CN104592558A

CN104592558A - 资源综合利用型光生物双降解环保材料及制备方法

Info

Publication number: CN104592558A
Application number: CN201510057758.3A
Authority: CN
Inventors: 季大龙
Original assignee: Harbin Lyuhuan Biodegradation Product Co Ltd
Current assignee: Harbin Lyuhuan Biodegradation Product Co Ltd
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2015-05-06

Abstract

一种资源综合利用型光生物双降解环保材料及制备方法。本发明组成包括：高分子天然淀粉、植物纤维粉末、聚乙内脂、聚丙烯醇基础料、己丁酯己丁聚糖、山梨醇、铝钛复合偶联剂HY-133、茂金属聚烯烃，高分子天然淀粉的重量份数为20~55，植物纤维粉末重量份数为20~38，聚乙内脂的重量份数为4~10，聚丙烯醇基础料重量份数为4~10，己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.1~0.5，山梨醇的重量份数为0.2~2，铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为0.1~3，茂金属聚烯烃的重量份数为1~10，山梨醇基础料的重量份数为4-10。本发明用于制造一次性餐具和一次性包装物。

Description

资源综合利用型光生物双降解环保材料及制备方法

技术领域：

本发明涉及一种用于制造一次性餐具和一次性包装物的资源综合利用型光生物双降解环保材料及制备方法。

背景技术：

目前一次性加热后对人身体有毒有害的塑料餐具应用比较普遍，虽然给人们的生活带来方便，但同时也给环境造成了严重的白色污染，这种发泡餐具在土壤中要经过几十年甚至上百年才能够降解，其燃烧后还能产生二恶英这种致癌物，发泡餐具在60℃的温度下会产生毒素，可见其对人们生活的环境与健康有多大的损害。近几年来出现的一些淀粉基降解材料虽然解决了发泡塑料造成的白色污染问题，但是这些降解材料由于机械强度差、可塑性差，在生产中要用两套混炼装置，生产过程中不易保温、工艺线路复杂、生产成本高，产品质量达不到要求，因而不能广泛的应用。同时，大量的农作物杆、秸、壳等废弃物已成为公害。

发明内容：

本发明的目的是提供一种工艺线路短，成本低的资源综合利用型光生物双降解环保材料及制备方法。

上述的目的是通过以下的技术方案实现：

一种资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，其组成包括：高分子天然淀粉、植物纤维粉末、聚乙内脂、聚丙烯醇基础料、己丁酯己丁聚糖、山梨醇、铝钛复合偶联剂HY-133、茂金属聚烯烃，所述的高分子天然淀粉的重量份数为20~55，所述的植物纤维粉末重量份数为20~38，所述的聚乙内脂的重量份数为4~10，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为4~10，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.1~0.5，所述的山梨醇的重量份数为0.2~2，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为0.1~3，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为1~10，山梨醇基础料的重量份数为4-10。

所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的植物纤维粉末包括玉米秆粉末、麦秆粉末、稻壳粉末、豆杆粉末，所述的玉米杆粉末的重量份数为20%，所述的麦秆粉末20%，所述的稻壳粉末40%，所述的豆杆粉末20%。

所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的高分子天然淀粉是玉米淀粉或马铃薯淀粉。

所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的高分子天然淀粉的重量份数为30~50，所述的植物纤维粉末重量份数为22~38，所述的聚乙内脂的重量份数为4~10，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为6~10，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.1~0.3，所述的山梨醇的重量份数为0.4~0.8，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为0.5~2，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为1~3，山梨醇基础料的重量份数为4~10。

所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的高分子天然淀粉的重量份数为20，所述的植物纤维粉末重量份数为20，所述的聚乙内脂的重量份数为4，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为4，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.1，所述的山梨醇的重量份数为0.2，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为0.1，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为1，山梨醇基础料的重量份数为4。

所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的高分子天然淀粉的重量份数为55，所述的植物纤维粉末重量份数为38，所述的聚乙内脂的重量份数为10，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为10，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.5，所述的山梨醇的重量份数为2，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为3，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为10，山梨醇基础料的重量份数为10。

所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的高分子天然淀粉的重量份数为35，所述的植物纤维粉末重量份数为30，所述的聚乙内脂的重量份数为6，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为7，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.3，所述的山梨醇的重量份数为1.1，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为1.6，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为5，山梨醇基础料的重量份数为7。

