CN102796285A - 一种双降解淀粉母粒及其制备方法 - Google Patents

一种双降解淀粉母粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化学技术领域，涉及一种双降解淀粉母粒及其制备方法，该淀粉母粒包括以下原料及其重量份数：原淀粉60～75份；基体15～30份；润滑剂2～5份；憎水处理剂2～5份；光降解剂1～3份。本发明制备的可降解淀粉母粒是以原淀粉为生物活性降解物质，辅佐以适当的光降解剂，使其具有双降解作用的母粒，该方法制备的淀粉母粒在生物降解性能方面优于其它淀粉母粒，这种淀粉母粒与要降解的聚合物相容性好，且制造成本相对较低，具有一定的实用价值。

Description

一种双降解淀粉母粒及其制备方法
技术领域
本发明属于化学技术领域，涉及一种淀粉母粒及其制备方法。
背景技术
随着塑料产量不断增长，用途不断扩大，其废弃物也日益增多，特别是农用大棚膜、地膜以及一次性餐具的大量使用，导致了土壤和环境的严重污染的“百年难题”。为了解决这些难题，目前采用的方法包括焚烧、填埋等，但是焚烧时将会对环境造成严重的二次污染而填埋又会造成土地资源的浪费。因此，标本兼治的办法就是采用能降解、易降解的塑料制品来替代不能降解的塑料。降解塑料在一定条件下可以转化为对环境无害的产物，这些塑料可以通过吸收太阳光，通过光化学反应而分解，称为“光降解塑料”；有的可以通过微生物作用而分解，称为“生物降解塑料”。为了使塑料具有降解优异的降解性能，我们可以在塑料中加入具有生物降解和光降解双重降解作用的降解母粒，使其满足降解的使用要求。
现在的降解塑料基本上都存在者制备工艺复杂、成本高或者降解不完全的问题，需要进行不断的改进才能达到实用的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷而提供一种双降解淀粉母粒及其制备方法。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种双降解淀粉母粒，包括以下组分及其重量份数：
原淀粉60～75份；
基体15～30份；
润滑剂2～5份；
憎水处理剂2～5份；
光降解剂1～3份。
所述的原淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉或谷物淀粉中的一种或几种。
所述的憎水处理剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或磷酸盐中的一种或几种。
所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)或乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)中的一种或几种。
所述钛酸酯偶联剂选自异丙基三异硬脂酰基钛酸酯(TTS)。
所述磷酸盐选自六偏磷酸钠中的一种或几种。
所述的基体选自低密度聚乙烯和/或聚丙烯。
所述的润滑剂为脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类或有机硅化合物等常用的润滑剂中的一种或几种。
所述的脂肪酸及其酯类选自硬脂酸。
所述的脂肪酸酰胺选自乙烯基双硬脂酰胺。
所述的金属皂选自硬脂酸锌和/或硬脂酸钙。
所述的烃类选自聚乙烯蜡。
所述的有机硅化合物选自甲基硅油。
所述的光降解剂选自二乙基二硫代氨基甲酸铁、二丁基二硫代氨基甲酸铁、二苯甲酮、硬脂酸铈、硬脂酸铁或硬脂酸镍中的一种或几种。
一种上述双降解淀粉母粒的制备方法，包括步骤：
(1)、原淀粉表面憎水处理
按上述配比称取各原料，将原淀粉和憎水处理剂放在高速搅拌机里进行预混合；
(2)、原料的配置
在上述经表面憎水处理好的淀粉中加入基体、润滑剂和光降解剂，并在高速搅拌机中搅拌均匀后出料；
(3)、母料的制备
将(2)步骤中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，进行挤出造粒既得到双降解淀粉母粒。
所述的挤出机转速为150r/min～350r/min，六个区段温度在150℃～180℃之间。
本发明所依据的技术原理是：双降解淀粉母粒中含有淀粉生物质和光降解剂双降解成分，使淀粉母粒同时具有生物降解性和光降解性，同时通过调节淀粉和光降解剂的重量份的比例达到控制降解塑料的降解速度的目的，从而实现完全降解的目的。
本发明的优点在于：
本产品生产简单易行、成本低廉、降解完全，且产品的外观无色无味，与聚烯烃有较好的相溶性，是一种很好的环保材料，适合应用于地膜、农用大棚、塑料垃圾袋、一次性食品包装容器甚至是可降解的一次性餐盒等。可以使PE或PP处于在规定的周期内降解，达到环保要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，而非限制本发明的范围。
实施例1：
(1)、原淀粉表面憎水处理
