CN101870774A - 生物淀粉降解塑料母粒及其生产方法以及降解塑料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物淀粉降解塑料母粒，按重量比由以下成分构成：生物细化淀粉70-80％增韧剂7-10％，引发剂0.5％-2％，改性剂4％-7％，增塑剂1％-3％，润滑加工助剂3％-6％。所述的生物细化淀粉采用薯类、玉米为原材料制成的细化至800-1200目的细化淀粉。生产时，通过淀粉细化工序、淀粉高速混合工序制成生物淀粉降解塑料母粒，并利用该母粒制成降解塑料制品。生物(薯类玉米)淀粉降解塑料片材型具有普通塑料制品相同的物理性能和力学性能及其它特殊性能；而且工艺简单、成本较低。同时能够在自然环境中降解，从而起到减轻环境污染，缓解环境矛盾作用，符合固体废弃物污染防治法中减量化、资源化、无害化的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用生物淀粉生产的塑料制品母粒，及其生产方法和衍生产品。
背景技术
塑料，做为一种新材料，从20世纪中期起就得到了蓬勃发展，并呈现出逐年持续增长态势。现在，塑料制品已在人类活动的各行业；各领域得到了广泛应用，我们的日常生活，越来越难于离开塑料制品。在塑料行业发展的同时，塑料材料也遇到了两个难题：(1)资源有限。塑料等高分子化合物主要来源于石油，而石油是不可再生的资源，地球上已呈现逐渐枯竭态势。(2)对生态环境的污染。目前，世界塑料的产量已达到两亿吨，我国塑料的产量也在每年2000万吨左右。越来越多的塑料制品，在使用一段时间后，变成废弃塑料制品。由于塑料制品难以分解，二次再生利用的塑料制品量，还不到塑料制品生产量的50％。因此，废弃塑料制品就形成大量的垃圾，造成严重的环境污染问题，并威胁到人类的生存环境。
一次性塑料制品在塑料垃圾中占有很大比例。由于废塑料密度小，不易降解、难于回收利用，在人们的生活环境中漂浮，给生态环境造成很大的破坏、形成极明显的视觉污染。
发明内容
本发明的目的在于针对现有塑料制品所存在的不足，提供一种新型的利用生物淀粉作为原材料制成的新型塑料母粒及其利用该母粒所生产出的降解塑料。
本发明的技术方案为：一种生物淀粉降解塑料母粒，按重量比由以下成分构成：生物细化淀粉70-80％，增韧剂7-10％，引发剂0.5％-2％，改性剂4％-7％，增塑剂1％-3％，润滑加工助剂3％-6％。
优选的是，所述的生物细化淀粉采用薯类、玉米为原材料制成的细化至800-1200目的细化淀粉。
优选的是，增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物或POE或M-LLDPE；引发剂为过氧化二异丙苯；改性剂为硬酯酸与顺丁烯二酸酐的混合物；增塑剂为乙二醇或甘油或山梨醇；润滑加工助剂为白油或PE腊。
优选的是，改性剂中硬酯酸的含量占总含量的3％-5％，顺丁烯二酸酐的含量占总含量的1-2％。
上述的生物淀粉降解塑料母粒的生产方法，包括以下步骤：淀粉细化工序、淀粉高速混合工序；其中，淀粉细化工序中淀粉和硬脂酸在常温下于高混锅中低速搅拌2min，转速调至高速搅拌3min，转速调至低速后放料，将混合好的料转入细化机中，分级转速：1000r/min，细化至1200目以上(13um)；淀粉高速混合工序中，首先准确称取物料，甘油和乙二醇称好后混和均匀，待用，将淀粉加入高混机内，然后加入增塑剂，启动高混机，高混机中速运转5min切换成高速运转5min后转入中速运行；将顺酐缓慢加入高混锅内，中速搅拌2-3min停机，依次加聚乙烯蜡，中速搅拌3min，高速搅拌3min，当物料温度升到130-150℃左右时转入中速搅拌，敞开挥发孔，加入硬脂酸中速搅拌3min，观察物料，自然挥发水份，停机，加入EVA、DCP，中速搅拌2min，高速搅拌4min，在中速搅拌时缓慢加入白油，搅拌2-3min，此时主机电流开始上升，物料温度升高，物料逐渐结团，应当让水分充分挥发，当物料团逐渐散开时，打开排料阀，同时启动冷锅搅拌，物料缓慢进入冷锅，待物料在高速混和改性机内改性完毕后即刻将物料放入冷却搅拌机内，出料温度95-100℃，搅拌10-20min，冷却搅拌机采用水冷，使物料温度下降到50℃以下；放出物料，进入粉碎机粉碎成颗粒状母料。