一种资源综合利用型光生物双降解环保材料的制备方法：该方法包括如下步骤：首先将上述重量份数的植物纤维粉末称取其重量份数的2%，进行发酵处理，然后将发酵后的所述的植物纤维粉末均匀混合到所述的植物纤维粉末所剩余的重量份数98%中，封闭储存72小时，作为备料，称取按照所述的重量份数的所述的高分子天然淀粉、植物纤维粉末、聚乙内脂、聚丙烯醇基础料、己丁酯己丁聚糖、山梨醇，铝钛复合偶联剂HY-133、茂金属聚烯烃基础料进行聚合反应共混共聚改性，然后将原料在积木式平行双螺杆挤出机中进行五级混炼。

所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料的制备方法，所述的原料进行聚合反应共混共聚改性过程中，采用的设备是油加热高混与冷混一体机，温度在70~90℃时加入淀粉和聚乙内脂，并高速混合，当温度达到90~110℃时，再加入所述的植物纤维粉末，所述的茂金属聚烯烃和所述的聚丙烯醇并高速混合，继续加热至100~120℃时分2~5次将所述的山梨醇、所述的铝钛复合偶联剂HY-133和所述的己丁酯己丁聚糖加入，进行所述的聚合反应共混共改性，温度为120~150℃，时间为35-40分钟，最后把所述的原料放至所述的高混与冷混一体机充分混合，并降温至70~90℃。

所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料的制备方法，所述的积木式平行双螺杆挤出机中螺杆的长度与直径的比为44~56：1，在所述的螺杆上分布有五个混炼段，将所述的积木式平行双螺杆挤出机中出来的所述的原料经增压装置，在120-190℃下制成板材，所述的增压装置为熔体泵。

有益效果：

1.本发明通过实验和测算对产品中的辅料含量进行了较大的调整，是的农作物废弃物的含量高达32%以上，同时可塑性增强，并能缩短降解速度和降解时间。

传统方法中采用两条混炼装制才能完成，本发明的生产方法中只需用一套混炼装置，与以往相比节省了一套混炼装置，并且利于生产过程中的保温，简化并缩短了工艺线路，降低了生产成本，提高了产品质量。

本发明的降解机原理是通过微生物和各种细菌及酶的作用，将材料分解成二氧化碳和水，降低分子量，使分子链断成低分子量碎片及多孔破坏结构，增大材料的表面积，在细菌和酶的作用下发生各种分解反应，从而达到被多种微生物代谢的程度，由多种微生物参与并进行光合作用的综合作用，最终完全分解本发明材料基础连为3-5，紫外线连为7，所以可以轻易打断。此材料中没有光敏剂，是现实中唯一的光与生物双降解的新型环保材料。

本发明的材料是成本适中、可控制降解速度和降解时间的新型全降解材料，降解后可改良土壤，进行良性的循环。

用本发明制造的一次性餐具具有无毒、无害、无异味、耐水、耐油、耐热（+150℃）、耐冷（-20℃）、抗压，并可以在蒸锅、微波炉中加热使用。

本发明材料所产生的制品质地细腻、色泽宜人，其制品废弃后一方面可回收再加工制成有机肥料，或制成工业包装成品，或者制成蘑菇生长基；另一方面可降解成肥料，进行良性循环，使之回归大自然。

本发明的材料制成餐盒的成本是纸浆制品餐盒成本的40%，是植物纤维制品成本的50%。

本发明的装置结构特殊，使物料一方面沿锅壁运动，又同时上下循环翻动，加上导流板的作用，使之混合效果更好，由于物料是高速运动，所以料位之间、料与桨叶之间的摩擦热很大，它使料温迅速上升，不仅相应的减少了锅壁的加热量，而且有利于被混材料对助剂的吸收和植物纤维粉二次发酵效果。搅拌桨是由不锈钢制造的，又经高精度的机械加工和抛光，具有耐磨、耐腐蚀性。

具体实施方式：

实施例1：

实施例2：

根据实施例1所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的植物纤维粉末包括玉米秆粉末、麦秆粉末、稻壳粉末、豆杆粉末，所述的玉米杆粉末的重量份数为20%，所述的麦秆粉末20%，所述的稻壳粉末40%，所述的豆杆粉末20%。

实施例3：

根据实施例1或2所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的高分子天然淀粉是玉米淀粉或马铃薯淀粉。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的高分子天然淀粉的重量份数为30~50，所述的植物纤维粉末重量份数为22~38，所述的聚乙内脂的重量份数为4~10，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为6~10，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.1~0.3，所述的山梨醇的重量份数为0.4~0.8，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为0.5~2，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为1~3，山梨醇基础料的重量份数为4~10。

