CN104356621A - 一种可生物降解塑料蜂窝芯及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有聚乳酸和/或其衍射物的可生物降解塑料蜂窝芯，且按重量百分比计，该塑料蜂窝芯所采用的原料组成为聚乳酸和/或聚乳酸衍生物50～100％、偶联剂：0-5％、填料：0-45％；其加工过程包括：1)将各组分混合后进行塑炼造粒、并于50-80℃下烘干1-3小时；2)将步骤1)中的原料于160-250℃下挤出成型；3)采用注塑工艺，于模具中定型成蜂窝芯后，冷却并脱模即可。发明的塑料蜂窝芯中含有可生物降解的聚乳酸和/或其衍生物，废弃的蜂窝芯可在自然环境中发生降解，不会带来白色污染问题，可替代传统蜂窝芯广泛应用于空气净化机的滤芯、建筑的装饰、幕墙等行业。

Description

一种可生物降解塑料蜂窝芯及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种塑料蜂窝芯，具体涉及一种含有聚乳酸的可生物降解塑料蜂窝芯及其加工成型工艺。
背景技术
近年来，随着我国大气污染问题的日益严重，空气净化机在市场上得到了广泛应用。塑料蜂窝芯作为空气净化机滤网中经常使用的耗材产品，其功能主要通过装填在蜂窝中的功能性填料，如活性炭、除甲醛颗粒、具有负离子功能的颗粒、硅藻泥颗粒、VOC净化颗粒、除臭颗粒等来实现。上述各功能性颗粒存在使用寿命的问题，当使用一段时间后，需要连同蜂窝芯进行整体更换。然而，传统的塑料蜂窝芯大都使用ABS、PPVC、PET、PP等材料加工而成，更换后的废弃蜂窝芯在自然界中无法自然降解进而产生环境污染问题。随着社会经济的发展，人们对功能性空气过滤材料的需求量越来越大，如果继续使用此类不可降解的蜂窝芯，那么废弃的蜂窝芯将会带来极大的白色污染问题，进而，即便空气净化机可以在用户终端解决空气污染问题，但使用后的废弃耗材却带来了更为严重的土地环境污染问题，可谓得不偿失。因此，开发一种可生物降解的蜂窝芯来替代目前不可降解蜂窝芯，可以实现空气、环境的双重环保，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可生物降解的环保型塑料蜂窝芯及其加工工艺，由该工艺加工得到的塑料蜂窝可适用于空气净化机、建筑等领域。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可生物降解塑料蜂窝芯，所述蜂窝芯采用的原料中含有聚乳酸和/或聚乳酸衍生物。
优选的是：所述原料中还含有偶联剂和填料。
更优选的是，所述原料由以下组分组成：聚乳酸和/或聚乳酸衍生物：50～100％，偶联剂：0～5％，填料：0～45％。
优选的是：所述聚乳酸和/或聚乳酸衍生物的分子量为10000-600000。
更优选的是：所述聚乳酸和/或聚乳酸衍生物的分子量为50000-560000。
优选的是：所述偶联剂为铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸化合物中的一种或几种。
优选的是：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
优选的是：所述填料为淀粉、秸秆粉、氢氧化镁、碳酸钙中的一种或几种。
本发明的另一目的，一种如上所述的塑料蜂窝芯的加工工艺，包括以下步骤：
1)将上述各组分混合后进行塑炼造粒、烘干；
2)将步骤1)中的原料于160-250℃下挤出成型；
3)采用注塑工艺，于模具中定型成蜂窝芯后，冷却并脱模即可。
优选的是：所述步骤1)中，烘干温度为50-80℃，烘干时间为1-3小时。
本发明的有益效果在于，本发明的塑料蜂窝芯中含有可生物降解的聚乳酸和/或其衍生物，使用的填料对环境无毒或可生物降解，废弃的蜂窝芯可在自然环境中发生降解，不会带来白色污染问题，可替代传统蜂窝芯广泛应用于空气净化机的滤芯、建筑的装饰、幕墙等行业。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。若无特别说明，本发明所采用的各原料均可通过市场购买获得。
本发明所述的可生物降解塑料蜂窝芯，按重量百分比计，其原料由以下组分组成：聚乳酸和/或聚乳酸衍生物：50～100％，偶联剂：0～5％，填料：0～45％，其中，所述聚乳酸和/或聚乳酸衍生物的分子量为：10000～600000；所述偶联剂选自铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸化合物中的至少一种，优选钛酸酯偶联剂，所述填料为对环境无害的有机和/或无机填料，如：淀粉、秸秆粉、氢氧化镁、碳酸钙等。
本发明如上所述的可生物降解塑料蜂窝芯，其加工过程包括：
1)将上述各原料组分混合后进行塑炼造粒，并于50-80℃下干燥1-3小时，以去除原料中的水分；
2)将步骤1)中的原料于160-250℃下挤出成型；
3)采用注塑工艺，于模具中定型成蜂窝芯后，冷却并脱模制得厚度为1-50mm的塑料蜂窝芯，其中采用的注塑工艺为本领域现有技术，在此不再赘述。
