CN102504347A - 可降解聚烯烃母粒及生产方法 - Google Patents

可降解聚烯烃母粒及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可降解聚烯烃母粒及生产方法，其组分按重量份计为：元明粉40~80份；淀粉20~60份；低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯12~18份；乙烯-醋酸乙烯共聚物4~8份；偶联剂1~2份；光敏剂0.5~3份；加工助剂2~8份；生产方法是先将元明粉和淀粉加入高速混合机搅拌并加热至100℃，排气，其次加入偶联剂继续搅拌8~12分钟，最后加入低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、光敏剂及加工助剂搅拌6分钟，出料备用；造粒：将备用料通过长径比为40的同向双螺杆挤出机挤出造粒，即得到成品。本发明生产方法简单，成本低，产品母粒可大大加快薄膜的降解速度。

Description

可降解聚烯烃母粒及生产方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种可降解聚烯烃母粒及生产方法。
背景技术
随着塑料用途的不断扩大和消费量的日益增长，农用塑料、包装用塑料以及各种塑料制品的废弃物已成为全球性严重的污染之一。目前解决废弃塑料的途径主要有两种，一是废旧塑料回收利用，二是可降解塑料的研究。
在国内，由于劳动力低廉，回收塑料厚制品再利用的产业链占有很大的市场，但随着劳动力的价格上升，回收塑料利用的产业优势将逐渐减弱。对于塑料薄制品，如农用薄膜和塑料包装膜，由于回收成本高、工艺复杂，从经济效益上考虑是不可行的。因此，解决塑料薄制品对环境污染问题，生产出可降解的聚烯烃类塑料是最好的解决办法。
目前聚烯烃类塑料的降解主要有生物降解、光降解两种，或者是两者共同效应，也成功的应用于各种农用薄膜和包装薄膜，但在某些特殊的环境下，这种降解薄膜的降解速度以及彻底性难以达到使用要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述方法提出的不足，提供一种可降解聚烯烃母粒及生产方法，通过添加该母粒到聚烯烃树脂中制作出的农用薄膜、编织袋、包装袋等产品，在丢弃到大自然后，会完全降解并消失，且对环境不会造成二次污染。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可降解聚烯烃母粒，其特征在于包括以下组分，按重量份计为：
元明粉：40~80份  
淀粉：20~60份     
低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯：12~18份  
乙烯-醋酸乙烯共聚物：4~8份   
偶联剂：1~2份             
光敏剂：0.3~3份
加工助剂：2~8份。      
所述元明粉粒度为1250~3000目，白度大于90。
所述淀粉为谷类淀粉、薯类淀粉、谷类变性淀粉或薯类变性淀粉。谷类淀粉有玉米淀粉等；薯类淀粉有马铃薯淀粉、木薯淀粉等；谷类变性淀粉包括谷类氧化淀粉和谷类酯化淀粉等；薯类变性淀粉包括薯类氧化淀粉和薯类酯化淀粉等。
所述低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯熔融指数为4~10g/10min。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的VA质量含量为20%~40%。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂和双亲抑水偶联剂中的一种或一种以上组合物。
所述硅烷偶联剂为KH-550，双亲抑水偶联剂为L-1Z。
所述光敏剂为铁盐络合物、二苯甲酮类化合物和氧化钙中的一种或一种以上组合物。
所述加工助剂为硬脂酸类化合物、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、甘油和聚乙二醇中的一种或一种以上组合物。
一种可降解聚烯烃母粒的生产方法，包括如下步骤：
（1）粉体预处理：按照所述组分的重量份数，先将元明粉和淀粉加入高速混合机搅拌并加热至100℃，排气，其次加入偶联剂继续搅拌8~12分钟，最后加入低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、光敏剂及加工助剂搅拌6分钟，出料备用。
（2）造粒：将备用料通过长径比为40的同向双螺杆挤出机在140~170℃挤出造粒，即得到成品。
本发明的有益效果是：
    1、本发明将元明粉添加到聚烯烃树脂并制成薄膜，当塑料薄膜丢弃到大自然后，一方面由于薄膜中的元明粉可以吸收大气中的水分，保持薄膜处于一种潮湿的状态，加快塑料薄膜的生物降解速度，另一方面，元明粉填充到聚烯烃树脂中，基本不改变薄膜原有的透明度，避免了因填料的填充而导致薄膜的光降解速度下降的问题。因此元明粉应用于聚烯烃可降解薄膜，大大加快了薄膜的降解速度。
2、本发明生产方法简单，对设备要求低。
3、产品母粒生产成本低，低于薄膜用的聚乙烯树脂；分散性好，且与各种聚烯烃树脂相容性好，基本不影响薄膜的其他性能。
4、灵活性大，可根据薄膜的性能需要添加不同含量即可，一般用量为5%-30%。
5、相对同领域产品，在同等添加量下，降解速度快，不会对环境造成二次污染。
具体实施方案
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
实施例1：
按重量份计：1250目元明粉80份，马铃薯淀粉40份，低密度聚乙烯10份，线性低密度聚乙烯6份，乙烯-醋酸乙烯共聚物4份，KH-550 1.2份，硬脂酸铁1.5份，聚乙烯蜡4份，硬脂酸锌：1.2份。
方法步骤：
（1）先将元明粉和淀粉加入高速混合机搅拌并加热至100℃，排气，加入偶联剂继续搅拌12分钟，最后加入低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、光敏剂及加工助剂搅拌6分钟，出料。
（2）造粒：将备用料通过长径比为40的同向双螺杆挤出机挤出造粒，即得到成品。
造粒过程中，挤出机工艺参数：
    温度设定：
150℃、165℃、165℃、163℃、160℃、158℃、155℃、153℃、150℃、145℃
    螺杆转速：200r/min
实施例2：
按重量份计：2000目元明粉60份，马铃薯淀粉60份，低密度聚乙烯8份，线性低密度聚乙烯10份，乙烯-醋酸乙烯共聚物8份，偶联剂L-1Z 2份，硬脂酸铁1.5份，BP光敏剂0.5份，聚乙烯蜡6份，硬脂酸锌0.8份。
方法步骤：按实施例1的方法步骤即可得到成品。
实施例3：
按重量份计：1250目元明粉60份，玉米淀粉60，低密度聚乙烯6份，线性低密度聚乙烯6份，乙烯-醋酸乙烯共聚物8份，KH-550 1.2份，氧化聚乙烯蜡4份，聚乙二醇4份。
方法步骤：按实施例1的方法步骤即可得到成品。
实施例4：
按重量份计：1250目元明粉60份，马铃薯淀粉60份，低密度聚乙烯8份，线性低密度聚乙烯10份，乙烯-醋酸乙烯共聚物8份，KH-550 1.2份， BP光敏剂0.3份，氧化聚乙烯蜡5份，甘油3份。
方法步骤：按实施例1的方法步骤即可得到成品。
实施例5：
按重量份计：1250目元明粉80份，低密度聚乙烯6份，线性低密度聚乙烯4份，乙烯-醋酸乙烯共聚物6份，偶联剂L-1Z  1份，硬脂酸铁1.2份，BP光敏剂0.8份，聚乙烯蜡5份，硬脂酸1份。
方法步骤：按实施例1的方法步骤即可得到成品。
实施例6：
按重量份计：1250目元明粉80份，谷类氧化淀粉50份，低密度聚乙烯8份，线性低密度聚乙烯10份，乙烯-醋酸乙烯共聚物5份，偶联剂L-1Z  2份，硬脂酸铁2份，BP光敏剂0.8份，聚乙烯蜡5份，硬脂酸1份。
方法步骤：按实施例1的方法步骤即可得到成品。
实施例7：
按重量份计：3000目元明粉50份，薯类酯化淀粉40份，低密度聚乙烯7份，线性低密度聚乙烯10份，乙烯-醋酸乙烯共聚物6份，偶联剂L-1Z 1份，硬脂酸铁2份，BP光敏剂0.8份，聚乙烯蜡5份，硬脂酸1份。
方法步骤：按实施例1的方法步骤即可得到成品。
实施例8：
按重量份计：2500目元明粉70份，谷类酯化淀粉50份，低密度聚乙烯8份，线性低密度聚乙烯6份，乙烯-醋酸乙烯共聚物7份，KH-550 1.2份，氧化钙2份，氧化聚乙烯蜡5份，甘油3份。
方法步骤：按实施例1的方法步骤即可得到成品。

