一种含贝壳粉末的复合材料、及其制备方法和应用与流程

allin2025-11-04  60


本发明属于复合材料,尤其涉及一种含贝壳粉末的复合材料、及其制备方法和应用。


背景技术:

1、发展绿色产品,倡导绿色消费,是当今社会发展的主流,是保护环境维护生态平衡的重要环节。随着科技的进步和经济的发展,各个国家对环境保护越来越重视。塑料的诞生,近百年来已经成为社会发展中应用最广泛的材料。而大量废弃塑料会对生态环境造成严重的污染。碳酸钙可以作为塑料的填充材料,然而对于塑料产品,加入过多的碳酸钙会导致塑料产品容易碎化,韧性变差,生产过程成型效果差,结构强度无法达到预期导致使用的体验感不好。

2、贝壳是一种天然的有机无机杂化材料,其主要成分是碳酸钙,还有少量氨基酸和多糖物质,贝壳附加值较低,长期以来被视为难以处理的废弃物,绝大部分被丢弃在海滩或路边,目前对贝壳的利用大多处于初级的压碎,例如将贝壳压碎成贝壳粉后喂养家禽,然而过多的贝壳颗粒粉末也会导致家禽消化不良。

3、因此需要研究一种含贝壳粉末的复合材料,能够将贝壳粉末与塑料产品结合的同时,也能够解决现有的填充材料中,碳酸钙添加量少,无法有效利用碳酸钙来提高塑料产品质量的问题,进一步满足生产和使用需求。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有的填充材料中,碳酸钙添加量少,无法有效利用碳酸钙来提高塑料产品质量的缺点,提供一种含贝壳粉末的复合材料。

2、本发明采用以下技术方案:

3、一种含贝壳粉末的复合材料,包括填料、塑料和助剂,按质量份数计算,所述填料为35-50份,所述塑料为50-60份,所述助剂为5-15份;

4、所述填料包括贝壳粉末、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛;

5、所述贝壳粉末包括贻贝壳、珍珠贝壳、牡蛎贝壳、扇贝壳、文蛤贝壳;

6、所述塑料包括改性聚乙烯、改性聚丙烯、改性聚醚砜;

7、所述助剂包括润滑剂、偶联剂、弹性添加剂及抑菌剂;

8、按质量份数计算,贻贝壳3-8份、珍珠贝壳3-8份、牡蛎贝壳10-15份、扇贝壳5-10份、文蛤贝壳3-8份,所述纳米二氧化硅3-5份,所述纳米二氧化钛3-5份,所述改性聚乙烯15-25份、改性聚丙烯25-35份、改性聚醚砜5-15份、所述润滑剂0.5-3份、偶联剂2-5份、弹性添加剂2-7份、抑菌剂0.5-3份。

9、进一步地,含贝壳粉末的复合材料通过合理配比贝壳粉末、改性塑料和助剂,能够在降低成本的同时提高材料的性能,针对复合材料增强韧性、提高耐热性、改善加工性能等。

10、具体地,贝壳粉末相比矿物质碳酸钙其密度较低,但贝壳粉末的硬度、断裂、韧性等性能则比矿物质碳酸钙高,且具有各向异性的特点。与无机碳酸钙、滑石等无机矿物填料相比,使用废弃贝壳作为填料没有大幅增加聚合物复合材料的比重,不但能够改善其机械、物理性能,而且有利于解决由贝壳堆积引起的环境污染问题。

11、位于贝壳内层的贝壳珍珠层是一种天然的有机-无机层状结构复合材料,其碳酸钙晶体交叉迭层,堆砌成整齐有序的结构,片层之间为有机质,相对于普通的石灰石,贝壳珍珠层具有纤维拔出和有机质的粘弹性作用等增韧机制,通过增韧机制的协同作用使得贝壳珍珠层在保持较高强度的同时具有一定的增韧作用。

12、贝壳粉末适量的掺入填充到复合材料之间的空隙,能够减小界面产生的缺陷,复合材料内部的间隙不容易透过水分子。但是假如加入过多的贝壳粉末,贝壳粉末容易吸水会导致复合材料的吸水率增高。