实施例5：

根据实施例1或2或3所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的高分子天然淀粉的重量份数为20，所述的植物纤维粉末重量份数为20，所述的聚乙内脂的重量份数为4，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为4，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.1，所述的山梨醇的重量份数为0.2，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为0.1，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为1，山梨醇基础料的重量份数为4。

实施例6：

根据实施例1或2或3所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的高分子天然淀粉的重量份数为55，所述的植物纤维粉末重量份数为38，所述的聚乙内脂的重量份数为10，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为10，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.5，所述的山梨醇的重量份数为2，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为3，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为10，山梨醇基础料的重量份数为10。

实施例7：

根据实施例1或2或3所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，所述的高分子天然淀粉的重量份数为35，所述的植物纤维粉末重量份数为30，所述的聚乙内脂的重量份数为6，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为7，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.3，所述的山梨醇的重量份数为1.1，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为1.6，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为5，山梨醇基础料的重量份数为7。

实施例8：

一种资源综合利用型光生物双降解环保材料的制备方法：首先将植物纤维粉末称取其重量份数的2%，进行发酵处理，然后将发酵后的所述的植物纤维粉末均匀混合到所述的植物纤维粉末所剩余的重量份数中，封闭储存72小时，作为备料，按照权利要求1或2或3称取所述的高分子天然淀粉的重量份数、植物纤维粉末的重量份数、聚乙内脂的重量份数、聚丙烯醇基础料的重量份数、己丁酯己丁聚糖的重量份数、山梨醇的重量份数，铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数、茂金属聚烯烃基础料的重量份数进行聚合反应共混共聚改性，然后将原料在积木式平行双螺杆挤出机中进行五级混炼，所述的积木式平行双螺杆挤出机中螺杆的长度与直径的比为44~56：1，在所述的螺杆上分布有五个混炼段，将所述的积木式平行双螺杆挤出机中出来的所述的原料经增压装置，在120-190℃下制成板材，所述的增压装置为熔体泵。

实施例9：

根据实施例8所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料的制备方法，所述的原料进行聚合反应共混共聚改性过程中，采用的设备是油加热高混与冷混一体机，温度在70~90℃时加入淀粉和聚乙内脂，并高速混合，当温度达到90~110℃时，再加入所述的植物纤维粉末，所述的茂金属聚烯烃和所述的聚丙烯醇并高速混合，继续加热至100~120℃时分2~5次将所述的山梨醇、所述的铝钛复合偶联剂HY-133和所述的己丁酯己丁聚糖加入，进行所述的聚合反应共混共改性，温度为120~150℃，时间为35-40分钟，最后把所述的原料放至所述的高混与冷混一体机充分混合，并降温至70~90℃。

实施例10：

根据实施例8或9一种所述的资源综合利用型光生物双降解环保材及制备方法，其制备工艺是：首先将所述的植物纤维粉末称取其重量份数的2%，进行发酵处理，然后将发酵后的植物纤维粉末均匀混合到植物纤维粉末所剩余的重量份数中，作为备料，按照权利要求中的质量分数淀粉、植物纤维粉末、聚乙内脂、聚丙烯醇基础料、己丁酯己丁聚糖、山梨醇，铝钛复合偶联剂HY-133、茂金属聚烯烃。

将原料进行聚合反应共混共聚改性，采用的设备是油加热高混与冷混一体机，温度在70℃时加入天然高分子淀粉和聚乙烯醇聚乙烯醇·，并高速混合，至80℃再加入聚乙内脂与聚羟基丁酸之共聚物并高速混合，继续加热至100℃时分两次将山梨醇和己丁酯己丁聚糖加入，进行聚合反应共混共聚改性，温度为120℃，时间为35分钟，最后放料至冷混中混合，并降温至70℃。然后将原料放入积木式平行双螺杆挤出片材机中进行五级混炼，挤出机中螺杆的长度与直径的比为44-56：1，在螺杆上分布有五个混炼段：将从积木式平行双螺杆挤出机中出来的原料经增压装置即熔体泵，在120℃下制成板材。

