CN101402756B - 一种碳酸钙复合降解塑料及其制备方法 - Google Patents

一种碳酸钙复合降解塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种碳酸钙复合降解塑料及其制备方法，采用价格低廉的碳酸钙作为主体原料，降低了聚乙烯的用量，本发明制备的可降解塑料粒料，再直接进行注塑成型、挤出成型或吹膜成型，不需添加任何助剂，制得可降解塑料制品，本发明方法，具有生产工艺简单，成本低，效率高，且降解时间可控的优点。

Description

一种碳酸钙复合降解塑料及其制备方法
技术领域
本发明属于降解塑料技术领域，尤其涉及一种碳酸钙复合降解塑料及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展，塑料制品的用量也日益增加，但仍有以下问题制约着发展：
(1)环境污染问题也越来越严重，(2)受国际原油市场的影响，塑料(合成树脂)的原材料-石油资源日益紧缺，造成合成树脂价位高，(3)新开发的工艺及产品属雷同类型，而且目前在用的一些塑料制品很多要求已经不能满足人们生活水平的提高对产品质量的要求。目前塑料行业，主要提倡：消除“白色污染”带来的危害，由低质量、高成本向高质量、低成本、工艺易操作的方向发展，来加大降解塑料的研发力度，尽早实现工业化。
目前市场中可降解塑料有聚乳酸，聚3-羟基丁酸脂，以及淀粉基类材料，由于聚乳酸，聚3-羟基丁酸脂的合成工艺复杂，价格昂贵，是普通塑料价格的6～10倍，且使用量小。淀粉基类材料其缺点：一、由于本身的超强吸水性，造成成型加工性能不佳，二、由于淀粉原材料的价格上涨，从而生产成本高。三、淀粉基降解塑料的透明度及使用性能，比普通塑料低，需要通过添加降解母粒达到降解的目的，造成工艺复杂，降解时间难以控制等问题。
可光降解塑料薄膜或者生物降解塑料薄膜的制备工艺，是在聚乙烯树脂中，添加光降解母粒或生物降解母粒，进行混合搅拌后，再进行吹膜，造成生产工艺复杂，成本高，降解时间难以控制等问题。添加碳酸钙的含量在5-15％之间，其缺点：一、碳酸钙的含量无法提高，造成制成品的价格居高不下，二、由于其工艺的局限性，造成添加的碳酸钙分散性不好，使得制品的表面光洁度不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种碳酸钙复合降解塑料及其制备方法，采用价格低廉的碳酸钙作为主体原料，且降低了聚乙烯的用量。本发明制备的可降解塑料粒料，再直接进行注塑成型、挤出成型或吹膜成型，不需添加任何助剂，制得可降解塑料制品。本发明方法，具有生产工艺简单，成本低，效率高，且降解时间可控的优点。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案为：
一种碳酸钙复合降解塑料，其原料重量配比为：高密度聚乙烯18-30份，低密度聚乙烯9-15份，线形低密度聚乙烯3-5份，碳酸钙50-70份，液体石蜡3-10份，硬脂酸锌1-5份，乙撑双硬脂酰胺1-5份，钛酸酯偶联剂3-10份，硬脂酸铈1-3份，羧酸铈1-3份，聚乙烯蜡1-5份，抗氧剂1-2份
所述的碳酸钙目数为800-2000目。
一种碳酸钙复合降解塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钛酸酯偶联剂，液体石蜡，其重量按1∶1的比例，混合均匀，备用；
(2)将碳酸钙放入高速混合机中，温度控制在110～130℃，转速控制在300～400rpm，混合搅拌2分钟；
(3)加入步骤(1)制备的混合物，其加入量：第一次加入的量为总量的1/3，反应1-2分钟；第二次加入的量为总量的1/3，反应1-2分钟；第三次加入的量为总量的1/3，反应2分钟后，转速控制在700～800rpm，混合搅拌10分钟；
(4)再分别加入乙撑双硬脂酰胺、抗氧剂和聚乙烯蜡，转速控制在700～800rpm，混合搅拌5分钟；
(5)再分别加入高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、硬脂酸锌、硬脂酸铈和羧酸铈，转速控制在700～800rpm，混合搅拌10分钟，转入双螺杆挤出机；
(6)双螺杆挤出机中，温度控制在150～180℃，进行挤出，挤出的料经冷却、切粒制得降解塑料粒料；
(7)制得的降解塑料粒料，通过注塑成型、挤出成型或吹膜成型制成可降解塑料制品。
本发明方法中所使用的设备均为生产中通用的设备。
本发明制备的降解塑料粒料可直接进行注塑成型、挤出成型或吹膜成型，不需添加任何助剂，简化了生产工艺，提高了生产效率。
本发明采用价格低廉的碳酸钙作为主体原料，替代了原来的淀粉基生产降解塑料，通过提高碳酸钙使用量，降低了树脂的用量，可以大幅度的降低成本。并且通
过加入乙撑双硬脂酰胺，保证了良好的热合性，开口性，抗撕裂性。本发明通过加入钛酸酯偶联剂、聚乙烯蜡、抗氧剂，能有效地提高碳酸钙的加入量，同时减少聚乙烯树脂的加入量，从而降低成本。
本发明通过控制硬脂酸铈，羧酸铈的添加量，有效地控制其降解时间，使得降解时间在3～12个月内可控。
本发明方法制得的产品通过“国家塑料制品质量监督检验中心”检测，符合QB/T2461-1999中技术要求，检测结果表明在120h光降解后，断裂伸长率保留率纵向为1.2，横向为1.0，按国家标准均合格。
具体实施方式
实施例1
(1)将钛酸酯偶联剂8份，液体石蜡8份，混合均匀，备用；
(2)将目数为2000目碳酸钙70份放入高速混合机中，温度控制在110℃，转速控制在400rpm，混合搅拌2分钟；
(3)加入步骤(1)制备的混合物，其加入量：第一次加入的量为总量的1/3，反应2分钟；第二次加入的量为总量的1/3，反应2分钟；第三次加入的量为总量的1/3，反应2分钟后，转速控制在800rpm，混合搅拌10分钟；