13、另外地,经过高温煅烧后,贝壳表面的孔隙增多.增加了与细菌的接触面积.所以大大提高了贝壳粉的除菌能力,高温煅烧后的贝壳粉不仅对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抑菌性能,还对黑曲霉有良好的防霉效果,具体地,煅烧的牡蛎贝壳粉本身具有较高的杀菌活性,煅烧后的贻贝壳粉和文蛤贝壳粉能够对副溶血弧菌形成抑制能力,煅烧后的扇贝壳粉对大肠杆菌、单核细胞增多性李斯特氏菌、鼠伤寒沙门氏菌等常见食源性致病菌有一定的抑制作用。另外地,虽然高温煅烧后贝壳粉末的部分有机物质分解减少,强度韧度有一定的降低,但是贝壳表面位点增多,能够更好地与接枝物质、偶联物质接触,进一步提高无机填料和聚合物之间的连接效果。

14、具体地,纳米二氧化钛可以用作光催化和紫外线吸收,能够增强复合材料的光稳定性和抗紫外线能力,纳米二氧化硅能够增强材料的力学性能和抗磨损能力,同时能够改善填料的分散性。

15、具体地,润滑剂能够有效改善材料的加工性能,降低加工过程中的摩擦力,提高熔体流动性,使复合材料在挤出、注塑等成型过程中更加顺畅。具体地,通过降低熔体粘度和界面摩擦,使复合材料在高温下更容易加工成型,同时减少加工设备的磨损。

16、具体地,偶联剂可以提高填料与塑料基体之间的结合力,增强复合材料的整体性能。具体地,偶联剂在贝壳粉末表面形成化学键,促进无机填料与有机基体的结合,减少填料团聚,提高分散性和界面强度。

17、具体地,弹性添加剂用于提高复合材料的弹性和韧性,使其在受到冲击或应力时不易断裂,增加材料的耐用性。具体地,通过弹性添加剂的高弹性模量和良好的应力松弛性能,提高复合材料的抗冲击性能和抗裂性,使其在低温环境下仍能保持良好的韧性。

18、具体地,抑菌剂可以赋予复合材料抗菌性能,有效抑制细菌、霉菌等微生物的生长,延长材料的使用寿命,提高卫生安全性。具体地,抑菌剂通过其释放的抗菌活性物质,破坏微生物的细胞膜或抑制其酶活性,从而抑制细菌和真菌的生长和繁殖,提高材料的卫生标准和使用寿命。

19、进一步地,一种含贝壳粉末的复合材料,所述润滑剂包括脂肪酸酯、油酸酰胺、天然蜡的一种或两种以上的组合,所述偶联剂包括γ-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、异丙氧基钛酸四异硬脂酸酯的一种或两种,所述弹性添加剂包括苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、丙烯弹性体的一种或两种以上的组合,所述抑菌剂包括聚六亚甲基双胍盐酸盐、壳聚糖-氧化锌复合抗菌剂、载银氧化锆的一种或两种以上的组合。

20、具体地,脂肪酸酯为硬脂酸丁酯,其具有良好的润滑性能,适用于提高加工流动性和脱模性,能够减少材料的黏附。油酸酰胺具有优良的润滑性能,作为内润滑剂,能够改善聚合物分子间的滑移,可以减少摩擦并改善塑料的流动性。天然蜡为巴西棕榈蜡,其具有较好的润滑性和减少摩擦的作用,能够增强材料的的光滑度和平滑度。

21、具体地,γ-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷能够提高贝壳粉末与塑料基体的相容性,增强界面粘结力,异丙氧基钛酸四异硬脂酸酯能有效提高填料与塑料的结合力,增强材料的力学性能。

22、具体地,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物具有优良的弹性和耐热性,可以显著提高材料的韧性,乙烯-丁烯共聚物能够增加材料的柔韧性和冲击强度,改善复合材料的低温性能,丙烯弹性体为乙烯-丙烯-二烯单体,提高材料的弹性和耐冲击性。乙烯-丙烯-二烯单体对化学品和高温环境的耐受性较好,对氧、臭氧和紫外线的抵抗能力强。