聚乳酸(PLA)也称为聚丙交酯(polylactide)，是以乳酸为主要原料聚合而得，原料来源充分且可以再生，只要以玉米、木薯等为原料，其生产过程中无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。聚乳酸具有良好的热稳定性以及抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸、注射吹塑等。本发明由聚乳酸制成的塑料蜂窝芯，除了具有优良的生物降解性和生物相容性外，还具有良好的光泽度、透明度以及耐热性，此外，其耐菌性、阻燃性和抗紫外性亦十分优秀，可替代传统的塑料蜂窝芯应用于空气净化机以及建筑等领域。
偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。偶联剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度，提高了复合材料的性能，同时还可以防止其它介质向界面渗透，改善了界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。
本发明所采用的填料，淀粉作为一种可生物降解填料，成本低、生物降解性能优越；秸秆粉由秸秆打磨成粉，既可以有效降低塑料蜂窝芯的成本，又可以解决我国大量秸秆就地燃烧造成的严重环境污染问题；而碳酸钙、氢氧化镁作为无机填料，对环境无毒、无害，并且在添加到塑料蜂窝芯中以后，可有效增强其耐火阻燃性。
实施例1
一种可生物降解塑料蜂窝芯，完全由聚乳酸(分子量560000)加工而成，其加工过程包括：聚乳酸塑炼造粒并于60℃下烘干2小时后，在单螺杆挤出机中于250℃下挤出成型，随后利用注塑工艺，于模具中定型成塑料蜂后冷却脱模即得本发明所述的塑料蜂窝芯。
实施例2
一种可生物降解塑料蜂窝芯，由重量百分比组成为聚乳酸50％(分子量350000)，秸秆粉45％，钛酸酯偶联剂5％加工而成，其加工过程包括：将上述重量百分比的各原料组分混合后塑炼造粒并于70℃下烘干1小时，然后在单螺杆挤出机中于190℃下挤出成型，随后利用注塑工艺，于模具中定型成塑料蜂后冷却脱模即得本发明所述的塑料蜂窝芯。
实施例3
一种可生物降解塑料蜂窝芯，所采用原料的重量百分比组成为：聚乳酸67％(分子量50000)，氢氧化镁30％，钛酸酯偶联剂5％，其加工过程包括：将上述重量百分比的各原料组分混合后塑炼造粒并于50℃下烘干3小时，然后在单螺杆挤出机中于160℃下挤出成型，随后利用注塑工艺，于模具中定型成塑料蜂后冷却脱模即得本发明所述的塑料蜂窝芯。
按照GB/T 19277.1-2011中的方法对实施例1-3中制得的塑料蜂窝芯进行生物分解率测试，其测试结果如表1所示：
表1生物分解率测试结果表
实施例 最大生物分解率/％
1 99％
2 93％
3 66％
从表1可知，本发明中所制得的塑料蜂窝芯具有较高的生物降解率，避免了白色污染问题的产生，可替代传统蜂窝芯广泛应用于空气净化机的滤芯、建筑的装饰、幕墙等行业。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.一种可生物降解塑料蜂窝芯，其特征在于：所述蜂窝芯采用的原料中含有聚乳酸和/或聚乳酸衍生物。
2.根据权利要求1所述的塑料蜂窝芯，其特征在于：所述原料中还含有偶联剂和填料。
3.根据2所述的塑料蜂窝芯，其特征在于：按重量百分比计，所述原料由以下组分组成：聚乳酸和/或聚乳酸衍生物：50～100％，偶联剂：0～5％，填料：0～45％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的塑料蜂窝芯，其特征在于：所述聚乳酸和/或聚乳酸衍生物的分子量为10000-600000。
5.根据权利要求4所述的塑料蜂窝芯，其特征在于：所述聚乳酸和/或聚乳酸衍生物的分子量为50000-560000。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的塑料蜂窝芯，其特征在于：所述偶联剂为铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸化合物中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的塑料蜂窝芯，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的塑料蜂窝芯，其特征在于：所述填料为淀粉、秸秆粉、氢氧化镁、碳酸钙中的一种或几种。
9.一种如权利要求1-3所述的塑料蜂窝芯的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)将上述各组分混合后进行塑炼造粒、烘干；
2)将步骤1)中的原料于160-250℃下挤出成型；
3)采用注塑工艺，于模具中定型成蜂窝芯后，冷却并脱模即可。
10.根据权利要求9所述的加工工艺，其特征在于：所述步骤1)中，烘干温度为50-80℃，烘干时间为1-3小时。
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