)量份的原料制成：生物基高 分子30-65,纖維素晶須20-50,生物碳酸鈣10-20,加工助劑1. 5-5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐具用生物高分子復(fù)合材料，其特征在于，所述的生物 基高分子為聚乳酸、生物基聚酯（PET)、生物基聚羥基烷酸酯或杜仲橡膠中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐具用生物高分子復(fù)合材料，其特征在于，所述的纖維 素晶須為木纖維素、竹纖維素、麻纖維素晶須中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐具用生物高分子復(fù)合材料，其特征在于，所述的生 物碳酸鈣為牡蠣生產(chǎn)碳酸鈣，貝殼生產(chǎn)碳酸鈣和殼聚糖生產(chǎn)碳酸鈣中的至少一種，粒度為 1250目以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐具用生物高分子復(fù)合材料，其特征在于，所述的加工 助劑為棕櫚蠟、米糠蠟和漆蠟中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐具用生物高分子復(fù)合材料的制備方法，其特征在于， 具體為以下步驟： (1) 材料的預(yù)處理加工：生物基高分子材料、纖維素晶須和生物碳酸鈣干燥處理，干燥 條件為 100-120°C，0. 5-2 小時(shí)； (2) 按權(quán)利要求1配料，原料投入高攪機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，混合溫度低于120°C，原料混合 均勻?yàn)榛旌咸幚砹希? (3 )造粒：將上述混合處理料加入雙螺桿擠出造粒機(jī)料斗，由螺旋輸送進(jìn)入雙螺桿擠出 造粒機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，溫度145-185°C，粒料風(fēng)冷為餐具用生物高分子復(fù)合材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種餐具用生物高分子復(fù)合材料的制備方法，其特征在于， 所述的餐具用生物高分子復(fù)合材料，采用常規(guī)塑料的注塑、模壓和擠壓方式進(jìn)行成型各種 餐具。
【文檔編號】C08L91/06GK104312117SQ201410540315
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】劉玉強(qiáng), 顏麗, 王穎臻, 陳俊 申請人:昆明學(xué)院