23、具体地,聚六亚甲基双胍盐酸盐具有广谱抗菌性能,可以有效抑制细菌生长。壳聚糖-氧化锌复合抗菌剂结合了壳聚糖和氧化锌的优点,具有较强的抗菌作用,银离子掺杂的氧化锆为银离子释放型抗菌剂,利用银离子的抗菌特性,提供持久的抗菌效果。

24、进一步地,一种含贝壳粉末的复合材料,所述贝壳粉末的制备方法,包括以下步骤:

25、m1、碱性溶液浸泡清洗收集的贝壳;使用碱性溶液,例如氢氧化钠溶液浸泡贝壳,可以有效去除贝壳表面的污垢、藻类和有机残留物,提高贝壳的纯度和后续处理的效果,碱性溶液的浓度为1mol/l和浸泡时间1-2小时,可以采用超声波作用避免长时间清洗对贝壳结构的破坏,同时确保有效清洗。

26、m2、将清洗干净的贝壳破碎成贝壳颗粒,干燥处理;破碎贝壳成颗粒便于后续的研磨和处理,干燥则是为了去除贝壳中的水分,防止在研磨过程中产生结块,或者在后续加工中出现热膨胀不均等问题。将破碎后的贝壳颗粒进行干燥处理,可采用热风干燥、真空干燥等方法,确保贝壳颗粒中的水分含量降至最低。

27、m3、通过球磨作用将贝壳颗粒研磨成贝壳粉末;球磨能够将贝壳颗粒研磨成细小的粉末,增加贝壳粉末的比表面积,提高其在复合材料中的分散性和反应活性。

28、m4、在600℃至900℃的温度下煅烧1-3小时,备用。高温煅烧可以彻底去除贝壳中的有机物,如蛋白质和碳水化合物,同时使贝壳中的碳酸钙转化为氧化钙,提高贝壳粉末的化学稳定性和热稳定性。

29、具体地,贝壳粉末的制备方法通过浸泡清洗、破碎干燥、球磨研磨和煅烧处理等步骤,有效提高了贝壳粉末的纯净度、细度和稳定性。

30、进一步地,一种含贝壳粉末的复合材料,所述改性聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:

31、n1、将茂金属催化剂前体二乙基锆(iv)茂金属与mao甲基铝氧烷混合反应生成茂金属催化剂;反应时在惰性气体(如氮气或氩气)保护下进行,以避免空气中的氧气和水蒸气对催化剂的破坏,茂金属催化剂能够提供高立体选择性和可控的聚合速率,从而得到具有特定分子量分布和支化程度的聚乙烯。

32、n2、将乙烯、1-丁烯和茂金属催化剂按比例加入至聚合反应器中进行共聚反应;在茂金属催化剂的存在下,乙烯与1-丁烯共聚,控制聚合反应的温度在80-150℃和10-40 bar压力条件下进行。生成具有预定性能的聚乙烯共聚物,1-丁烯作为共聚单体,可以调节聚乙烯的结晶度和柔韧性。

33、n3、添加终止剂终止聚合反应,将聚合物从溶剂中分离洗涤,干燥,通过挤出机进行熔融、挤出和切粒,将造粒后的茂金属改性乙烯树脂颗粒进行干燥,备用。加入终止剂水、乙醇、异丙醇等防止过度聚合,然后对聚合物进行后处理,包括从溶剂中分离、洗涤去除残留的催化剂和杂质、干燥去除水分,并通过挤出和切粒形成可用于后续加工的树脂颗粒。

34、茂金属改性乙烯能够与多种填料和增强材料形成良好的界面粘结,降低贝壳粉末的团聚,茂金属改性乙烯提高复合材料的耐热性能、耐老化性能和改善加工性能。茂金属改性乙烯良好的水蒸气阻隔性能能够减少水气的渗透,提高复合材料在潮湿环境中的使用寿命。

35、进一步地,一种含贝壳粉末的复合材料,所述改性聚丙烯的制备方法,包括以下步骤:

36、p1、将混合好的聚丙烯、苯乙烯/丁二烯共聚物放入双螺杆挤出机中加热至熔融状态;聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料,具有良好的耐化学性、电绝缘性和较高的熔点。但是,纯聚丙烯的冲击强度较低,为了提高其性能,加入苯乙烯/丁二烯共聚物并在在双螺杆挤出机中加热至熔融状态,有助于两种材料充分混合,同时使聚丙烯达到适宜的流动性,便于后续加工。