利用上述生物淀粉降解塑料母粒生产的塑料，将粉碎好的生物淀粉降解母料颗粒与基础塑料树脂混合，基础塑料树脂有：高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)；其中按重量比，生物淀粉降解母料30-80％，基础塑料树脂18-68％，自氧化剂2％。
一种上述利用生物淀粉降解塑料母粒生产的塑料的生产方法，将混合好的料放入反应挤出工序中，双螺杆挤出机的进一步啮合、塑化、高温反应，物料呈现均一态，并通过真空口负压脱挥，排除水分和挥发性物质，最后完成挤出造粒，通过旋风分离冷却器和震动筛得到成品。
本发明的有益效果为：生物(薯类 玉米)淀粉降解塑料片材型具有普通塑料制品相同的物理性能和力学性能及其它特殊性能；而且工艺简单、成本较低。同时能够在自然环境中降解，从而起到减轻环境污染，缓解环境矛盾作用，符合固体废弃物污染防治法中减量化、资源化、无害化的要求。随着石油资源的日益匮乏，塑料等高分子化合物主要来源于石油，而石油是不可再生的资源，已呈现逐渐枯竭态势，以石油为资源的传统塑料行业形式越发严峻，而以薯类、玉米淀粉等可再生资源为主要原料的生物(薯类 玉米)淀粉降解塑料片材型必将成为最佳的替代品。生物(薯类 玉米)淀粉降解塑料片材型主要原料来源于薯类、玉米等产量较高的经济作物，这类作物分布广，资源丰富。目前传统的淀粉加工行业利润低，由于多年的竞争使淀粉加工业获利很少，淀粉加工缺乏高技术转化增值，在一定程度上减少了农民的收入。而以薯类、玉米淀粉等为主要原料的生物(薯类 玉米)淀粉降解塑料片材型可提高淀粉优势资源的增值转化，对大规模发展现代淀粉类农作物种植业，形成淀粉产品的加工体系和特色农产品产业链发展，都具有重大现实意义。
具体实施方式
本发明的第一具体实施例：一种生物淀粉降解塑料母粒，按重量比由以下成分构成：生物细化淀粉77％，增韧剂8％，引发剂1％，改性剂5％，增塑剂3％，润滑加工助剂6％。所述的生物细化淀粉采用薯类、玉米为原材料制成的细化至800-1200目的细化淀粉。增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物；引发剂为过氧化二异丙苯；改性剂为硬酯酸与顺丁烯二酸酐的混合物；增塑剂为甘油；润滑加工助剂为PE腊。改性剂中硬酯酸的含量占总含量的4％，顺丁烯二酸酐的含量占总含量的1％。
本发明的第二具体实施例：一种生物淀粉降解塑料母粒，按重量比由以下成分构成：生物细化淀粉80％，增韧剂10％，引发剂1％，改性剂4％，增塑剂2％，润滑加工助剂3％。所述的生物细化淀粉采用薯类、玉米为原材料制成的细化至800-1200目的细化淀粉。增韧剂为POE；引发剂为过氧化二异丙苯；改性剂为硬酯酸与顺丁烯二酸酐的混合物；增塑剂为乙二醇；润滑加工助剂为白油。改性剂中硬酯酸的含量占总含量的3％，顺丁烯二酸酐的含量占总含量的1％。
上述的生物淀粉降解塑料母粒的生产方法，包括以下步骤：淀粉细化工序、淀粉高速混合工序；其中，淀粉细化工序中淀粉和硬脂酸在常温下于高混锅中低速搅拌2min，转速调至高速搅拌3min，转速调至低速后放料，将混合好的料转入细化机中，分级转速：1000r/min，细化至1200目以上(13um)；淀粉高速混合工序中，首先准确称取物料，甘油和乙二醇称好后混和均匀，待用，将淀粉加入高混机内，然后加入增塑剂，启动高混机，高混机中速运转5min切换成高速运转5min后转入中速运行；将顺酐缓慢加入高混锅内，中速搅拌2-3min停机，依次加聚乙烯蜡，中速搅拌3min，高速搅拌3min，当物料温度升到130-150℃左右时转入中速搅拌，敞开挥发孔，加入硬脂酸中速搅拌3min，观察物料，自然挥发水份，停机，加入EVA、DCP，中速搅拌2min，高速搅拌4min，在中速搅拌时缓慢加入白油，搅拌2-3min，此时主机电流开始上升，物料温度升高，物料逐渐结团，应当让水分充分挥发，当物料团逐渐散开时，打开排料阀，同时启动冷锅搅拌，物料缓慢进入冷锅，待物料在高速混和改性机内改性完毕后即刻将物料放入冷却搅拌机内，出料温度95-100℃，搅拌10-20min，冷却搅拌机采用水冷，使物料温度下降到50℃以下；放出物料，进入粉碎机粉碎成颗粒状母料。
