【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料，具体涉及一种环保可降解复合材料。
技术介绍
1、随着人们对环境保护与可再生资源越来越重视，寻找可替代依赖石油资源的加工材料、对环境更友好、可再生的复合材料已成为发展趋势。聚乳酸具有良好的力学性能和加工性能，透气性和透光性好，在食品包装领域应用广泛，但是聚乳酸树脂成本较高，韧性较差，热变形温度低，降解速度不易控制，很大程度上限制了聚乳酸的应用。中国专利cn109627702a公开了一种可降解环保高分子复合材料，包含如下重量份的原料制成：聚乳酸40-60份、淀粉20-30份、聚丁二酸丁二醇酯50-80份、卡拉胶10-20份、增韧剂1-5份、偶联剂0.5-2份、抗老剂0.5-2份，将上述原料放入高速混合机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得；该专利技术的可降解环保高分子复合材料由聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、淀粉等可降解的原料制成，具有很好的降解作用，此外加入了增韧剂和抗老剂，还具有很好的强度、韧性以及抗老化作用，但是复合材料的阻燃及耐热性较差仍有待提高。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种环保可降解复合材料。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种环保可降解复合材料，包括以下原料：
4、50-60重量份聚乳酸、10-15重量份聚己内酯、8-12重量份聚苯醚、10-15重量份聚乙烯醇、5-10重量份纳米纤维素、1-2重量份柠檬酸三乙酯、1-2重量份芥酸酰胺、0.5-1.5重量
5、本专利技术挑选聚己内酯、聚苯醚、聚乙烯醇与聚乳酸复合作为可降解复合材料的主要原料组分，再配合其他辅料，使各组分间具有很好的相容性，综合几种原料组分的各自优点，提高复合材料的力学性能和加工性能。而纳米纤维素具有一定韧性，与聚乳酸复合时可以改善分子链的规整性，稳定结晶状态，对于复合材料的耐热性能提高有一定的促进作用。此外柠檬酸三乙酯作为增塑剂，芥酸酰胺作为增润剂，苯基次磷酸锌作为成核稳定剂，降低了聚乳酸的结晶自由能，加快成核速率，提高热变形温度。
6、所述填充剂为有机硅添加剂和无机纳米粒子按质量比1-3:1组成的混合物。
7、进一步，本专利技术为了改善可降解复合材料的耐热性能，在原料配方中引入了由有机硅添加剂和无机纳米粒子组成的填充剂，通过两种组分的相互协作，提高复合材料的耐热性和抗冲击性。其中有机硅添加剂不仅本身具有的优异耐热性，而且可以辅助无机纳米粒子使其分散性和相容性更好，降低聚集，提高其与复合材料基体间的界面结合力。
8、所述有机硅添加剂由以下方法制备而成：
9、将20-30重量份双羧酸含氟中间体、30-50重量份端氨基含硅中间体与10-15重量份三乙胺加入到250-350重量份四氯化碳中混合均匀在60-65℃下反应5-7h，结束后减压蒸馏，得到有机硅添加剂。
10、所述双羧酸含氟中间体的制备方法为：
11、将40-50重量份十六氟-1,10-癸二醇和20-30重量份琥珀酸加入150-200重量份二乙二醇丁醚中混合均匀，然后加入0.5-1重量份4-甲苯磺酸、1-2重量份1,4-苯二酚在60-70℃反应5-10h，结束后减压蒸馏，得到双羧酸含氟中间体。
12、所述端氨基含硅中间体的制备方法为：
13、将15-18重量份4-(n-甲基-n-羟乙基)氨基苯甲醛、10-15重量份2-苯乙胺与13-16重量份2-苯乙胺盐酸盐加入50-70重量份二甲基亚砜中混合均匀在120-127℃下反应1-2h，然后升温至150-160℃下继续反应0.5-1.5h，减压蒸馏、干燥，得到中间产物ⅰ；将上述中间产物ⅰ、30-50重量份2,5-二甲基苯磺酰氯与10-30重量份三乙胺加入到130-160重量份氯仿中混合均匀，在氮气条件下加热至65-70℃反应5-8h，减压蒸馏、干燥，得到中间产物ⅱ；将上述中间产物ⅱ和10-15重量份烯丙基二甲基硅氧基-poss加入到180-230重量份5-12wt％氢氧化钾乙醇溶液中混合均匀在70-80℃下反应5-10h，过滤、洗涤后干燥，得到中间产物ⅲ；取5-7重量份上述中间产物ⅲ、20-30重量份溴化氢和10-20重量份苯酚加入到40-60重量份冰醋酸中混合均匀后在70-85℃下反应1-2h，过滤、洗涤后干燥，得到端氨基含硅中间体。