37、p2、加入马来酸酐,熔融接枝反应完成后,挤出的物料通过冷却切粒;马来酸酐可以作为接枝试剂,在聚丙烯链上引入极性官能团,这有助于改善聚丙烯与贝壳粉末之间的界面相容性,贝壳粉末主要由碳酸钙组成,是一种亲水性材料,通过接枝反应,可以提高复合材料的力学性能和耐热性。

38、p3、将造粒后的改性聚丙烯树脂颗粒进行干燥,备用。干燥步骤是为了去除可能存在的水分,防止在后续的熔融加工中产生气泡或降解。干燥过的改性聚丙烯颗粒可以更稳定地储存,并且在与填料混合前保持良好的状态。改性聚丙烯树脂颗粒可以与贝壳粉末一起通过熔融共混工艺进一步加工成复合材料,贝壳粉末的添加可以增强复合材料的刚性、硬度和耐磨性,同时由于其低成本和可再生性,还能够提高复合材料的经济性和环境友好性。

39、马来酸酐改性聚丙烯具有良好的相容性,能够促进填料或增强材料在聚丙烯基体中的均匀分散,从而避免团聚现象,提升复合材料的整体性能,通过提升填料与基体之间的黏合,复合材料的拉伸强度、弯曲模量得到提升。通过马来酸酐改性聚丙烯的表面改性,可以改变填料的表面极性,为填料提供活性位点,促进其在非极性基质中的相容性和分散性。另外地,马来酸酐改性聚丙烯可以降低复合材料熔体的粘度,改善其流动性,使得复合材料更容易加工成型。在加工过程中,马来酸酐改性聚丙烯能够提升复合材料的稳定性,减少热降解和氧化降解。

40、进一步地,一种含贝壳粉末的复合材料,所述改性聚醚砜的制备方法,包括以下步骤:

41、t1、将混合好的聚醚砜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物放入双螺杆挤出机中加热至熔融状态;聚醚砜具有优异的热稳定性、化学稳定性和机械性能。加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可以改善聚醚砜的加工性能和柔韧性。

42、t2、加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷,熔融接枝反应完成后,挤出的物料通过冷却切粒;γ-氨丙基三乙氧基硅烷够促进聚醚砜与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物之间的化学键合,增强两者的相容性和界面结合力。γ-氨丙基三乙氧基硅烷在高温和剪切力的作用下与聚醚砜与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物发生接枝反应,形成接枝共聚物。

43、t3、将造粒后的改性聚醚砜树脂颗粒进行干燥,备用。在100-120℃下干燥0.5-2小时,能够去除残留的水分,防止在后续的熔融加工中产生气泡或降解。

44、γ-氨丙基三乙氧基硅烷能够作为中间层改善聚醚砜与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物之间的相容性,减少相分离现象,改性后的聚醚砜具有更高的韧性,可以改善复合材料的抗冲击性能,与此同时,还能够改善气体或水蒸气的阻隔性,γ-氨丙基三乙氧基硅烷能够改善填料在聚合物基体中的分散性,从而减少团聚现象,使加工过程更加顺畅,同时,聚醚砜本身熔融加工挤出温度高,混合有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的聚醚砜,其高温流动性更好,有利于复合材料的成型加工。

45、进一步地,一种含贝壳粉末的复合材料,所述壳聚糖-氧化锌复合抗菌剂的制备方法,包括以下步骤:

46、q1、将纳米氧化锌粉末加入到去离子水中,形成一定浓度的悬浮液,加入适量的表面活性剂进行超声分散;纳米氧化锌具有很强的抗菌性,但由于其粒径小,容易团聚,加入表面活性剂聚乙烯醇pva能够降低颗粒间的相互作用力,进行超声分散可以确保纳米氧化锌在溶液中均匀分散,提高其在后续复合过程中的分散性和稳定性,超声时间在30分钟到1小时之间。

