CN111057335A - 一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其原料按重量份比包括：聚乙烯醇37‑43份、聚丁二酸丁二醇酯26‑35份、红薯淀粉23‑27份、乳清蛋白7‑15份、玉米醇溶蛋白15‑25份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)12‑17份、氧化石墨烯8‑12份、聚乙烯醇纤维5‑10份、稻壳纤维素纤维3‑6份、玄武岩纤维2‑8份、增塑剂1‑3份、超枝化润滑剂2‑4份、抗氧剂1.5‑2.5份、氨基硅油1.7‑5.6份。本发明具有良好力学性能的环保复合塑料板材，不仅可降解，而且强度高且韧性好、耐冲击、易加工、寿命长而且成本低，实用性强。

Description

一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材
技术领域
本发明涉及一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，属于塑料制品技术领域。
背景技术
随着塑料产量的迅速增长,废弃塑料的后处理及造成的环境污染越来越受到各国的关注。塑料垃圾造成的环境污染已成为全球性的问题。开发降解塑料是解决塑料污染的一个有效途，目前开发和研究的降解塑料主要分为环保塑料和光可降解塑料，环保塑料又可分为天然大分子，淀粉添加剂以及化学合成聚合物等。其中天然大分子的环保塑料具有加工设备简单，降解产物无毒、无污染，最具有开发前景。
现有的天然大分子的环保塑料主要包括淀粉，聚糖，纤维素等。淀粉基塑料由于加工设备简单、价格低廉而特引人注目，较为常用。但是淀粉基塑料的韧性较差，力学性能还需进一步提高。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇37-43份、聚丁二酸丁二醇酯26-35份、红薯淀粉23-27份、乳清蛋白7-15份、玉米醇溶蛋白15-25份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)12-17份、氧化石墨烯8-12份、聚乙烯醇纤维5-10份、稻壳纤维素纤维3-6份、玄武岩纤维2-8份、增塑剂1-3份、超枝化润滑剂2-4份、抗氧剂1.5-2.5份、氨基硅油1.7-5.6份。
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇37份、聚丁二酸丁二醇酯26份、红薯淀粉23份、乳清蛋白7份、玉米醇溶蛋白15份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)12份、氧化石墨烯8份、聚乙烯醇纤维5份、稻壳纤维素纤维3份、玄武岩纤维2份、增塑剂1份、超枝化润滑剂2份、抗氧剂1.5份、氨基硅油1.7份。
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇43份、聚丁二酸丁二醇酯35份、红薯淀粉27份、乳清蛋白15份、玉米醇溶蛋白25份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)17份、氧化石墨烯12份、聚乙烯醇纤维10份、稻壳纤维素纤维6份、玄武岩纤维8份、增塑剂3份、超枝化润滑剂4份、抗氧剂2.5份、氨基硅油5.6份。
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇39份、聚丁二酸丁二醇酯30份、红薯淀粉25份、乳清蛋白10份、玉米醇溶蛋白18份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)14份、氧化石墨烯9份、聚乙烯醇纤维9份、稻壳纤维素纤维5.5份、玄武岩纤维4份、增塑剂1.8份、超枝化润滑剂3.5份、抗氧剂2份、氨基硅油4.2份。
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇41份、聚丁二酸丁二醇酯32份、红薯淀粉26份、乳清蛋白12份、玉米醇溶蛋白22份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)16份、氧化石墨烯11份、聚乙烯醇纤维7份、稻壳纤维素纤维4.5份、玄武岩纤维6份、增塑剂2.5份、超枝化润滑剂3份、抗氧剂1.8份、氨基硅油2.8份。
所述增塑剂采用蓖麻油酸，主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
优选的，所述抗氧剂为硫代二丙酸双酯、双十二碳醇酯、三辛酯或三癸酯中的一种或多种的组合。
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材的制备工艺，包括以下步骤：