(4)再分别加入乙撑双硬脂酰胺5份，抗氧剂2份，聚乙烯蜡5份，转速控制在800rpm，混合搅拌5分钟；
(5)再分别加入高密度聚乙烯18份，低密度聚乙烯9份，线形低密度聚乙烯4份，硬脂酸锌5份，硬脂酸铈3份，羧酸铈2份，转速控制在800rpm，混合搅拌时间10分钟后，转入双螺杆挤出机；
(6)双螺杆挤出机中，温度控制在152℃，进行挤出，挤出的料经冷却、切粒制得降解塑料粒料；
(7)制得的降解塑料粒料，通过注塑成型、挤出成型或吹膜成型制成可降解塑料制品。
本实施例所得的制品通过“深圳市计量质量检测研究院”的检测，符合GB/T1040.3-2006.GB/T11999-1989.GB/T9639-1988技术要求，检验环境条件：22-24℃，48-52％RH，实测结果如下：
拉伸强度(Mpa)：横向26，纵向58，断裂伸长率(％)：横向199，纵向53，抗冲击性能：冲击破损质量为129g。
实施例2
(1)将钛酸酯偶联剂4份，液体石蜡4份，混合均匀，备用；
(2)将目数为1000目碳酸钙50份放入高速混合机中，温度控制在130℃，转速控制在300rpm，混合搅拌2分钟；
(3)加入步骤(1)制备的混合物，其加入量：第一次加入的量为总量的1/3，反应2分钟；第二次加入的量为总量的1/3，反应2分钟；第三次加入的量为总量的1/3，反应2分钟后，转速控制在750rpm，混合搅拌10分钟；
(4)再分别加入乙撑双硬脂酰胺1份，抗氧剂1份，聚乙烯蜡1份，转速控制在700rpm，混合搅拌5分钟；
(5)再分别加入高密度聚乙烯30份，低密度聚乙烯10份，线形低密度聚乙烯5份，硬脂酸锌1份，硬脂酸铈1份，羧酸铈1份，转速控制在700rpm，混合搅拌时间10分钟后，转入双螺杆挤出机；
(6)双螺杆挤出机中，温度控制在180℃，进行挤出，挤出的料经冷却、切粒制得降解塑料粒料；
(7)制得的降解塑料粒料，通过注塑成型、挤出成型或吹膜成型制成可降解塑料制品。
本实施例所得的产品通过检测，检验结果如下：
拉伸强度(Mpa)：横向30，纵向62，断裂伸长率(％)：横向253，纵向110，抗冲击性能：冲击破损质量为132g。
实施例3
(1)将钛酸酯偶联剂6份，液体石蜡6份，混合均匀，备用；
(2)将目数为1200目碳酸钙58份放入高速混合机中，温度控制在120℃，转速控制在320rpm，混合搅拌2分钟；
(3)加入步骤(1)制备的混合物，其加入量：第一次加入的量为总量的1/3，反应2分钟；第二次加入的量为总量的1/3，反应2分钟；第三次加入的量为总量的1/3，反应2分钟后，转速控制在750rpm，混合搅拌10分钟；
(4)再分别加入乙撑双硬脂酰胺4份，抗氧剂2份，聚乙烯蜡2份，转速控制在740rpm，混合搅拌5分钟；
(5)再分别加入高密度聚乙烯26份，低密度聚乙烯13份，线形低密度聚乙烯4份，硬脂酸锌2份，硬脂酸铈2份，羧酸铈2份，转速控制在740rpm，混合搅拌时间10分钟后，转入双螺杆挤出机；
(6)双螺杆挤出机中，温度控制在170℃，进行挤出，挤出的料经冷却、切粒制得降解塑料粒料；
(7)制得的降解塑料粒料，通过注塑成型、挤出成型或吹膜成型制成可降解塑料制品。
本实施例所得的产品通过检测，检验结果表明：
拉伸强度(Mpa)：横向28，纵向61，断裂伸长率(％)：横向230，纵向99，抗冲击性能：冲击破损质量为130g。
实施例4
(1)将钛酸酯偶联剂8份，液体石蜡8份，混合均匀，备用；
(2)将目数为1500目碳酸钙68份放入高速混合机中，温度控制在125℃，转速控制在360rpm，混合搅拌2分钟；
(3)加入步骤(1)制备的混合物，其加入量：第一次加入的量为总量的1/3，反应2分钟；第二次加入的量为总量的1/3，反应2分钟；第三次加入的量为总量的1/3，反应2分钟后，转速控制在770rpm间，混合搅拌10分钟；
(4)再分别加入乙撑双硬脂酰胺3份，抗氧剂2份，聚乙烯蜡3份，转速控制在760rpm，混合搅拌5分钟；
(5)再分别加入高密度聚乙烯25份，低密度聚乙烯15份，线形低密度聚乙烯4份，硬脂酸锌5份，硬脂酸铈2份，羧酸铈2份，转速控制在760rpm，混合搅拌时间10分钟后，转入双螺杆挤出机；
(6)双螺杆挤出机中，温度控制在162℃，进行挤出，挤出的料经冷却、切粒制得降解塑料粒料；
(7)制得的降解塑料粒料，通过注塑成型、挤出成型或吹膜成型制成可降解塑料制品。
本实施例所得的产品通过检测，检验结果表明：
拉伸强度(Mpa)：横向30，纵向62，断裂伸长率(％)：横向55，纵向206，抗冲击性能：冲击破损质量为130g。
实施例5
(1)将钛酸酯偶联剂9份，液体石蜡9份，混合均匀，备用；
(2)将目数为1250目碳酸钙56份放入高速混合机中，温度控制在128℃，转速控制在350rpm，混合搅拌2分钟；
(3)加入步骤(1)制备的混合物，其加入量：第一次加入的量为总量的1/3，反应2分钟；第二次加入的量为总量的1/3，反应2分钟；第三次加入的量为总量的1/3，反应2分钟后，转速控制在750rpm，混合搅拌10分钟；
(4)再分别加入乙撑双硬脂酰胺2份，抗氧剂1份，聚乙烯蜡4份，转速控制在730rpm，混合搅拌5分钟；
(5)再分别加入高密度聚乙烯21份，低密度聚乙烯11份，线形低密度聚乙烯5份，硬脂酸锌2份，硬脂酸铈2份，羧酸铈2份，转速控制在700rpm，混合搅拌时间10分钟后，转入双螺杆挤出机；
(6)双螺杆挤出机中，温度控制在155℃，进行挤出，挤出的料经冷却、切粒制得降解塑料粒料；
(7)制得的降解塑料粒料，通过注塑成型、挤出成型或吹膜成型制成可降解塑料制品。
本实施例所得的产品通过检测，检验结果：拉伸强度(Mpa)：横向28，纵向59，断裂伸长率(％)：横向73，纵向216，抗冲击性能：冲击破损质量为134g。