47、q2、将壳聚糖加入到去离子水中,用柠檬酸调节ph值至酸性,加热搅拌至壳聚糖完全溶解;壳聚糖是一种天然的多糖,具有良好的生物相容性和抗菌性能,但其溶解性受ph值影响较大。在酸性条件下,壳聚糖更容易溶解于水中,形成均一的溶液。具体地,使用柠檬酸作为酸化剂调节ph值至4-5。加热至60-80℃,持续搅拌直至壳聚糖完全溶解,搅拌时间30分钟到1小时。

48、q3、将预处理后的纳米氧化锌溶液缓慢加入到壳聚糖溶液中,持续搅拌,加入聚乙烯吡咯烷酮、戊二醛继续搅拌反应1-2小时;在搅拌条件下,将纳米氧化锌溶液缓慢加入壳聚糖溶液中,可以促进纳米氧化锌与壳聚糖的结合,形成复合抗菌剂。加入聚乙烯吡咯烷酮可以作为稳定剂,能够防止颗粒团聚,而戊二醛则可以作为交联剂,戊二醛能够与壳聚糖分子中的氨基发生反应,形成交联结构,从而将纳米氧化锌颗粒牢固地固定在壳聚糖网络中,进一步增强复合材料的结构稳定性。

49、具体地,聚乙烯吡咯烷酮的浓度在1-5%之间,戊二醛的浓度在0.1-1%之间。搅拌反应时间1-2小时,以确保充分反应。

50、q4、调整溶液的ph值至中性或微碱性,过滤混合溶液后密封保存。调整ph值可以防止壳聚糖的沉淀,同时也有利于复合抗菌剂的稳定性和储存。过滤可以去除未反应的纳米氧化锌或其它杂质,提高产品的纯度。使用氢氧化钠或氨水等碱性物质调节ph值至6-8。过滤后,将复合抗菌剂溶液密封保存在冰箱或者低温环境下,以延缓化学反应和降解。

51、具体地,壳聚糖和氧化锌都具有良好的抗菌性能。壳聚糖能够通过干扰细菌的代谢和生长来发挥抗菌作用。氧化锌能够通过释放锌离子,干扰细菌的细胞膜,抑制其生长。壳聚糖具有良好的粘合性,可增强氧化锌与基体之间的界面相互作用,从而提升整体力学性能,而煅烧后的贝壳粉末具有吸附性能,能够吸附锌离子以使得壳聚糖-氧化锌复合抗菌剂更好地固定和长效的析出。

52、另外地,氧化锌粒子由于其高比表面积和强度,可作为补强剂提升复合材料的拉伸强度,还能作为紫外线屏蔽剂,一定程度上减少紫外线对材料的老化作用。

53、通过戊二醛的交联,能够提高壳聚糖的耐温效果,保证在185-250℃的高温情况下减少损失,降低壳聚糖在复合材料制备过程中的分解趋势,确保复合材料中的壳聚糖-氧化锌复合抗菌剂的有效含量。

54、进一步地,一种含贝壳粉末的复合材料,所述载银氧化锆的制备方法,包括以下步骤:

55、v1、氯氧化锆与水解剂混合,使锆盐发生水解反应生成锆溶胶,通过加热、干燥和焙烧等步骤,使溶胶转化为凝胶,最后得到氧化锆粉末;使用氯氧化锆作为原料,加入水解剂如氨水,促使锆盐水解形成锆溶胶。溶胶通过加热蒸发水分,使其浓缩并逐渐转化为凝胶状态,加热温度在80℃至100℃之间。凝胶经过真空干燥箱进行干燥,温度控制在100℃至150℃之间,直至完全干燥和400-800℃的高温焙烧,持续时间2-4小时,以完全去除有机物并促进氧化锆的晶化,得到纯度高、粒径均匀的氧化锆粉末。

56、v2、将氧化锆粉末分散在溶剂中,形成均匀的浆料,将银盐溶解在水中,形成银盐溶液;将v1步骤中得到的氧化锆粉末分散在乙醇溶剂中,通过超声波的方式确保粉末均匀分散,形成浆料。硝酸银溶解于去离子水中,配制成一定浓度的银盐溶液。