所述的板材可以由正压成型机、负压成型机或双倍、双面加热正、负压成型机、注塑机制成各种一次性食品包装物、工业包装物、药物包装物、日用品包装物。

Claims

1.一种资源综合利用型光生物双降解环保材料，其组成包括：高分子天然淀粉、植物纤维粉末、聚乙内脂、聚丙烯醇基础料、己丁酯己丁聚糖、山梨醇、铝钛复合偶联剂HY-133、茂金属聚烯烃，其特征是：所述的高分子天然淀粉的重量份数为20~55，所述的植物纤维粉末重量份数为20~38，所述的聚乙内脂的重量份数为4~10，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为4~10，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.1~0.5，所述的山梨醇的重量份数为0.2~2，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为0.1~3，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为1~10，山梨醇基础料的重量份数为4-10。

2.根据权利要求1所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，其特征是：所述的植物纤维粉末包括玉米秆粉末、麦秆粉末、稻壳粉末、豆杆粉末，所述的玉米杆粉末的重量份数为20%，所述的麦秆粉末20%，所述的稻壳粉末40%，所述的豆杆粉末20%。

3.根据权利要求1或2所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，其特征是；所述的高分子天然淀粉是玉米淀粉或马铃薯淀粉。

4.根据权利要求1或2或3所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，其特征是：所述的高分子天然淀粉的重量份数为30~50，所述的植物纤维粉末重量份数为22~38，所述的聚乙内脂的重量份数为4~10，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为6~10，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.1~0.3，所述的山梨醇的重量份数为0.4~0.8，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为0.5~2，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为1~3，山梨醇基础料的重量份数为4~10。

5.根据权利要求1或2或3所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，其特征是：所述的高分子天然淀粉的重量份数为20，所述的植物纤维粉末重量份数为20，所述的聚乙内脂的重量份数为4，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为4，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.1，所述的山梨醇的重量份数为0.2，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为0.1，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为1，山梨醇基础料的重量份数为4。

6.根据权利要求1或2或3所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，其特征是：所述的高分子天然淀粉的重量份数为55，所述的植物纤维粉末重量份数为38，所述的聚乙内脂的重量份数为10，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为10，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.5，所述的山梨醇的重量份数为2，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为3，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为10，山梨醇基础料的重量份数为10。

7.根据权利要求1或2或3所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料，其特征是：所述的高分子天然淀粉的重量份数为35，所述的植物纤维粉末重量份数为30，所述的聚乙内脂的重量份数为6，所述的聚丙烯醇基础料重量份数为7，所述的己丁酯己丁聚糖的重量份数为0.3，所述的山梨醇的重量份数为1.1，所述的铝钛复合偶联剂HY-133的重量份数为1.6，所述的茂金属聚烯烃的重量份数为5，山梨醇基础料的重量份数为7。

8.一种资源综合利用型光生物双降解环保材料的制备方法：其特征是：该方法包括如下步骤：首先将上述重量份数的植物纤维粉末称取其重量份数的2%，进行发酵处理，然后将发酵后的所述的植物纤维粉末均匀混合到所述的植物纤维粉末所剩余的重量份数98%中，封闭储存72小时，作为备料，称取按照权利要求1-7所述的重量份数的所述的高分子天然淀粉、植物纤维粉末、聚乙内脂、聚丙烯醇基础料、己丁酯己丁聚糖、山梨醇，铝钛复合偶联剂HY-133、茂金属聚烯烃基础料进行聚合反应共混共聚改性，然后将原料在积木式平行双螺杆挤出机中进行五级混炼。

9.根据权利要求8所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料的制备方法，其特征是：所述的原料进行聚合反应共混共聚改性过程中，采用的设备是油加热高混与冷混一体机，温度在70~90℃时加入淀粉和聚乙内脂，并高速混合，当温度达到90~110℃时，再加入所述的植物纤维粉末，所述的茂金属聚烯烃和所述的聚丙烯醇并高速混合，继续加热至100~120℃时分2~5次将所述的山梨醇、所述的铝钛复合偶联剂HY-133和所述的己丁酯己丁聚糖加入，进行所述的聚合反应共混共改性，温度为120~150℃，时间为35-40分钟，最后把所述的原料放至所述的高混与冷混一体机充分混合，并降温至70~90℃。

10.根据权利要求8或9所述的资源综合利用型光生物双降解环保材料的制备方法，所述的积木式平行双螺杆挤出机中螺杆的长度与直径的比为44~56：1，在所述的螺杆上分布有五个混炼段，将所述的积木式平行双螺杆挤出机中出来的所述的原料经增压装置，在120-190℃下制成板材，所述的增压装置为熔体泵。