S1、对各个成分进行称量配比，将聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯、红薯淀粉、乳清蛋白、玉米醇溶蛋白放入塑料混合机中，以转速为500-600r/min，温度为25-33℃的条件下进行充分混拌，混拌时间为20-30min，从而得到板材基料；
S2、再向步骤S1的塑料混合机中依次加入超支化聚(偏苯三酸甘油酯)、氧化石墨烯、聚乙烯醇纤维、稻壳纤维素纤维、玄武岩纤维，以700-800r/min的转速进行充分混拌，混拌时间30-40min，再向依次投入增塑剂、超枝化润滑剂、抗氧剂、氨基硅油，继续搅拌30min；
S3、将S2得到的混合料投入注射成型机保热熔融10-14分钟，温度为130-140℃；
S4、注射成型机进行注塑得到塑料板材，冷却固化成型后，切去飞边。
进一步的，步骤S3中热熔塑料注射之前对上模具和下模具进行预热，上模具的预热温度为125-135℃，下模具的预热温度为135-145℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明具有良好力学性能的环保复合塑料板材，以聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯为基础原料，通过红薯淀粉、乳清蛋白、玉米醇溶蛋白、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)进行改性，并添加了氧化石墨烯、聚乙烯醇纤维、稻壳纤维素纤维、玄武岩纤维，不仅可降解，而且强度高且韧性好、耐冲击、易加工、寿命长而且成本低，实用性强。
本发明可制备过程简单易操作，生成复合材料注塑使用，可实现简化塑料板材的制备工艺，无需采用大量的生产工序进行塑料材料的生产，大大降低了生产成本，节省了生产时间，提高了生产效率，从而对塑料材料生产企业的塑料板材生产十分有益。
聚乙烯醇PVA有着柔韧的C-C骨架和丰富的羟基，具备良好的力学性能，聚丁二酸丁二醇酯与其他合成的可生物降解的聚酯相比，有着良好的熔融加工性、热性能，且有着与通用塑料相当的力学性能。
超支化聚酯(HBPET)具有良好的流动性、低黏度、高溶解性、高度支化的结构以及大量的端羟基或羧基，氧化石墨烯(GO)代替石墨烯，因为其极性基团与淀粉分子的羟基有着良好的相互作用。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对发明的限制。
实施例1
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇37份、聚丁二酸丁二醇酯26份、红薯淀粉23份、乳清蛋白7份、玉米醇溶蛋白15份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)12份、氧化石墨烯8份、聚乙烯醇纤维5份、稻壳纤维素纤维3份、玄武岩纤维2份、增塑剂1份、超枝化润滑剂2份、抗氧剂1.5份、氨基硅油1.7份。
增塑剂采用蓖麻油酸。
所述抗氧剂为硫代二丙酸双酯。
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材的制备工艺，包括以下步骤：
S1、对各个成分进行称量配比，将聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯、红薯淀粉、乳清蛋白、玉米醇溶蛋白放入塑料混合机中，以转速为500r/min，温度为25℃的条件下进行充分混拌，混拌时间为20min，从而得到板材基料；
S2、再向步骤S1的塑料混合机中依次加入超支化聚(偏苯三酸甘油酯)、氧化石墨烯、聚乙烯醇纤维、稻壳纤维素纤维、玄武岩纤维，以700r/min的转速进行充分混拌，混拌时间30min，再向依次投入增塑剂、超枝化润滑剂、抗氧剂、氨基硅油，继续搅拌30min；
S3、将S2得到的混合料投入注射成型机保热熔融10分钟，温度为130℃；
S4、注射成型机进行注塑得到塑料板材，冷却固化成型后，切去飞边。
进一步的，步骤S3中热熔塑料注射之前对上模具和下模具进行预热，上模具的预热温度为125℃，下模具的预热温度为135℃。
实施例2
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇43份、聚丁二酸丁二醇酯35份、红薯淀粉27份、乳清蛋白15份、玉米醇溶蛋白25份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)17份、氧化石墨烯12份、聚乙烯醇纤维10份、稻壳纤维素纤维6份、玄武岩纤维8份、增塑剂3份、超枝化润滑剂4份、抗氧剂2.5份、氨基硅油5.6份。
增塑剂采用蓖麻油酸。
所述抗氧剂为双十二碳醇酯。