57、v3、将银盐溶液加入到氧化锆浆料中,充分混合,加入还原剂,以促进银盐还原成银纳米粒子,加入稳定剂,以保持银纳米粒子在氧化锆基质中的分散性;在不断搅拌的情况下,将银盐溶液缓慢滴加到氧化锆浆料中,确保均匀混合。加入还原剂如抗坏血酸,在常温至80℃下促进银盐还原为银纳米粒子。

58、另外地,同时加入稳定剂如聚乙烯吡咯烷酮,能够防止银纳米粒子聚集,保证其在氧化锆基质中的良好分散性。

59、v4、反应结束后,通过分离沉淀,然后用水和酒精洗涤以去除杂质,将沉淀物干燥,随后在一定温度下煅烧,得到载银氧化锆粉末。反应完成后,通过离心或过滤分离出沉淀的载银氧化锆复合材料。使用去离子水和无水乙醇反复洗涤沉淀物,去除残留的还原剂、稳定剂及其它杂质。洗涤干净的沉淀物在真空干燥箱80℃至100℃下干燥,去除所有水分,干燥后的载银氧化锆粉末在马弗炉中在300-600℃进行煅烧,持续时间1-2小时,以进一步提升其结构稳定性和抗菌性能。

60、银离子具有很强的抗菌能力,能有效抑制细菌、真菌和病毒的生长,氧化锆良好的抗热震性可防止复合材料因温度变化快速而引起的开裂,氧化锆可以吸收紫外线,保护复合材料不受紫外线辐射损害,氧化锆作为载体稳定了银粒子,复合材料能够提供长期的抗菌保护,减少微生物对材料表面的污染。

61、进一步地,本发明还提供了一种含贝壳粉末的复合材料的制备方法,包括以下步骤:

62、s1、将填料、部分改性聚乙烯、改性聚丙烯、改性聚醚砜、偶联剂加入至温控高速混合机中混合2-3min;所述混合机的温度为70℃-90℃、转速为500-900r/min;填料能增强材料的硬度和耐磨性。改性聚乙烯、改性聚丙烯和改性聚醚砜作为基体聚合物,提供复合材料所需的力学性能。通过偶联剂来改善无机填料与有机聚合物之间的界面粘结力,从而提高复合材料的性能。温度控制在70℃-90℃有助于加速分子运动,使组分更容易混合。转速设定在500-900r/min,以达到足够的剪切力,使混合更均匀。

63、s2、在步骤 s1中的混合料中加入润滑剂、弹性添加剂、抑菌剂进行搅拌,且在搅拌过程中匀速地加入剩余的改性聚乙烯、改性聚丙烯、改性聚醚砜,继续搅拌混合10-15min,得到预混料;润滑剂可减少物料在加工过程中的摩擦和剪切应力,降低能耗,提高挤出效率和产品质量。弹性添加剂可以增加复合材料的柔韧性和抗冲击性。抑菌剂赋予材料抗菌功能,延长使用寿命并保障使用安全。匀速加入剩余的改性聚合物,以避免局部过热和不均匀分布,确保最终混合物的一致性。

64、s3、将预混料投入到双螺杆挤出机中,先预加热3~5分钟后,再经熔融、挤出、抽真空、风冷、切粒及干燥,备用。预加热可以软化物料,有助于熔融和挤出过程的顺利进行,减少在挤出过程中的能量消耗。熔融阶段需要确保物料完全熔融但不过热分解。控制温度在175-230℃,螺杆转速为200-400转/分钟,确保填料、塑料、助剂充分混合。

65、具体地,抽真空步骤可以除去物料中的空气,避免制品出现气泡,提高产品质量。风冷帮助快速冷却物料,定型并减少变形。切粒将连续的挤出物切成小颗粒,便于储存和运输。制作完成的母料粒放入烘干机中,控制温度在80-100℃,干燥时间约2-4小时,干燥步骤确保颗粒不含多余水分,避免在存储或后续加工中引起问题。

