CN104231326A - 可生物降解塑料树脂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可生物降解塑料树脂及其制备工艺。按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：淀粉45～85％，LLDPE5～20％，EVA3～10％，乙烯-丙烯酸共聚物3～10％，甘油3～10％，PE蜡1～5％；采用上述组分及其含量所制备的可生物降解塑料树脂既达到了可生物降解的目的，同时物理性能方面获得较大程度保留并且成本相对提升少，同时具有良好的加工性能，不需要特殊的设备进行处理。本发明应用于生物降解材料领域。
Description
技术领域
本发明涉及生物降解材料领域，尤其涉及一种可生物降解塑料树脂及其制备工艺。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对于环境的要求也越来越高，同时，各国对于环境的保护也越来越重视，而塑料作为一种日常生活和工业生产中非常普遍的使用材料，由于其降解速度非常慢，甚至不可降解，导致白色污染的产生，对此，关于可生物分解的树脂的研发也越来越多，目前，也有不少可降解的材料产生，并应用于一些日常的生活中，比如垃圾袋、购物袋等，普遍是可降解材料(如光降解，氧化降解等)，虽然带来了可降解这一优异的性能，但同时是以牺牲诸多物理性能为代价，成本也相对较高，且不能减少对普通塑料的使用，传统普通塑料制品丢弃后并不能被微生物所分解，因而不是有效解决“白色垃圾”的方法。现有可降解塑料在很大程度上降低了其物理性能，比如材料的拉力大大降低，导致同样厚度的材料，可降解材料的承载能力降低，以及延展性降低，不能堆肥化降解处理，并且导致使用寿命缩短等缺陷，有些厂家为了达到生物降解材料的性能，不惜添加一些高成本的组分，导致产品的成本大大提升，以上也就限制了可降解材料在更大范围的应用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种既达到了生物可降解的目的，不但能替换普通石油基塑料的使用具备降解特性，同时物理性能方面获得较大程度保留并且成本相对较低的可生物降解塑料树脂及其制备工艺。
本发明所述的可生物降解塑料树脂所采用的技术方案是：按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 45～85％ LLDPE 5～20％ EVA 3～10％
乙烯-丙烯酸共聚物 3～10％ 甘油3～10％ PE蜡 1～5％。
其中，所述LLDPE主要采用的的型号为7050或7420或9001。
优选地，按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 60％ LLDPE 15％ EVA5％
乙烯-丙烯酸共聚物 10％ 甘油 7％ PE蜡3％。
或，按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 45％ LLDPE 20％ EVA 10％
乙烯-丙烯酸共聚物 10％ 甘油 10％ PE蜡 5％。
或，按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 85％ LLDPE 5％ EVA 3％
乙烯-丙烯酸共聚物 3％ 甘油 3％ PE蜡 1％。
或，按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 68％ LLDPE 10％ EVA 8％
乙烯-丙烯酸共聚物 7％ 甘油 5％ PE蜡 2％。
本发明所述可生物降解塑料树脂的制备工艺所采用的技术方案是：包含以下步骤：
步骤一：将所需百分比含量的淀粉、甘油、PE蜡加入高速搅拌机进行搅拌，搅拌均匀后添加所需百分比含量的LLDPE、EVA、乙烯-丙烯酸共聚物；
步骤二：步骤一的混合物按150～250KG进行分锅搅拌，每锅搅拌时间为8至15分钟，控制温度，搅拌时温度为100～160℃，从低温逐渐往上加温，当温度达到160℃即可出料；
步骤三：将步骤二搅拌好的物料加入到已设定好温度160℃的造粒机里，并开启两台真空压缩机，物料通过两道真空压缩工序后，将物料拉成条状经过水糟冷却，拉条长度为25至35米，以30米为最佳，再经烘干及风冷后切成粒即可制得所述可生物降解塑料树脂。
本发明的有益效果：本发明中，通过将天然高分子材料的淀粉与高分子材料LLDPE及EVA、乙烯-丙烯酸共聚物、甘油、PE蜡共混，并选用了上述特定的组分配比，一方面使产品具有可降解的特性，可达到较大的降解率，极大的缩短降解的时间，具有环保性能，另一方面还能保留有较好的物理性能，保证了产品的实用性，并且还有效控制了整个产品的成本，相比于全降解塑料具有成本上的优势，利于推广与应用，本发明提供的所述可生物降解塑料树脂还具有良好的加工性能，不需要特殊的设备进行处理。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 60％ LLDPE 15％ EVA 5％
乙烯-丙烯酸共聚物 10％ 甘油 7％ PE蜡 3％；
所述LLDPE为线型低密度聚乙烯(Linear Low-Density Polyethy-lene)，本实施例中，所述LLDPE采用的型号为7050。所述EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
本实施例中，所述可生物降解塑料树脂的制备工艺包含以下步骤：
步骤一：将所需百分比含量的淀粉、甘油、PE蜡加入高速搅拌机进行搅拌，搅拌均匀后添加所需百分比含量的LLDPE、EVA、乙烯-丙烯酸共聚物，所述淀粉、甘油、PE蜡先进行初步搅拌混合后再添加颗粒状的所述LLDPE、EVA、乙烯-丙烯酸共聚物，可使物料得到更充分的搅拌，混合更均匀；
步骤二：步骤一的混合物按150～250KG进行分锅搅拌，每锅搅拌时间为8至15分钟，控制温度，搅拌时温度为100～160℃，从低温逐渐往上加温，当温度达到160℃即可出料；