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材的制备工艺，包括以下步骤：
S1、对各个成分进行称量配比，将聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯、红薯淀粉、乳清蛋白、玉米醇溶蛋白放入塑料混合机中，以转速为600r/min，温度为33℃的条件下进行充分混拌，混拌时间为30min，从而得到板材基料；
S2、再向步骤S1的塑料混合机中依次加入超支化聚(偏苯三酸甘油酯)、氧化石墨烯、聚乙烯醇纤维、稻壳纤维素纤维、玄武岩纤维，以800r/min的转速进行充分混拌，混拌时间40min，再向依次投入增塑剂、超枝化润滑剂、抗氧剂、氨基硅油，继续搅拌30min；
S3、将S2得到的混合料投入注射成型机保热熔融14分钟，温度为140℃；
S4、注射成型机进行注塑得到塑料板材，冷却固化成型后，切去飞边。
进一步的，步骤S3中热熔塑料注射之前对上模具和下模具进行预热，上模具的预热温度为135℃，下模具的预热温度为145℃。
实施例3
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇39份、聚丁二酸丁二醇酯30份、红薯淀粉25份、乳清蛋白10份、玉米醇溶蛋白18份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)14份、氧化石墨烯9份、聚乙烯醇纤维9份、稻壳纤维素纤维5.5份、玄武岩纤维4份、增塑剂1.8份、超枝化润滑剂3.5份、抗氧剂2份、氨基硅油4.2份。
增塑剂采用蓖麻油酸。
抗氧剂为三辛酯或三癸酯。
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材的制备工艺，包括以下步骤：
S1、对各个成分进行称量配比，将聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯、红薯淀粉、乳清蛋白、玉米醇溶蛋白放入塑料混合机中，以转速为540r/min，温度为28℃的条件下进行充分混拌，混拌时间为24min，从而得到板材基料；
S2、再向步骤S1的塑料混合机中依次加入超支化聚(偏苯三酸甘油酯)、氧化石墨烯、聚乙烯醇纤维、稻壳纤维素纤维、玄武岩纤维，以730/min的转速进行充分混拌，混拌时间34min，再向依次投入增塑剂、超枝化润滑剂、抗氧剂、氨基硅油，继续搅拌30min；
S3、将S2得到的混合料投入注射成型机保热熔融12分钟，温度为134℃；
S4、注射成型机进行注塑得到塑料板材，冷却固化成型后，切去飞边。
进一步的，步骤S3中热熔塑料注射之前对上模具和下模具进行预热，上模具的预热温度为129℃，下模具的预热温度为138℃。
实施例4
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇41份、聚丁二酸丁二醇酯32份、红薯淀粉26份、乳清蛋白12份、玉米醇溶蛋白22份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)16份、氧化石墨烯11份、聚乙烯醇纤维7份、稻壳纤维素纤维4.5份、玄武岩纤维6份、增塑剂2.5份、超枝化润滑剂3份、抗氧剂1.8份、氨基硅油2.8份。
增塑剂采用蓖麻油酸。
所述抗氧剂为硫代二丙酸双酯、双十二碳醇酯、三辛酯或三癸酯按照质量比2:1:1的混合物。
一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材的制备工艺，包括以下步骤：
S1、对各个成分进行称量配比，将聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯、红薯淀粉、乳清蛋白、玉米醇溶蛋白放入塑料混合机中，以转速为580r/min，温度为30℃的条件下进行充分混拌，混拌时间为28min，从而得到板材基料；
S2、再向步骤S1的塑料混合机中依次加入超支化聚(偏苯三酸甘油酯)、氧化石墨烯、聚乙烯醇纤维、稻壳纤维素纤维、玄武岩纤维，以780r/min的转速进行充分混拌，混拌时间38min，再向依次投入增塑剂、超枝化润滑剂、抗氧剂、氨基硅油，继续搅拌30min；
S3、将S2得到的混合料投入注射成型机保热熔融13分钟，温度为138℃；
S4、注射成型机进行注塑得到塑料板材，冷却固化成型后，切去飞边。
进一步的，步骤S3中热熔塑料注射之前对上模具和下模具进行预热，上模具的预热温度为132℃，下模具的预热温度为142℃。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其特征在于，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇37-43份、聚丁二酸丁二醇酯26-35份、红薯淀粉23-27份、乳清蛋白7-15份、玉米醇溶蛋白15-25份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)12-17份、氧化石墨烯8-12份、聚乙烯醇纤维5-10份、稻壳纤维素纤维3-6份、玄武岩纤维2-8份、增塑剂1-3份、超枝化润滑剂2-4份、抗氧剂1.5-2.5份、氨基硅油1.7-5.6份。