66、进一步地,本发明还提供了含贝壳粉末的复合材料的应用,应用于包装材料。

67、贝壳粉末作为一种丰富的自然资源,价格相对低廉,可以替代或减少传统包装材料中昂贵添加剂的使用,从而降低整体生产成本。贝壳粉末的加入可以提高包装材料的硬度、耐磨性和抗撕裂强度,尤其在高填充量的情况下,复合材料的刚性和耐久性得到显著提升,使得含贝壳粉末的包装材料在承受外力时更加坚固耐用,能够保护内装物品免受损坏,碳酸钙的微粒结构有助于形成更为致密的材料结构,从而增强对氧气、水蒸气和异味的阻隔性,延长包装内物品的保质期,减少因氧化或潮湿导致的产品变质,复合材料中具有一定的抗菌作用,有助于延长食品的保质期。

68、本发明相对于现有技术,有以下优点:

69、1、本发明的复合材料通过填料、塑料和助剂配合,相对于现有技术,能够使用占比较多的贝壳粉末来降低成本的同时,还能够通过组分之间的协作效果,来提高材料的机械性能、耐候性能、加工性能以及抑菌性能,能够满足生产和使用需求。

70、2、发明的制作方法高效、可控、稳定,制作的复合材料能够多次重复利用且保持性能,能够减少一次性塑料的使用,促进绿色环保的低碳生活。

71、3、本发明含贝壳粉末的复合材料在包装材料领域具有广阔的应用前景,能够满足不同领域的包装需求,具有较强的机械性能,阻隔性能、耐候性能和抑菌效果,贝壳粉末的使用还能减少对传统石油基塑料的依赖,促进可持续发展和资源循环利用。


技术特征:

1.一种含贝壳粉末的复合材料,其特征在于,包括填料、塑料和助剂,按质量份数计算,所述填料为35-50份,所述塑料为50-60份,所述助剂为5-15份;

2.根据权利要求1所述的一种含贝壳粉末的复合材料,其特征在于:所述润滑剂包括脂肪酸酯、油酸酰胺、天然蜡的一种或两种以上的组合,所述偶联剂包括γ-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、异丙氧基钛酸四异硬脂酸酯的一种或两种,所述弹性添加剂包括苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、丙烯弹性体的一种或两种以上的组合,所述抑菌剂包括聚六亚甲基双胍盐酸盐、壳聚糖-氧化锌复合抗菌剂、载银氧化锆的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的一种含贝壳粉末的复合材料,其特征在于,所述贝壳粉末的制备方法,包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种含贝壳粉末的复合材料,其特征在于,所述改性聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:

5.根据权利要求1所述的一种含贝壳粉末的复合材料,其特征在于,所述改性聚丙烯的制备方法,包括以下步骤:

6.根据权利要求1所述的一种含贝壳粉末的复合材料,其特征在于,所述改性聚醚砜的制备方法,包括以下步骤:

7.根据权利要求2所述的一种含贝壳粉末的复合材料,其特征在于:所述壳聚糖-氧化锌复合抗菌剂的制备方法,包括以下步骤,

8.根据权利要求2所述的一种含贝壳粉末的复合材料,其特征在于:所述载银氧化锆的制备方法,包括以下步骤,

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种含贝壳粉末的复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

10.根据权利要求1-8所述含贝壳粉末的复合材料的应用,其特征在于:应用于包装材料。


技术总结
本发明属于复合材料技术领域,尤其涉及一种含贝壳粉末的复合材料、及其制备方法和应用。其中一种含贝壳粉末的复合材料,包括填料、塑料和助剂,按质量份数计算,填料为35‑50份,塑料为50‑60份,助剂为5‑15份;填料包括贝壳粉末、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛;贝壳粉末包括贻贝壳、珍珠贝壳、牡蛎贝壳、扇贝壳、文蛤贝壳;塑料包括改性聚乙烯、改性聚丙烯、改性聚醚砜;助剂包括润滑剂、偶联剂、弹性添加剂及抑菌剂;本发明的复合材料通过填料、塑料和助剂配合,相对于现有技术,能够使用占比较多的贝壳粉末来降低成本的同时,还能够通过组分之间的协作效果,来提高材料的机械性能、耐候性能、加工性能以及抑菌性能,能够满足生产和使用需求。

技术研发人员:黄铉光
受保护的技术使用者:江门市格林福司环保科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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