Claims (10)

1.一种可降解聚烯烃母粒，其特征在于包括以下组分，按重量份计为：
元明粉：40~80份  
淀粉：20~60份     
低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯：12~18份  
乙烯-醋酸乙烯共聚物：4~8份   
偶联剂：1~2份             
光敏剂：0.3~3份
加工助剂：2~8份。
2.根据权利要求1所述的可降解聚烯烃母粒，其特征在于：所述元明粉粒度为1250~3000目，白度大于90。
3.根据权利要求1所述的可降解聚烯烃母粒，其特征在于：所述淀粉为谷类淀粉、薯类淀粉、谷类变性淀粉或薯类变性淀粉。
4.根据权利要求1所述的可降解聚烯烃母粒，其特征在于：所述低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯熔融指数为4~10g/10min。
5.根据权利要求1所述的可降解聚烯烃母粒，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的VA质量含量为20%~40%。
6.根据权利要求1所述的可降解聚烯烃母粒，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂和双亲抑水偶联剂中的一种或一种以上组合物。
7.根据权利要求1或6所述的可降解聚烯烃母粒，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH-550，双亲抑水偶联剂为L-1Z。
8.根据权利要求1所述的可降解聚烯烃母粒，其特征在于：所述光敏剂为铁盐络合物、二苯甲酮类化合物和氧化钙中的一种或一种以上组合物。
9.根据权利要求1所述的可降解聚烯烃母粒，其特征在于：所述加工助剂为硬脂酸类化合物、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、甘油和聚乙二醇中的一种或一种以上组合物。
10.一种如权利要求1所述的可降解聚烯烃母粒的生产方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）粉体预处理：按照所述组分的重量份数，先将元明粉和淀粉加入高速混合机搅拌并加热至100℃，排气，其次加入偶联剂继续搅拌8~12分钟，最后加入低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、光敏剂及加工助剂搅拌6分钟，出料备用；
（2）造粒：将备用料通过长径比为40的同向双螺杆挤出机挤出造粒，即得到成品。
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