14、本专利技术制备的有机硅添加剂结构中含有-poss链和含氟碳链，其中-poss链是以硅氧键为主的封闭环笼结构、键能高，引入后提高了复合材料的耐热性能；而含氟碳链的表面能较低，可以形成有机氟层聚集到复合材料的表面，相较于碳碳键来说碳氟键的键能更高，有效增强了复合材料的高温稳定性；此外有机硅添加剂还能通过分子链中氨基、羧基等官能团与复合材料基体交联，利用化学键、氢键作用形成稳定的网络结构，进一步提高复合材料的耐热性能。
15、所述无机纳米粒子为氧化锌纳米粒子和/或氧化硅纳米粒子。
16、相比于普通氧化锌，本专利技术自制的氧化锌纳米粒子其晶粒更加细化且具有独特的中空结构，由于晶体结构和表面电子发生了改变，产生了特殊性质，其比表面积活性高，能够提高与聚乳酸基体的交联密度及分子链的规整性，改善复合材料的抗冲击性，而且氧化锌纳米粒子作为刚性结构还在聚乳酸基体中起到骨架支撑作用，也促进了聚乳酸的结晶，从而改善复合材料的耐热性能。
17、所述氧化锌纳米粒子的制备方法为：
18、将3-5重量份麦芽糖和1-3重量份果糖加入到120-160重量份水中混合均匀在170-180℃下反应7-12h，减压蒸馏、干燥，得到碳颗粒；将2-5重量份碳颗粒、1-2重量份尿素与0.5-1重量份碳酸锌加入到20-35重量份无水乙醇中混合均匀，在70-80℃下超声3-5h，离心、干燥后置于650-850℃煅烧2-5h，得到所述氧化锌纳米粒子。
19、相比于普通氧化硅，本专利技术自制的氧化硅纳米粒子内应力小、不易团聚，降低了其与复合材料基体的界面效应，相容性更好，可以有效提高复合材料的韧性、耐热性能和加工性能。
20、所述氧化硅纳米粒子的制备方法为：
21、将90-120重量份环己烷、20-30重量份仲戊醇与20-30重量份壬基酚聚氧乙烯醚混合均匀，然后加入5-10重量份水在1000-1300rpm条件下搅拌5-8min，得到乳液；向上述乳液中加入10-20重量份1-3wt％壳寡糖水溶液混合均匀；将ph调至中性，再加入12-15重量份原硅酸四乙酯与2-4重量份20-30wt％氨水混合均匀，在100-300rpm条件下反应25-35h；反应结束后，加入60-70重量份丙酮混合均匀，离心、洗涤后干燥，得到所述氧化硅纳米粒子。
22、优选的，所述无机纳米粒子为氧化锌纳米粒子与氧化硅纳米粒子按质量比4:1-3组成的混合物。当其中无机纳米粒子采用氧化锌纳米粒子与氧化硅纳米粒子二者的混合物时，协同增效，能够与有机硅添加剂一起发挥本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环保可降解复合材料，其特征在于，包括以下原料：
2.如权利要求1所述的环保可降解复合材料，其特征在于，所述阻燃增效剂的制备方法为：
3.如权利要求1所述的环保可降解复合材料，其特征在于，所述填充剂为有机硅添加剂和无机纳米粒子的混合物。
4.如权利要求3所述的环保可降解复合材料，其特征在于，所述有机硅添加剂由以下方法制备而成：
5.如权利要求4所述的环保可降解复合材料，其特征在于，所述双羧酸含氟中间体的制备方法为：
6.如权利要求3所述的环保可降解复合材料，其特征在于，所述无机纳米粒子为氧化锌纳米粒子和/或氧化硅纳米粒子。
7.如权利要求6所述的环保可降解复合材料，其特征在于，所述氧化锌纳米粒子的制备方法为：
8.如权利要求6所述的环保可降解复合材料，其特征在于，所述氧化硅纳米粒子的制备方法为：
【技术特征摘要】
1.一种环保可降解复合材料，其特征在于，包括以下原料：
2.如权利要求1所述的环保可降解复合材料，其特征在于，所述阻燃增效剂的制备方法为：
3.如权利要求1所述的环保可降解复合材料，其特征在于，所述填充剂为有机硅添加剂和无机纳米粒子的混合物。
4.如权利要求3所述的环保可降解复合材料，其特征在于，所述有机硅添加剂由以下方法制备而成：
5.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡长昕，
申请(专利权)人：昕亮科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
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