CN101993558A - 用淀粉纤维废塑料生产薄膜 - Google Patents

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Abstract

用淀粉纤维废塑料生产薄膜：本发明的可环保塑料合成薄膜或片材中在技术上有了新的突破，新的技术创新点。可生产环保塑料合成薄膜或片材，其原料组合为高分子废塑料(再生塑料)10～60％，改性淀粉10～60％，天然植物纤维10～50％，无机材料5～30％，改性剂、相容剂和加工助剂2～15％。塑料合成的薄膜或片材中，膜材厚度为0.01～0.6mm，片材厚度为0.6-3mm。它的制备优点是调整各原料组成的配比，可得不同功效的降解时间，透光度及应力度等环保实用的薄膜或片材。

Description

用淀粉纤维废塑料生产薄膜
技术领域：
本发明涉及一种热塑型环保塑料，再生资源循环利用，合成薄膜或片材，可制造成本低廉的降解塑料薄膜、降解塑料餐具等。
背景技术：
随着塑料工业的迅猛发展，塑料制品以广泛应用于生产和人民日常生活的各个领域，但随之而来的塑料废弃物也日益增多，回收废弃物塑料是再生资源循环利用的一种，已成为全球性环境污染治理的重大课题。目前，世界各国均制定了各严格的政策措施，以防止塑料材料对环境的污染，特别对塑料制品的再使用，再循环和处置均制定了各种强制性的综合法规。同时，大力倡导并支持可降解塑料的研究和开发工作，降解塑料作为高科技产品和环保产品，已成为当今世界瞩目的研究开发技术。
我们发明了用废弃物再生塑料，农副产淀粉、植物纤维，无机粉料及塑料化工助剂等组成。产品结构：工业、农业、商业用薄膜，补片袋、手挽袋、八折袋和连卷垃圾袋，一次性餐盒、食品托盘、餐具和一次性包装物等。
该技术突破了传统淀粉基可降解塑料物理共混的工艺路线。采用全新的生物化学的工艺对淀粉纤维塑料进行化学改性处理，解决了由于共混型塑料难以解决的加工性能差，强度低，淀粉含量不易提高，生产成本高，制品不均匀性且不易制膜等通病。其薄膜制品手感好，本技术生产的母料中含淀粉量最高达到90％以上，片材专用料的含淀粉量达到50％以上。
发明内容：
本发明是用淀粉纤维废塑料生产薄膜。本发明的目的就是循环利用废弃物再生塑料，农副产淀粉、植物纤维，无机粉料等进行化学改性处理和塑料化工助剂合成塑料膜片。并且制备出的薄膜既具有化学塑料薄膜的各种优良性能，又能被土壤中的微生物能分解吸收，同时其制作成本极为低廉，工艺简单。各改性组合原料的制备：
一、改性植物纤维超细粉末的制备：天然植物纤维先经初级粉碎筛除杂质经烘干，使水分含量低于0.5％以下，再进行超细粉磨至细度为200～1600目后，置于带有加热装置的高速混合机中，添加0.5～2％改性剂和0.5～3％增塑剂，控制温度在80～120℃的条件下共混15～30分钟，然后取出，冷却至常温备用。所述天然植物纤维为秸秆、麦秆、苇杆、稻壳、木屑、果渣中的一种或几种的混合物；改性剂为硅烷、钛酸酯、马来酸酐等偶联剂的一种或几种的混合物；增塑剂为偏苯三酸酯、乙酰柠檬酸酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸正辛正癸酯、邻苯二甲酸酯、壬二酸、N-乙基对甲苯磺酰胺中的一种或几种的混合物。
二、改性无机材料超细粉末的制备：将选用的无机粉体进行超细粉磨至细度＞800～2000目或达纳米级，水分控制在0.5％，加入硅烷或钛酸酯偶联剂0.3～1.5％、相容剂0.5～2.5％，装入带有加热装置的高速混料机中在80～120℃的条件下共混10～30分钟，取出冷却至常温备用。所述无机粉体为碳酸钙、二氧化钛、蒙脱土、高岭土、膨润土中的一种或几种的混合物；相容剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐、马来酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸接枝物中的一种或几种的混合物。
