CN102140216A - 一种干式熔融水溶性生物降解薄膜及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种干式熔融水溶性生物降解薄膜及其制备方法。本发明的主要配方成份为聚乙烯醇和淀粉，将聚乙烯醇进行预增塑处理，以降低其熔点，使得在共挤过程中温度区间内聚乙烯醇不发生分解，物料保持所需的流动性和剪切力，可以达到预期的掺混速度与混匀程度，并最终得到淀粉和聚乙烯醇之间形成分子级的互穿网络;另一方面，通过改变生产工艺和设备，最终使聚乙烯醇与淀粉得到完全的塑化，实现了在双螺杆挤出机上聚乙烯醇干法熔融造粒及在专用吹膜设备上加工单层或多层膜制品，并完成了工业化生产；本发明应用范围广，可用于农药、化肥、染料、园林护理用化学试剂等,亦可作为菜籽、植物种子袋、服装或食品包装袋。

Description

一种干式熔融水溶性生物降解薄膜及制备方法
技术领域
本发明涉及生物降解材料技术领域，尤其是一种干式熔融水溶性生物降解薄膜及其制备方法。
背景技术
现有技术中，水溶性薄膜都采用以聚乙烯醇为主要原料来生产，由于聚乙烯醇的熔融温度与分解温度十分接近，所以一般都通过钢板式流延或挤出T型头流延方法来实现。无论干湿法流延，都存在生产效率低，能耗高，成本居高不下，缺少市场竞争力的缺点。目前，国内还没有出现采用干式熔融造粒来吹膜的水溶性生物降解薄膜及制备方法。
发明内容
针对以上现有的钢板式流延或挤出T型头流延方法的不足，本发明的目的是提供一种干式熔融水溶性生物降解薄膜及制备方法。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
一种干式熔融水溶性生物降解薄膜，其按照质量百分比包括：
细化淀粉10-20%；
聚乙烯醇60-70%；
丙三醇5-10%；
复合助剂5%，其包括：增塑剂、分散剂、脱模剂、增强剂；
去离子水5-10%。
作为本发明优选的技术方案，所述细化淀粉为非转基因玉米淀粉、木薯淀粉或转基因玉米淀粉。
一种干式熔融水溶性生物降解薄膜的制备方法，其包括以下步骤：
第一步：称取配方量的聚乙烯醇；
第二步：称取配方量的改性淀粉，将其经淀粉细化机细化为1000目以上的改性细化淀粉颗粒；
第三步：称取配方量的去离子水；
第四步：将水溶液、细化淀粉、聚乙烯醇都加入混料机中混合均匀；
第五步：称取配方量的丙三醇进行搅拌，边搅拌边加入第四步所得混合物料，然后再高速搅拌10分钟；
第六步：称取配方量的复合助剂，将其加入第五步所得混合物中，搅拌均匀，将搅拌后的物料放入高低温混料机的低温混料仓继续搅拌15分钟，出仓；
第七步：提供一中频加热双螺杆挤出机，将第六步搅拌好的物料放入该中频加热双螺杆挤出机上料斗内，设置中频加热双螺杆挤出机的十三个温区的温度，物料由喂料斗螺旋上料，经双螺杆喂料器均匀加入挤出机内，经高温高压挤出切粒，冷却，称重，包装；
第八步：提供一内冷循环吹膜机，将其预热备用，设置该内冷循环吹膜机各温区的温度，将制得粒料放入吹膜机料仓内，按照传统工艺流程吹膜、牵引、收卷。
作为本发明优选的技术方案，所述中频加热双螺杆挤出机切粒部分采用网孔式冷却风罩。
作为本发明优选的技术方案，所述中频加热双螺杆挤出机的十三个温区分别设置不同的温度范围。
作为本发明优选的技术方案，所述中频加热双螺杆挤出机的十三个温区的温度分别设置为：
第一温区：60-80℃；
第二温区：80-100℃；
第三温区：100-120℃；
第四温区：160-180℃；
第五温区：160-180℃；
第六温区：200-220℃；
第七温区：200-220℃；