2.根据权利要求1所述的一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其特征在于，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇37份、聚丁二酸丁二醇酯26份、红薯淀粉23份、乳清蛋白7份、玉米醇溶蛋白15份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)12份、氧化石墨烯8份、聚乙烯醇纤维5份、稻壳纤维素纤维3份、玄武岩纤维2份、增塑剂1份、超枝化润滑剂2份、抗氧剂1.5份、氨基硅油1.7份。
3.根据权利要求1所述的一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其特征在于，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇43份、聚丁二酸丁二醇酯35份、红薯淀粉27份、乳清蛋白15份、玉米醇溶蛋白25份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)17份、氧化石墨烯12份、聚乙烯醇纤维10份、稻壳纤维素纤维6份、玄武岩纤维8份、增塑剂3份、超枝化润滑剂4份、抗氧剂2.5份、氨基硅油5.6份。
4.根据权利要求1所述的一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其特征在于，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇39份、聚丁二酸丁二醇酯30份、红薯淀粉25份、乳清蛋白10份、玉米醇溶蛋白18份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)14份、氧化石墨烯9份、聚乙烯醇纤维9份、稻壳纤维素纤维5.5份、玄武岩纤维4份、增塑剂1.8份、超枝化润滑剂3.5份、抗氧剂2份、氨基硅油4.2份。
5.根据权利要求1所述的一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其特征在于，其原料按重量份比包括：
聚乙烯醇41份、聚丁二酸丁二醇酯32份、红薯淀粉26份、乳清蛋白12份、玉米醇溶蛋白22份、超支化聚(偏苯三酸甘油酯)16份、氧化石墨烯11份、聚乙烯醇纤维7份、稻壳纤维素纤维4.5份、玄武岩纤维6份、增塑剂2.5份、超枝化润滑剂3份、抗氧剂1.8份、氨基硅油2.8份。
6.根据权利要求1所述的一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其特征在于，所述增塑剂采用蓖麻油酸。
7.根据权利要求1所述的一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其特征在于，所述抗氧剂为硫代二丙酸双酯、双十二碳醇酯、三辛酯或三癸酯中的一种或多种的组合。
8.根据权利要求1所述的一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其特征在于，环保复合塑料板材的制备工艺包括以下步骤：
S1、对各个成分进行称量配比，将聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯、红薯淀粉、乳清蛋白、玉米醇溶蛋白放入塑料混合机中，以转速为500-600r/min，温度为25-33℃的条件下进行充分混拌，混拌时间为20-30min，从而得到板材基料；
S2、再向步骤S1的塑料混合机中依次加入超支化聚(偏苯三酸甘油酯)、氧化石墨烯、聚乙烯醇纤维、稻壳纤维素纤维、玄武岩纤维，以700-800r/min的转速进行充分混拌，混拌时间30-40min，再向依次投入增塑剂、超枝化润滑剂、抗氧剂、氨基硅油，继续搅拌30min；
S3、将S2得到的混合料投入注射成型机保热熔融10-14分钟，温度为130-140℃；
S4、注射成型机进行注塑得到塑料板材，冷却固化成型后，切去飞边。
9.根据权利要求1所述的一种具有良好力学性能的环保复合塑料板材，其特征在于，步骤S3中热熔塑料注射之前对上模具和下模具进行预热，上模具的预热温度为125-135℃，下模具的预热温度为135-145℃。
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