三、改性废塑料的制备：将回收来的废塑料分类除杂质，清洗脱水烘干，含水率控制在3％以下，加入相容剂3～5％，偶联剂1～10％，增塑剂3～5％，润滑剂0.5～2.5％，共混塑化挤出造粒，粒径1.5～2.5mm，粒长2～3mm，高分子聚合物树脂加工的边角料直接粉碎，同废塑料一样共混塑化挤出造粒。废塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙中的一种或几种的混合物。增塑剂为甲基丙烯酸甲酯共聚物、多元醇、邻苯二甲酸二丁脂中的一种或几种的混合物。润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌或硬脂酸钡。偶联剂为硅烷或钛酸酯偶联剂。相容剂为乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯丁二烯共聚物和乙烯辛烯共聚物的三元接枝共聚物或一种。
四、改性淀粉，淀粉为土豆淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、水稻淀粉中的一种或多种75～90％。多元醇包括丙二醇、二甘醇、甘油、山梨醇、山梨醇酐或季戊醇其中的一种或多种5～15％；聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯乳液、聚乳酸、明胶、卡拉胶、海藻酸钠、黄原胶、聚己内酯一种或多种1～3％；碳胺、过磷酸钙、盐及尿素饱和溶液一种或多种1～3％，硬脂酸2～4％；马来酸酐，过氧化叔丁基马来酸二辛酯，戊二醛一种或多种0.5～1％。
将淀粉加入到高速混合机内，低速混合至淀粉的含水率6％以下，低速混合至料温50℃时，分别加入上述各料，加完料后在20分钟内低速混合至料温110℃，在5～10分钟内，高速混合到料温120℃，料送入淀粉基专用双螺杆挤出机中，在140℃-170℃下熔融造粒，即成为变性淀粉母粒，或放料冷却静置24小时备用。
五、混料、造粒：按照重量百分比为废塑料10～60％，改性植物纤维超细粉10～50％，改性淀粉10～60％，改性无机材料超细粉5～30％，加工助剂5～15％的比例将上述原料放入带有温度控制的高速混合机中在温度为80～120℃的条件下搅拌10～30分钟进行充分混合后，再加入到单螺杆或双螺杆造粒机中，塑化挤出造粒，然后对粒料进行挤出吹塑或塑化挤出流延处理，得到可环保塑料合成的薄膜或片材。所述加工助剂为增塑剂、相容剂、交联剂中的一种或几种的混合物，其中增塑剂为多元醇或邻苯二甲酸二丁脂；相容剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐、马来酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸接枝物中的一种或几种的混合物；交联剂为顺丁烯二酸酐、硼砂、甲醛、过氧化二异丙、过氧化苯甲酰中的一种或几种的混合物。本实施方式中粒料的粒径为0.3～2mm，粒长为1～4mm；塑料合成薄膜或片材中，膜材厚度为0.01～0.6mm，片材厚度为0.6～3mm。
具体实施方式1：
按照重量百分比将改性废塑料60％，改性植物纤维超细粉10％，改性淀粉20％，改性无机材料超细粉二氧化钛5％，马来酸酐5％。在ZS-65C吹膜机上塑化挤出，成膜厚度0.02mm。
具体实施方式2：
按照重量百分比，将30％改性废塑再生料，50％改性表面处理植物纤维超细粉，改性无机粉料碳酸钙5％，改性淀粉10％，1.5％硬脂酸铅外部润滑剂、2.5％多元醇增塑剂，1％丙烯酸。在ZS-65C吹膜机上塑化挤出，成膜厚度0.05mm。
具体实施方式3：、
按照重量百分比将20％改性废塑再生料，10％改性表面处理植物纤维超细粉，改性无机粉料碳酸钙5％，改性淀粉60％，1.5％硬脂酸铅外部润滑剂，2.5％多元醇增塑剂，1％聚乳酸。在ZS-65C吹膜机上塑化挤出，成膜厚度0.01mm。
具体实施方式4：
按照重量百分比将25％改性废塑再生料，35％改性表面处理植物纤维超细粉，改性淀粉10％，改性无机粉料碳酸钙、二氧化钛、蒙脱土、高岭土、膨润土各5％，硬脂酸铅、硬脂酸钙各1％外部润滑剂，2％多元醇增塑剂，1％丙烯酸。在拉片机上塑化挤出，片材厚度0.6～3mm。
本发明技术配方工艺应用面广，可根据产品性能的需求，进行最佳调整。

