专利名称：一种环保型仿瓷餐具材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种环保型仿瓷餐具材料及其制备方法，具体是一种环保型仿瓷餐具材料及其制备方法。
背景技术：
仿瓷餐具，又名密胺餐具，其制备材料属于氨基模塑料。由三聚氰胺和甲醛在一定条件下反应为三聚氰胺甲醛树脂，然后加入固化剂、纤维素和着色剂等辅助材料制成。该材料经模塑压制即为仿餐饮具。仿瓷餐具材料制成的餐具制品坚固、表面平整、耐高温、耐水的冲击，不易碎，具有陶瓷质感的特点，已成为目前餐具制造不可或缺的材料之一，尤其餐馆、饭店和学生食堂广泛应用，并且是我国一种出口特色优势产品。近年来，随着国内外对餐具环保技术要求的提高，由该材料制成的仿瓷餐具主要存在以下不足一是餐具残留的三聚氰胺、甲醛单体卫生和健康影响问题；二是餐具在用于微波炉中进行加热的三聚氰胺释放毒性问题；三是餐具废弃后不能降解和热塑性加工利用的问题。上述三个方面问题制约了仿瓷餐具的发展。为此，开发一种环保型仿瓷餐具新材料克服现有仿瓷餐具应用的技术之不足具有现实意义。聚乳酸是一种主要以淀粉为原料经过化学合成得到的环境友好高分子材料，其原料来源于可再生资源，无毒无味，卫生性好，废弃后可生物降解和热塑性加工，是制备环保型餐具的理想材料。但直接利用存在耐温性差，强度、韧性不够理想。因为一般的聚乳酸热变形温度60°C以下，密度相对较低、仿瓷感韧性差的缺点限制了其在仿瓷餐具中的应用。
发明内容
本发明针对上述仿瓷餐具材料存在问题之不足提出一种环保型仿瓷餐具材料及其制备方法。本发明的技术方案是这样实现的一种环保型仿瓷餐具材料，其特征在于该复合材料的组成和质量份数为聚乳酸35-65份，磷酸钙生物陶瓷35-65份，麻纤维素0_15份； 加工助剂0-5份。所述的聚乳酸为聚L-乳酸和聚D-乳酸的共聚物或共混物；其数均分子量Mn在 2X 104-8X 104，其中聚D-乳酸含量在O. 5-1. 0%。所述的磷酸钙生物陶瓷为羟基磷灰石、磷酸三钙、β -磷酸三钙、聚磷酸钙中至少 I种，目数为1250-12000目。所述的麻纤维素为大麻、黄麻、苎麻、剑麻、罗布麻、红麻或亚麻的纤维素中至少I 种，其直径2-100 μ m，长度1-5 mm。所述的加工改性助剂为马来酸酐接枝改性天然橡胶、杜仲橡胶、油酸酰胺或芥酸酰胺中至少I种混合物，所述马来酸酐接枝改性天然橡胶或杜仲橡胶中接枝马来酸酐含量 I. 5-3. 0%。一种环保型仿瓷餐具材料的制备方法，其特征在于具体步骤是(O原料干燥脱水将聚乳酸、磷酸钙生物陶瓷粉和麻纤维素分别在45-120°C的真空条件下干燥2-12小时脱水处理；
(2)原料预混合将聚乳酸、磷酸钙陶瓷粉、麻纤维素和加工助剂按权利要求I所述的质量份数在高速混合机中进行预混合，混合时间在15-45分钟，混合温度控制在120°C以下；
(3)挤出造粒上述预混合料投入塑料双螺杆挤出造粒机中进行塑化、混合挤出，混合温度低于220°C，无水条件造粒得到环保型仿瓷餐饮具材料
本发明所对耐热聚乳酸材料复合改性，可满足餐具加热、高温清洗的需要，材料中无三聚氰胺和甲醛，微波炉加热后不会释放毒性物。磷酸钙陶瓷粉为生物骨类似无机钙质生物陶瓷粉材料。其配合加入聚乳酸可提高聚乳酸材料的强度，抗折和抗冲击性能。并大大改善聚乳酸的耐热性能，提高材料的热变型温度。本发明可根据需要加入各种麻纤维素如大麻、 红麻、黄麻、剑麻、苎麻或亚麻的纤维，麻纤维素是一种纤维状增强材料，加入聚乳酸中可提高聚乳酸耐冲击性和强度性能。各种麻纤维素中以大麻纤维或洋麻为佳。本发明可根据需要加入加工改性助剂，加工助剂为马来酸酐接枝改性天然橡胶或杜仲橡胶(接枝马来酸酐含量I. 5-3. 0%)和油酸酰胺或芥酸酰胺中至少I种混合物，可以提高聚乳酸的韧性，改善复合材料的相容性、改善加工润滑和流动成型性。其中以马来酸酐接枝改性天然橡胶和芥酸酰胺混合物为佳。本发明可制成热变形耐温在120°C以上具有仿瓷感的环保型仿瓷餐具材料，可应用于各种日用环保餐具产品的生产。本发明具有以下优点
