改质淀粉组合物、淀粉复合发泡材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种改质淀粉组合物，包括：淀粉，其末端连接一硅氧烷分子，具有100重量份；水，具有30～70重量份；以及一多元醇，具有5～35重量份。本发明还提供一种淀粉复合发泡材料及其制备方法。
【专利说明】改质淀粉组合物、淀粉复合发泡材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种改质淀粉组合物，特别是有关于一种包含水与硅氧烷分子的 改质淀粉组合物、淀粉复合发泡材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，生物塑料发泡材料的两种主流材料为聚乳酸发泡材料（Polylactic Acid Foam, PLA Foam)与淀粉发泡材料（Starch Foam)。其中，聚乳酸发泡材料的耐热性不足，无 法通过货柜运输对环境测试的要求。配合目前PLA发泡材料的机械性能，聚乳酸发泡材料 在工业上的应用大多聚焦在一次丢弃式食品餐具（Food Tray)的市场。淀粉是目前地球上 最丰富的可再生资源之一，具有产量大、多元供应、价格低廉以及优良的生物可分解特性与 抗静电作用等特色，非常适合开发成为具有竞争能力的新一代包装或运输用低碳轻量化的 环保新素材。然而，由于一般的淀粉并不容易发泡，现有淀粉发泡材料的商品主要技术皆源 自于Warmer Lambert的高直链淀粉含量（基因改质玉米淀粉）专利技术，价格相当昂贵。 此技术主要是以水为发泡剂，具有制程难以控制以及加工窗口窄小等缺陷。另一方面，由水 发泡技术开发的淀粉发泡材料，其泡孔粗大Olmm)，泡孔均一度较难掌握，耐水性差，机械 性能不足，故缓冲效果有限。由于无法依产品需求而成形，故目前多用于低物性的松散填充 材（Loose-filler)，其市场的应用一直难以拓展。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种改质淀粉组合物，由其制得的淀粉复合发泡材料经发 泡可得到泡孔大小均一且具有良好弹性、可扰曲以及优越缓冲特性等的材料。
[0004] 本公开的一实施例，提供一种改质淀粉组合物，包括：淀粉，其末端连接一硅氧烷 分子，具有100重量份；水，具有30?70重量份；以及一多元醇，具有5?35重量份。
[0005] 本公开的一实施例,提供一种淀粉复合发泡材料,包括：上述的改质淀粉组合物， 其重量百分比介于25?90wt% ;以及一热塑性高分子，其重量百分比介于10?75wt%。
[0006] 本公开的一实施例，提供一种淀粉复合发泡材料的制备方法，包括：混炼一上述的 改质淀粉组合物与一热塑性高分子，以形成一淀粉合胶；以及对该淀粉合胶进行一发泡制 程，以形成一淀粉复合发泡材料。
[0007] 本发明的改质淀粉组合物通过在淀粉分子链末端导入具反应性官能基的硅氧烷 分子，使淀粉产生三次元结构，其分子链得以展开并相互纠缠，从而达到发泡材料结构的强 度需求；此外，通过导入第二相可分解热塑性高分子以及各种界面相容改质剂来调整整体 材料系统的流动特性并与淀粉形成合胶来提升整体基材的熔体强度，从而达到微孔发泡材 料结构的需求。
[0008] 为让本公开的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配 合所附的附图，作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是根据本公开实施例2的改质淀粉合胶的TEM图；
[0010] 图2是根据本公开实施例2的淀粉复合发泡材料的SEM图；以及
[0011] 图3是根据本公开实施例12的淀粉复合发泡材料的SEM图。
【具体实施方式】
[0012] 本公开的一实施例，提供一种改质淀粉组合物，包括：淀粉，其末端连接一硅氧烷 分子，具有100重量份；水，具有30?70重量份；以及一多元醇，具有5?35重量份。
[0013] 在一实施例中，上述淀粉可包括玉米淀粉、木薯淀粉或马铃薯淀粉。
[0014] 在一实施例中，上述淀粉可包括酯化淀粉或醚化淀粉。
[0015] 在一实施例中，上述连接于淀粉末端的硅氧烷分子可包括 四乙氧基娃烧（tetraethoxysilane，TEOS)、氨基丙基三乙氧基娃烧 (aminopropyltriethoxysilane)
【权利要求】
1. 一种改质淀粉组合物，包括： 淀粉，所述淀粉末端连接一硅氧烷分子，具有100重量份； 水，具有30?70重量份；以及 一多元醇，具有5?35重量份。
2. 如权利要求1所述的改质淀粉组合物，其中所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、或马铃 薯淀粉。
3. 如权利要求1所述的改质淀粉组合物，其中所述淀粉为酯化淀粉或醚化淀粉。
4. 如权利要求1所述的改质淀粉组合物，其中所述硅氧烷分子为四乙氧基硅烷、氨基 丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基 娃烧、乙稀基二甲氧基娃烧、或节基乙_胺丙基二甲氧基娃烧单盐酸盐。
5. 如权利要求1所述的改质淀粉组合物，其中所述多元醇为甘油、山梨醇、或聚乙二 醇。
6. 如权利要求5所述的改质淀粉组合物，其中所述聚乙二醇的重量平均分子量介于 200 ?6, 000。
7. -种淀粉复合发泡材料，包括： 如权利要求1所述的改质淀粉组合物，其重量百分比介于25?90wt% ;以及 一热塑性高分子，其重量百分比介于10?75wt%。
8. 如权利要求7所述的淀粉复合发泡材料，其中所述热塑性高分子为脂肪族-芳香族 共聚物或脂肪族聚酯。
9. 如权利要求8所述的淀粉复合发泡材料，其中所述脂肪族-芳香族共聚物为对苯二 甲酸-己二酸-丁二醇共聚物。
10. 如权利要求8所述的淀粉复合发泡材料，其中所述脂肪族聚酯为聚琥珀丁二酸、聚 亚丁基丁二酸酯-己二酸酯、聚乳酸、聚乙丙交酯、羟基烷酸酯、聚环内酯或二氧化碳聚合 物。
11. 如权利要求7所述的淀粉复合发泡材料，其中所述热塑性高分子为乙烯-乙烯醇共 聚物、热塑性聚乙烯醇、热塑性纤维素、聚氨酯、或聚酯化酰胺。
12. 如权利要求7所述的淀粉复合发泡材料，其中所述淀粉复合发泡材料的孔径介于 1 ?100 u m〇
13. -种淀粉复合发泡材料的制备方法，包括： 混炼一如权利要求1所述的改质淀粉组合物与一热塑性高分子，以形成一淀粉合胶； 以及 对该淀粉合胶进行一发泡制程，以形成一淀粉复合发泡材料。
14. 如权利要求13所述的淀粉复合发泡材料的制备方法，其中所述发泡制程为一超临 界发泡制程。
15. 如权利要求13所述的淀粉复合发泡材料的制备方法，还包括于所述发泡制程中添 加一发泡剂。
16. 如权利要求15所述的淀粉复合发泡材料的制备方法，其中所述发泡剂为二氧化碳 或氮气。
17. 如权利要求13所述的淀粉复合发泡材料的制备方法，其中所述淀粉合胶还包括二 氧化娃纳米颗粒，其粒径介于lnm?300nm。
【文档编号】C08K5/053GK104419018SQ201310471111
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】廖圣茹, 张志仁, 刘彦伯, 刘信助, 钟曜竹, 陈建明 申请人:财团法人工业技术研究院