步骤三：将步骤二搅拌好的物料加入到已设定好温度160℃的造粒机里，并开启两台真空压缩机，物料通过两道真空压缩工序后，将物料拉成条状经过水糟冷却，拉条长度为25至35米，以30米为最佳，再经烘干及风冷后切成粒即可制得所述可生物降解塑料树脂。
实施例二：
按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 45％ LLDPE 20％ EVA 10％
乙烯-丙烯酸共聚物 10％ 甘油 10％ PE蜡 5％；
本实施例，所述LLDPE采用的型号为7420。本实施例的其他特征与实施例一一致。
实施例三：
按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 85％ LLDPE 5％ EVA 3％
乙烯-丙烯酸共聚物 3％ 甘油 3％ PE蜡 1％；
本实施例中所述LLDPE采用的型号为9001。本实施例的其他特征与实施例一一致。
实施例四：
按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 68％ LLDPE 10％ EVA 8％
乙烯-丙烯酸共聚物 7％ 甘油 5％ PE蜡 2％；
本实施例中所述LLDPE采用的型号为7050。本实施例的其他特征与实施例一一致。
在上述四个实施例中，实施例二与实施例四提供的可生物降解塑料树脂的综合性能较佳，兼顾降解性能与物理性能且综合成本较低，因此，为较佳实施例，其中优先选用实施例一。
针对本发明实施例一提供的所述可生物降解塑料树脂实际测试数据：
1，本发明实施例一制得的一种可生物降解塑料树脂，经过第三方检测中心检测，堆肥肥龄为3个月，得出其116天的生物分解率为77.3％。
2，本发明实施例一中所述淀粉含量为60％，经过本发明实施例一所述可生物降解塑料树脂的制备工艺所制得的可生物降解塑料树脂，通过第三方检测中心检测，测试标准：QB/T2957-2008《淀粉基塑料中淀粉含量的测定热重法(TG)》其淀粉含量为55％，其含量差为淀粉在可生物降解塑料树脂的制备工艺中被消除的水分。
利用本发明所述可生物降解塑料树脂加工制成品的案例：
1，通过本发明制得的可生物降解塑料树脂与PE(LDPE，LLDPE)混合，添加比例为：一种可生物降解塑料树脂50％，PE(LDPE，LLDPE)50％，两者在混合设备里进行混合后，通过制成品加工工艺加工，制得可生物降解袋，其膜袋通过第三方检测中心的112天的测试，堆肥肥龄为3个月，得出其112天的最终生物分解率为38.4％。
2，通过本发明制得的可生物降解塑料树脂与PE(LDPE，LLDPE)混合，添加比例为：一种可生物降解塑料树脂85％，PE(LDPE，LLDPE)15％，两者在混合设备里进行混合后，通过制成品加工工艺加工，制得可生物降解袋，其膜袋通过第三方检测中心的133天的测试，堆肥肥龄为3个月，得出其133天的最终生物分解率为71.8％。
然后，对本发明提供的可生物降解塑料树脂的物理性能进行检测，检测标准采用GB/T28018-2011《生物分解塑料垃圾袋》，发明人用实施例2中的材料通过普通的设备制成两耳塑料垃圾袋(450mm*500mm*0.025mm)，抽取其中的60个进行检测，结果如下：
通过以上结果可知，运用本发明的可生物降解塑料树脂制成的垃圾袋，符合国家标准，其降解率高、物理性能优异，而且加工性能好，对设备无特殊要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可生物降解塑料树脂，其特征在于：按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 45～85％ LLDPE 5～20％ EVA 3～10％
乙烯-丙烯酸共聚物 3～10％ 甘油 3～10％ PE蜡 1～5％。
2.根据权利要求1所述的可生物降解塑料树脂，其特征在于：所述LLDPE的型号为7050或7420或9001。
3.根据权利要求1或2所述的可生物降解塑料树脂，其特征在于：按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 60％ LLDPE 15％ EVA 5％
乙烯-丙烯酸共聚物 10％ 甘油7％ PE蜡 3％。
4.根据权利要求1或2所述的可生物降解塑料树脂，其特征在于：按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 45％ LLDPE 20％ EVA 10％
乙烯-丙烯酸共聚物 10％ 甘油10％ PE蜡 5％。
5.根据权利要求1或2所述的可生物降解塑料树脂，其特征在于：按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 85％ LLDPE 5％ EVA 3％
乙烯-丙烯酸共聚物 3％ 甘油 3％ PE蜡 1％。
6.根据权利要求1或2所述的可生物降解塑料树脂，其特征在于：按重量百分比，所述可生物降解塑料树脂由以下组分组成：
淀粉 68％ LLDPE 10％ EVA 8％
乙烯-丙烯酸共聚物 7％ 甘油 5％ PE蜡 2％。
7.一种权利要求1所述可生物降解塑料树脂的制备工艺，其特征在于：它包含以下步骤：
步骤一：将所需百分比含量的淀粉、甘油、PE蜡加入高速搅拌机进行搅拌，搅拌均匀后添加所需百分比含量的LLDPE、EVA、乙烯-丙烯酸共聚物；
步骤二：步骤一的混合物按150～250KG进行分锅搅拌，每锅搅拌时间为8至15分钟，控制温度，搅拌时温度为100～160℃，从低温逐渐往上加温，当温度达到160℃即可出料；
步骤三：将步骤二搅拌好的物料加入到已设定好温度160℃的造粒机里，并开启两台真空压缩机，物料通过两道真空压缩工序后，将物料拉成条状经过水糟冷却，拉条长度为25至35米，再经烘干及风冷后切成粒即可制得所述可生物降解塑料树脂。
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