称取60重量份的玉米原淀粉和3.5重量份的硅烷偶联剂KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)，将称取好的玉米原淀粉和硅烷偶联剂放在高速搅拌机里进行预混合，混合时间为3分钟；
(2)、原料的配置
将30重量份的聚丙烯载体、3.5重量份润滑剂硬脂酸钙、3重量份光降解剂硬脂酸铈等加入到(1)步处理好的淀粉中，并在高速搅拌机中搅拌3分钟搅拌均匀后出料；
(3)、母料的制备
将(2)步骤中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，进行挤出造粒即得到双降解淀粉母粒，挤出机的转速为280r/min，六个区段的温度分别为T1＝150℃，T2＝160℃，T3＝170℃，T4＝175℃，T5＝175℃，T6＝180℃。
加入上述方法制备的双降解母粒25％到快餐盒中，放置在野外3个月就能够完全分解。
实施例2：
(1)、原淀粉表面憎水处理
称取70重量份的玉米原淀粉和3重量份的钛酸酯偶联剂TTS(异丙基三异硬脂酰基钛酸酯)，将称取好的玉米原淀粉和铝酸酯偶联剂TTS放在高速搅拌机里进行预混合，混合时间为3分钟；
(2)、原料的配置
将20重量份的聚丙烯载体、5重量份润滑剂硬脂酸、2重量份光降解剂硬脂酸铁等加入到(1)步处理好的淀粉中，并在高速搅拌机中搅拌搅拌3分钟搅拌均匀后出料；
(3)、母料的制备
将(2)步骤中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，进行挤出造粒即得到双降解淀粉母粒，挤出机的转速为300r/min，六个区段的温度分别为T1＝150℃，T2＝160℃，T3＝175℃，T4＝175℃，T5＝180℃，T6＝180℃。
加入上述方法制备的双降解母粒25％到快餐盒中，放置在野外3个月就能够完全分解。
实施例3：
(1)、原淀粉表面憎水处理
称取75重量份的玉米原淀粉和5重量份的硅烷偶联剂KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)，将称取好的玉米原淀粉和硅烷偶联剂放在高速搅拌机里进行预混合，混合时间为3分钟；
(2)、原料的配置
将17重量份的聚丙烯载体、2重量份润滑剂硬脂酸钙、1重量份光降解剂硬脂酸镍等加入到(1)步处理好的淀粉中，并在高速搅拌机中搅拌搅拌3分钟搅拌均匀后出料；
(3)、母料的制备
将(2)步骤中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，进行挤出造粒即得到双降解淀粉母粒，挤出机的转速为320r/min，六个区段的温度分别为T1＝150℃，T2＝160℃，T3＝170℃，T4＝170℃，T5＝170℃，T6＝180℃。
加入上述方法制备的双降解母粒25％到快餐盒中，放置在野外4个月就能够完全分解。
实施例4：
(1)、原淀粉表面憎水处理
称取70重量份的土豆原淀粉和3重量份的硅烷偶联剂KH-570(γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷)，将称取好的土豆原淀粉和硅烷偶联剂KH-550放在高速搅拌机里进行预混合，混合时间为3分钟；
(2)、原料的配置
将20重量份的聚丙烯载体、5重量份润滑剂乙撑双硬脂酰胺EBS、2重量份光降解剂二乙基二硫代氨基甲酸铁等加入到(1)步处理好的淀粉中，并在高速搅拌机中搅拌搅拌3分钟搅拌均匀后出料；
(3)、母料的制备
将(2)步骤中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，进行挤出造粒即得到双降解淀粉母粒，挤出机的转速为300r/min，六个区段的温度分别为T1＝150℃，T2＝160℃，T3＝175℃，T4＝175℃，T5＝180℃，T6＝180℃。
加入上述方法制备的双降解母粒25％到快餐盒中，放置在野外3个月就能够完全分解。
实施例5：
(1)、原淀粉表面憎水处理
称取70重量份的土豆原淀粉和3重量份的硅烷偶联剂A-151(乙烯基三乙氧基硅烷)，将称取好的土豆原淀粉和硅烷偶联剂KH-550放在高速搅拌机里进行预混合，混合时间为3分钟；
(2)、原料的配置
将20重量份的聚丙烯载体、5重量份润滑剂硬脂酸锌、2重量份光降解剂二丁基二硫代氨基甲酸铁等加入到(1)步处理好的淀粉中，并在高速搅拌机中搅拌搅拌3分钟搅拌均匀后出料；
(3)、母料的制备
将(2)步骤中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，进行挤出造粒即得到双降解淀粉母粒，挤出机的转速为300r/min，六个区段的温度分别为T1＝150℃，T2＝160℃，T3＝175℃，T4＝175℃，T5＝180℃，T6＝180℃。
加入上述方法制备的双降解母粒25％到快餐盒中，放置在野外3个月就能够完全分解。
实施例6：
(1)、原淀粉表面憎水处理
称取70重量份的红薯原淀粉和3重量份的硅烷偶联剂，将称取好的红薯原淀粉和憎水处理剂六偏磷酸钠放在高速搅拌机里进行预混合，混合时间为3分钟；