I、采用耐热聚乳酸材料为主体材料，不含三聚氰胺、甲醛，避免了目前仿瓷餐具存在的三聚氰胺、甲醛单体残留和微波炉加释放毒性的问题，使餐具安全可靠，且在使用废弃后可生物降解或热塑性加工。2、通过在耐热聚乳酸中加入生物降解磷酸钙陶瓷粉和麻纤维素短纤维的复合，提高了聚乳酸材料的强度、韧性和耐热性能。3、该材料具有良好的环保性能，可由其生产环保型仿瓷餐具替代目前传统的三聚氰胺仿瓷餐具。4、原料来源方便，加工方法简单，并可由传统塑料混合挤出造粒设备生产，易于工业化生产仿瓷餐具应用。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不表示对本发明的限制。按表I备实施例1-5的材料。其中各实施例对材料要求
聚乳酸(PLA)，型号REVODE 290 或 REVODE 213H，数均分子量 Mn 6-10X 104，聚 D-乳酸含量〈O. 5%，玻璃化温度61-63°C。由浙江海正生物材料有限公司生产，或美国 Naturework公司生产的聚乳酸，型号分别为3001D或4032D或3251D。磷酸钙陶瓷粉，西北工业大学研制产品各种磷酸钙生物陶瓷粉体，目数为 1250-12000 目。大麻纤维素，纤维长度l-5mm,纤维平均长度I. 5mm,平均直径25 μ m,长径54， 云南工业大麻股份有限公司产品。亚麻纤维素，其长径比25-150，直径2-100 μπι，长度 l-5mm。
所述的加工改性助剂为马来酸酐接枝改性天然橡胶、杜仲橡胶、油酸酰胺或芥酸酰胺中至少I种混合物，所述马来酸酐接枝改性天然橡胶或杜仲橡胶中接枝马来酸酐含量重量百分比I. 5-3. 0%。表I 实施例I-例5材料组成和数量
权利要求
1.一种环保型仿瓷餐具材料，其特征在于，该复合材料的组成和质量份数为聚乳酸 35-65份，磷酸钙陶瓷35-65份，麻纤维素0_15份；加工助剂0_5份。
2.根据权利要求I所述的一种环保型仿瓷餐具材料，其特征在于，所述的聚乳酸为聚 L-乳酸和聚D-乳酸的共聚物或共混物中至少I种；其数均分子量Mn在2X 104-8X 104，聚 D-乳酸含量在O. 5-1. 0%。
3.根据权利要求I所述的一种环保型仿瓷餐具材料，其特征在于，所述的磷酸钙陶瓷为可降解羟基磷灰石、磷酸三钙、磷酸三钙、聚磷酸钙中至少I种，目数为1250-12000 目。
4.根据权利要求I所述的一种环保型仿瓷餐具材料，其特征在于，所述的纤维素为大麻或黄麻或红麻或苎麻或剑麻或罗布麻或亚麻纤维素，其直径2-100 μ m,长度l-5mm。
5.根据权利要求I所述的一种环保型仿瓷餐具材料，其特征在于，所述的加工改性助剂为马来酸酐接枝改性天然橡胶、杜仲橡胶、油酸酰胺或芥酸酰胺中至少I种混合物，所述马来酸酐接枝改性天然橡胶或杜仲橡胶中接枝马来酸酐含量I. 5-3. 0%。
6.根据权利要求I所述的一种环保型仿瓷餐具材料的制备方法，其特征在于具体步骤是(O原料干燥脱水将聚乳酸、磷酸钙陶瓷和麻纤维素分别在45-120°C的真空条件下干燥2-12小时脱水处理；(2)原料预混合将聚乳酸、磷酸钙陶瓷粉、麻纤维素和加工助剂按权利要求I所述的质量份数在高速混合机中进行预混合，混合时间在15-45分钟，混合温度应低于120°C ；(3)挤出造粒上述预混合料投入塑料混合用双螺杆挤出造粒机中进行塑化、混合挤出，混合温度低于220°C，无水条件进行造粒得到环保型仿瓷餐饮具材料。
全文摘要
一种环保型仿瓷餐具材料由聚乳酸、磷酸钙生物陶瓷、麻纤维素和加工改性助剂制成。其制备方法将聚乳酸、磷酸钙生物陶瓷和麻纤维素分别干燥；将聚乳酸、磷酸钙生物陶瓷粉、麻纤维素和加工改性助剂预混合；预混合料投入挤出造粒机中进行塑化、混合，挤出造粒得到环保型仿瓷餐饮具材料。本发明的优点不含三聚氰胺、甲醛，避免了目前仿瓷餐具存在的三聚氰胺、甲醛单体残留和微波炉加释放毒性的问题，使餐具安全可靠，且废弃后可降解或热塑性加工利用。材料中加入磷酸钙生物陶瓷粉和麻纤维素短纤维，提高了聚乳酸材料的强度、韧性和耐热性能。该材料可替代目前传统的三聚氰胺仿瓷餐具，原料来源方便，加工方法简单，并可由传统塑料设备生产，易于工业化生产仿瓷餐具应用。
文档编号C08K5/20GK102604350SQ20121006428
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者刘玉强, 颜丽 申请人:昆明学院