利用上述生物淀粉降解塑料母粒生产的塑料，将粉碎好的生物淀粉降解母料颗粒与基础塑料树脂混合，基础塑料树脂有：高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)；其中按重量比，生物淀粉降解母料30-80％，基础塑料树脂18-68％，自氧化剂2％。
一种上述利用生物淀粉降解塑料母粒生产的塑料的生产方法，将混合好的料放入反应挤出工序中，双螺杆挤出机的进一步啮合、塑化、温反应，物料呈现均一态，并通过真空口负压脱挥，排除水分和挥发性物质，最后完成挤出造粒，通过旋风分离冷却器和震动筛得到成品。
Claims (9)
1.一种生物淀粉降解塑料，其特征在于，按重量比由以下成分构成：细化淀粉70-80％，增韧剂7-10％，引发剂0.5％-2％，改性剂4％-7％，增塑剂1％-3％，润滑加工助剂3％-6％。
2.如权利要求1所述的生物淀粉降解塑料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物或POE或M-LLDPE；引发剂为过氧化二异丙苯；改性剂为硬酯酸与顺丁烯二酸酐的混合物，增塑剂为乙二醇或甘油或山梨醇，润滑加工助剂为白油或PE腊。
3.如权利要求2所述的生物淀粉降解塑料，其特征在于：所述的生物淀粉降解塑料当中，改性剂中硬酯酸的含量占总含量的3％-5％，顺丁烯二酸酐的含量占总含量的0.5％-1％。
4.一种如权利要求3所述的生物淀粉降解塑料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：淀粉细化工序、淀粉高速混合工序。其中；淀粉细化工序中淀粉和硬脂酸在常温下于高混锅中低速搅拌2min，转速调至高速搅拌3min，转速调至低速后放料，将混合好的料转入细化机中，分级转速：1000r/min，细化至1200目以上(13um)；淀粉高速混合工序中，首先准确称取物料，甘油和乙二醇称好后混和均匀，待用，将淀粉加入高混机内，然后加入增塑剂，启动高混机，高混机中速运转5min切换成高速运转5min后转入中速运行；
将顺酐缓慢加入高混锅内，中速搅拌2-3min停机，依次加聚乙烯蜡，中速搅拌3min，高速搅拌3min，当物料温度升到130-150℃左右时转入中速搅拌，敞开挥发孔，加入硬脂酸中速搅拌3min，观察物料，自然挥发水分，停机，加入EVA、DCP，中速搅拌2min，高速搅拌4min，在中速搅拌时缓慢加入白油，搅拌2-3min，此时主机电流开始上升，物料温度升高，物料逐渐结团，应当让水分充分挥发，当物料团逐渐散开时，打开排料阀，同时启动冷锅搅拌，物料缓慢进入冷锅，待物料在高速混和改性机内改性完毕后即刻将物料放入冷却搅拌机内，出料温度95-100℃，搅拌10-20min，冷却搅拌机采用水冷，使物料温度下降到50℃以下；放出物料。进入粉碎机粉碎成颗粒状母料。
5.将粉碎好的生物淀粉降解母料颗粒与基础塑料树脂混合。基础塑料树脂有：高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等。
6.配比：
7.将混合好的料放入反应挤出工序中，双螺杆挤出机的进一步啮合、塑化、高温反应，物料呈现均一态，并通过真空口负压脱挥，排除水分和挥发性物质，最后完成挤出造粒，通过旋风分离冷却器和震动筛得到成品。
8.成品以挤塑、吹塑、注塑等传统工艺生产：温度控制：190---250℃。
9.可生产的产品有：杯、瓶、盘、碗、盆、盒、一次性餐具、软泡沫板等。
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