(2)、原料的配置
将20重量份的聚丙烯载体、4重量份润滑剂聚乙烯蜡、3重量份光降解剂二苯甲酮等加入到(1)步处理好的淀粉中，并在高速搅拌机中搅拌搅拌3分钟搅拌均匀后出料；
(3)、母料的制备
将(2)步骤中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，进行挤出造粒即得到双降解淀粉母粒，挤出机的转速为300r/min，六个区段的温度分别为T1＝150℃，T2＝160℃，T3＝175℃，T4＝175℃，T5＝180℃，T6＝180℃。
加入上述方法制备的双降解母粒25％到快餐盒中，放置在野外3个月就能够完全分解。
实施例7：
(1)、原淀粉表面憎水处理
称取70重量份的红薯原淀粉和3重量份的六偏磷酸钠，将称取好的红薯原淀粉和憎水处理剂六偏磷酸钠放在高速搅拌机里进行预混合，混合时间为3分钟；
(2)、原料的配置
将20重量份的聚丙烯载体、4重量份润滑剂甲基硅油、3重量份光降解剂硬脂酸铁等加入到(1)步处理好的淀粉中，并在高速搅拌机中搅拌搅拌3分钟搅拌均匀后出料；
(3)、母料的制备
将(2)步骤中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，进行挤出造粒即得到双降解淀粉母粒，挤出机的转速为300r/min，六个区段的温度分别为T1＝150℃，T2＝160℃，T3＝175℃，T4＝175℃，T5＝180℃，T6＝180℃。
加入上述方法制备的双降解母粒25％到快餐盒中，放置在野外3个月就能够完全分解。
通过本方法制备的双降解淀粉母粒，其中原淀粉表面的憎水处理、光降解剂的含量、混料的均匀程度等都会对降解的时间和程度产生一定的影响，通过对其进行适当的控制才能够制备出降解完全且降解时间可控的双降解淀粉母粒。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双降解淀粉母粒，其特征在于，其包括以下组分及其重量份数：
原淀粉60～75份；
基体15～30份；
润滑剂2～5份；
憎水处理剂2～5份；
光降解剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的双降解淀粉母粒，其特征在于：所述的原淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉或谷物淀粉中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的双降解淀粉母粒，其特征在于：所述的憎水处理剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或磷酸盐中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的双降解淀粉母粒，其特征在于：所述的硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种；或所述的钛酸酯偶联剂选自异丙基三异硬脂酰基钛酸酯；或所述的磷酸盐选自六偏磷酸钠。
5.根据权利要求1所述的双降解淀粉母粒，其特征在于：所述的基体为低密度聚乙烯和/或聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的双降解淀粉母粒，其特征在于：所述的润滑剂选自脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类或有机硅化合物中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的双降解淀粉母粒，其特征在于：所述的脂肪酸及其酯类选自硬脂酸；或所述的脂肪酸酰胺选自乙烯基双硬脂酰胺；或所述的金属皂选自硬脂酸锌和/或硬脂酸钙；或所述的烃类选自聚乙烯蜡；或所述的有机硅化合物选自甲基硅油。
8.根据权利要求1所述的双降解淀粉母粒，其特征在于：所述的光降解剂选自二乙基二硫代氨基甲酸铁、二丁基二硫代氨基甲酸铁、二苯甲酮、硬脂酸铈、硬脂酸铁或硬脂酸镍中的一种或几种。
9.一种制备权利要求1～8任一所述的双降解淀粉母粒的方法，其特征在于：包括步骤：
(1)原淀粉表面憎水处理
按权利要求1所述的配比称取各原料，将原淀粉和憎水处理剂放在高速搅拌机里进行预混合；
(2)原料的配置
在上述经表面憎水处理过的淀粉中加入基体、润滑剂和光降解剂，并在高速搅拌机中搅拌均匀后出料；
(3)母料的制备
将步骤(2)中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，进行挤出造粒既得到双降解淀粉母粒。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的挤出机转速为150r/min～350r/min，六个区段温度在150℃～180℃之间。
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