第八温区：250-260℃；
第九温区：200-220℃；
第十温区：180-200℃；
第十一温区：160-180℃；
第十二温区：130-150℃；
模头温区：120-140℃。
作为本发明优选的技术方案，所述内冷循环吹膜机的模头吹胀比为1：6。
作为本发明优选的技术方案，所述内冷循环吹膜机各温区的温度设置如下：
第一温区：120-150℃；
第二温区：150-180℃；
第三温区：120-150℃；
第四温区：100-130℃；
模头温区：100-120℃。
相对于现有技术，本发明的主要配方成份为聚乙烯醇和淀粉，从对淀粉进行细化和聚乙烯醇的改性入手来解决加宽聚乙烯醇的熔融温度与分解温度的问题，将聚乙烯醇进行预增塑处理，以降低其熔点，使得在共挤过程中温度区间内聚乙烯醇不发生分解，物料保持所需的流动性和剪切力，可以达到预期的掺混速度与混匀程度，并最终得到淀粉和聚乙烯醇之间形成分子级的互穿网络;另一方面，通过改变生产工艺和设备，最终使聚乙烯醇与淀粉得到完全的塑化，实现了在双螺杆挤出机上聚乙烯醇干法熔融造粒及在专用吹膜设备上加工单层或多层膜制品，并完成了工业化生产；本发明应用范围广，可用于农药，化肥，染料，清洁剂，水处理剂，矿物质添加剂，洗涤剂，园林护理用化学试剂等,亦可作为菜籽，植物种子袋，服装包装袋，食品以及医院洗涤袋等多种产品的包装上，同时也可用于纺织刺绣垫付用料和水转印刷及脱膜上。
具体实施方式
一、    配方
一种干式熔融水溶性生物降解薄膜的配方（以质量百分比计）：
细化淀粉10-20%；
聚乙烯醇60-70%；
丙三醇5-10%；
复合助剂5%，其包括；增塑剂、分散剂、脱模剂、增强剂；
去离子水5-10%；
所述细化淀粉为非转基因玉米淀粉、木薯淀粉、转基因玉米淀粉。
二、    制备方法：
本发明一种干式熔融水溶性生物降解薄膜的制备方法实施例包括以下步骤：
第一步：按重量称取聚乙烯醇700份；
第二步：按重量称取细化淀粉100份，将其经淀粉细化机细化为1000目以上的颗粒；
第三步：按重量称取去离子水100份；
第四步：将水溶液、细化淀粉、聚乙烯醇都加入混料机中混合均匀；
第五步：按重量称取丙三醇100份进行搅拌，边搅拌边加入第四步所得混合物料，然后再高速搅拌10分钟；
第六步：按重量称取复合助剂50份，将其加入第五步所得混合物中，搅拌均匀，将搅拌后的物料放入高低温混料机的低温混料仓继续搅拌15分钟，出仓；
第七步：提供一中频加热双螺杆挤出机，将第六步搅拌好的物料放入该中频加热双螺杆挤出机上料斗内，中频加热双螺杆挤出机的十三个温区按以下温度设置：
第一温区：60-80℃；
第二温区：80-100℃；
第三温区：100-120℃；
第四温区：160-180℃；
第五温区：160-180℃；
第六温区：200-220℃；
第七温区：200-220℃；
第八温区：250-260℃；
第九温区：200-220℃；
第十温区：180-200℃；
第十一温区：160-180℃；
第十二温区：130-150℃；
模头温区：120-140℃。
物料由喂料斗螺旋上料，经双螺杆喂料器均匀加入挤出机内，经高温高压挤出切粒，冷却，称重，包装；
第八步：提供一内冷循环吹膜机，将其预热备用，该内冷循环吹膜机各温区的温度设定如下：
第一温区：120-150℃；
第二温区：150-180℃；
第三温区：120-150℃；
第四温区：100-130℃；
模头温区：100-120℃。
将制得粒料放入吹膜机料仓内，按照传统工艺流程吹膜、牵引、收卷。
三、设备：