Claims (10)

1.一种用淀粉纤维废塑料生产薄膜，其特征在于它由以下重量百分比的成份组成合成：改性废塑料10～60％、改性植物纤维超细粉10～50％、改性淀粉10～60％、改性无机材料超细粉5～30％、加工助剂2～15％。塑料合成薄膜或片材中，膜材厚度为0.01～0.6mm，片材厚度为0.6～3mm。
2.根据权利要求1所述的淀粉纤维废塑料生产薄膜的改性废塑料中的废塑料为：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的淀粉纤维废塑料生产薄膜的改性淀粉中的淀粉为：土豆淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、水稻淀粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的淀粉纤维废塑料生产薄膜的改性天然植物纤维中的天然植物纤维为：秸秆、麦秆、苇杆、稻壳、木屑、果渣中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的淀粉纤维废塑料生产薄膜的改性无机材料超细粉中的无机材料超细粉为：碳酸钙、二氧化钛、蒙脱土、高岭土、膨润土中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的淀粉纤维废塑料生产薄膜的加工助剂中的助剂为：增塑剂、相容剂、交联剂中的一种或几种的混合物，其中增塑剂为多元醇或邻苯二甲酸二丁酯；相容剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐、马来酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸接枝物中的一种或几种的混合物；交联剂为顺丁烯二酸酐、硼砂、甲醛、过氧化二异丙、过氧化苯甲酰中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的淀粉纤维废塑料生产薄膜的成份组成中的改性废塑料的制备：将回收来的废塑料分类除杂质，清洗脱水烘干，含水率控制在3％以下，加入相容剂3～5％，偶联剂1～10％，增塑剂3～5％，润滑剂0.5～2.5％，共混塑化挤出造粒，粒径1.5～2.5mm，粒长2～3mm，高分子聚合物树脂加工的边角料直接粉碎，同废塑料一样共混塑化挤出造粒。废塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙中的一种或几种的混合物。增塑剂为甲基丙烯酸甲酯共聚物、多元醇、邻苯二甲酸二丁脂中的一种或几种的混合物。润滑剂为硬脂酸钙、锌或硬脂酸钡。偶联剂为硅烷或钛酸酯偶联剂。相容剂为乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯丁二烯共聚物和乙烯辛烯共聚物的三元接枝共聚物或一种。
8.根据权利要求1所述的淀粉纤维废塑料生产薄膜的成份组成中的改性植物纤维超细粉的制备：将选用的无机粉体进行超细粉磨至细度＞800～2000目或达纳米级，水分控制在0.5％，加入硅烷或钛酸酯偶联剂0.3～1.5％、相容剂0.5～2.5％，装入带有加热装置的高速混料机中在80～120℃的条件下共混10～30分钟，取出冷却至常温备用。所述无机粉体为碳酸钙、二氧化钛、蒙脱土、高岭土、膨润土中的一种或几种的混合物；相容剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐、马来酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸接枝物中的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求1所述的淀粉纤维废塑料生产薄膜的成份组成中的改性淀粉的制备：淀粉为75～90％。多元醇包括丙二醇、二甘醇、甘油、山梨醇、山梨醇酐或季戊醇其中的一种或多种5～15％；聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯乳液、聚乳酸、明胶、卡拉胶、海藻酸钠、黄原胶、聚己内酯一种或多种1～3％；碳胺、过磷酸钙、盐及尿素饱和溶液一种或多种1～3％，硬脂酸2～4％；马来酸酐，过氧化叔丁基马来酸二辛酯，戊二醛一种或多种0.5～1％。
将淀粉加入到高速混合机内，低速混合至淀粉的含水率6％以下，低速混合至料温50℃时，分别加入上述各料，加完料后在20分钟内低速混合至料温110℃，在5～10分钟内，高速混合到料温120℃，料送入淀粉基专用双螺杆挤出机中，在140℃-170℃下熔融造粒，即成为变性淀粉母粒，放料冷却静置24小时备用。
10.根据权利要求1所述的淀粉纤维废塑料生产薄膜的成份组成中的改性无机材料超细粉的制备：将选用的无机粉体进行超细粉磨至细度＞800～2000目或达纳米级，水分控制在0.5％，加入硅烷或钛酸酯偶联剂0.3～1.5％、相容剂0.5～2.5％，装入带有加热装置的高速混料机中在80～120℃的条件下共混10～30分钟，取出冷却至常温备用。所述无机粉体为碳酸钙、二氧化钛、蒙脱土、高岭土、膨润土中的一种或几种的混合物；相容剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐、马来酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸接枝物中的一种或几种的混合物。
11、根据权利要求1、7、8、9、10中所述的淀粉纤维废塑料生产薄膜的成份组成合成：混料、造粒：按照重量百分比为废塑料10～60％，改性植物纤维超细粉10～50％，改性淀粉10～60％，改性无机材料超细粉5～30％，加工助剂5～15％的比例将上述原料放入带有温度控制的高速混合机中在温度为80～120℃的条件下搅拌10～30分钟进行充分混合后，再加入到单螺杆或双螺杆造粒机中，塑化挤出造粒，然后对粒料进行挤出吹塑或塑化挤出流延处理，得到可环保塑料合成的薄膜或片材。所述加工助剂为增塑剂、相容剂、交联剂中的一种或几种的混合物，其中增塑剂为多元醇或邻苯二甲酸二丁脂；相容剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐、马来酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸接枝物中的一种或几种的混合物；交联剂为顺丁烯二酸酐、硼砂、甲醛、过氧化二异丙、过氧化苯甲酰中的一种或几种的混合物。本实施方式中粒料的粒径为0.3～2mm，粒长为1～4mm。塑料合成：膜材厚度为0.01～0.6mm，片材厚度为0.6～3mm。
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