Claims (2)

1.一种碳酸钙复合降解塑料，其特征在于：原料重量配比为：高密度聚乙烯18-30份，低密度聚乙烯9-15份，线形低密度聚乙烯3-5份，碳酸钙50-70份，液体石蜡3-10份，硬脂酸锌1-5份，乙撑双硬脂酰胺1-5份，钛酸酯偶联剂3-10份，硬脂酸铈1-3份，羧酸铈1-3份，聚乙烯蜡1-5份，抗氧剂1-2份。
2.一种制备权利要求1所述的碳酸钙复合降解塑料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将钛酸酯偶联剂，液体石蜡，其重量按1∶1的比例，混合均匀，备用；
(2)将碳酸钙放入高速混合机中，温度控制在110～130℃，转速控制在300～400rpm，混合搅拌2分钟；
(3)加入步骤(1)制备的混合物，其加入量：第一次加入的量为总量的1/3，反应1-2分钟；第二次加入的量为总量的1/3，反应1-2分钟；第三次加入的量为总量的1/3，反应2分钟后，转速控制在700～800rpm，混合搅拌10分钟；
(4)再分别加入乙撑双硬脂酰胺、抗氧剂和聚乙烯蜡，转速控制在700～800rpm，混合搅拌5分钟；
(5)再分别加入高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、硬脂酸锌、硬脂酸铈和羧酸铈，转速控制在700～800rpm，混合搅拌10分钟，转入双螺杆挤出机；
(6)双螺杆挤出机中，温度控制在150～180℃，进行挤出，挤出的料经冷却、切粒制得降解塑料粒料；
(7)制得的降解塑料粒料，通过注塑成型、挤出成型或吹膜成型制成可降解塑料制品。
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