1、本实施例所述中频加热双螺杆挤出机设置13个温区，均采用中频加热方式，温度上升快，节电可靠，便于控制，温度控制精度在正负1度，切粒部分采用网孔式冷却风罩，用不锈钢条做骨架，上面罩上80-100目的铝网或不锈钢网，切粒过程中产生的热量通过网孔自行散热，不影响模板及物料温度，温度控制准确，切粒均匀。
2、本实施例所述内冷循环吹膜机的模头吹胀比为1：6，采用本发明所述按配方生产的粒料，在吹膜机产生膜泡的时候，无论横向或纵向都得到有效的的拉伸，内冷循环的作用可以使膜泡尽快结晶，从而使成膜质量得到提高。

Claims (9)

1.一种干式熔融水溶性生物降解薄膜，其按照质量百分比包括：
细化淀粉10-20%；
聚乙烯醇60-70%；
丙三醇5-10%；
复合助剂5%；
去离子水5-10%。
2.根据权利要求1所述的一种干式熔融水溶性生物降解薄膜，其特征是：所述复合助剂包括：增塑剂、分散剂、脱模剂、增强剂。
3.根据权利要求1所述的一种干式熔融水溶性生物降解薄膜，其特征是：所述细化淀粉为非转基因玉米淀粉、木薯淀粉或转基因玉米淀粉。
4.一种干式熔融水溶性生物降解薄膜的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
第一步：称取配方量的聚乙烯醇；
第二步：称取配方量的改性淀粉，将其经淀粉细化机细化为1000目以上的改性细化淀粉颗粒；
第三步：称取配方量的去离子水；
第四步：将水溶液、细化淀粉、聚乙烯醇都加入混料机中混合均匀；
第五步：称取配方量的丙三醇进行搅拌，边搅拌边加入第四步所得混合物料，然后再高速搅拌10分钟；
第六步：称取配方量的复合助剂，将其加入第五步所得混合物中，搅拌均匀，将搅拌后的物料放入高低温混料机的低温混料仓继续搅拌15分钟，出仓；
第七步：提供一中频加热双螺杆挤出机，将第六步搅拌好的物料放入该中频加热双螺杆挤出机上料斗内，设置中频加热双螺杆挤出机的十三个温区的温度，物料由喂料斗螺旋上料，经双螺杆喂料器均匀加入挤出机内，经高温高压挤出切粒，冷却，称重，包装；
第八步：提供一内冷循环吹膜机，将其预热备用，设置该内冷循环吹膜机各温区的温度，将制得粒料放入吹膜机料仓内，吹膜、牵引、收卷。
5.根据权利要求4所述的一种干式熔融水溶性生物降解薄膜的制备方法，其特征是：所述中频加热双螺杆挤出机切粒部分采用网孔式冷却风罩。
6.根据权利要求4所述的一种干式熔融水溶性生物降解薄膜的制备方法，其特征是：所述中频加热双螺杆挤出机的十三个温区分别设置不同的温度范围。
7.根据权利要求6所述的一种干式熔融水溶性生物降解薄膜的制备方法，其特征是：所述中频加热双螺杆挤出机的十三个温区的温度分别设置为：
第一温区：60-80℃；
第二温区：80-100℃；
第三温区：100-120℃；
第四温区：160-180℃；
第五温区：160-180℃；
第六温区：200-220℃；
第七温区：200-220℃；
第八温区：250-260℃；
第九温区：200-220℃；
第十温区：180-200℃；
第十一温区：160-180℃；
第十二温区：130-150℃；
模头温区：120-140℃。
8.根据权利要求4所述的一种干式熔融水溶性生物降解薄膜的制备方法，其特征是：所述内冷循环吹膜机的模头吹胀比为1：6。
9.根据权利要求4所述的一种干式熔融水溶性生物降解薄膜的制备方法，其特征是：所述内冷循环吹膜机各温区的温度设置如下：
第一温区：120-150℃；
第二温区：150-180℃；
第三温区：120-150℃；
第四温区：100-130℃；
模头温区：100-120℃。
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