CN104804385A - 一种可生物降解塑料母粒的制造方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可生物降解塑料母粒的制作方法，其主要包括以下成分：改质之相容剂20%-65%,生物触媒20%-35%，营养剂20%-35%,催化剂10%-15%,界面活性剂,0.5%-6%,甘油1%-3%；首先将催化剂升温至200℃～300℃高温脱水，并干燥1～2hrs,再经研磨至5000目以上，使其吸油效果可达5倍，其假比重0.3以下，先将液体之营养剂，界面活性剂，加工油添加进粉体之氧化物吸附，温度35℃～50℃吸付效果最好，以高速搅拌机，搅拌低速3～5分钟，至所有液体备充分吸收后，呈现粉末之流动状；将改质之相容剂和生物触媒和搅拌好之催化剂直接放入捏和机加工，温度100℃～150℃,加压捏和，捏和15～20min使其充分混和；塑料和生物分解母粒充分混和经由押出，押板，吹膜，吹瓶，射出成所需之成品，其添加比例0.5～50%。
Description
技术领域：
本发明涉及生物降解塑料领域、尤其涉及的是一种能在自然环境中快速分解的塑料、以及该塑料的制成方法。
背景技术：
随着白色污染,日益严重、解决塑料百年不化之问题、生物降解技术应运而生、但时至今日、依然无法落实解决、且污染依然存在、就其原因有四：1、部分降解碎劣：塑料添加淀粉,淀粉降解、塑料没分解、只是达到部分降解、2、储存和使用其受限制：光分解剂、热劣解剂、虽可达到碎裂成碎片、但不利于储存和运输、且使用过程中质量物性下降、使用周期受限；3、破坏塑料的回收系统：塑料添加和光热解剂、无法回收、且无法分类、导致原来塑料回收系统、因不慎加入、而破坏物性而无法使用、4、价格太贵：生质塑料如PLA,PCL,PHA单价太高,无法普及,且无法取代所有塑料特性,加上回收更是破坏物性。
有鉴于此、本发明人经过潜心研究、在塑料中添加一种制剂、使得塑料使用完成后、能在自然环境中快速分解、减少对环境的破坏。本项发明是为解决上列问题,参考自然法则,采用大自然环境细菌分解方式,因为掩埋垃圾中,氧气很少,有氧分解难以进行,所以厌氧菌分解塑料较容易进行,但时间较长,本项发明乃是提供厌氧菌容易增生繁殖之条件,将塑料加入生物触媒,细菌之营养剂,催化剂,界面活性剂等利于厌氧菌增生之条件,而使之加速分解,水解,酸化,醋化,最终分解成CO2,CH4,本项发明是以塑料添加上列成分后,于加工后做成成品,无大量之厌氧菌,所以在储存,使用,回收加工皆不会降解,等到被丢弃或掩埋后才会被大自然厌氧菌分解,为了达到加工和便利及经济之要求,我们将他做成浓缩母粒,后方便使用,同时可应用于诸多塑料,如PE/PP/EVA/TPE/NYLON/PET皆可使用。
发明内容：
本项发明是提供一种最新的厌氧菌降解、将厌氧菌加速因子、做成降解浓缩母粒、可应用于塑料加速降解、同时有完全降解、储存不受限制、不破坏回收系统,低成本,简洁高效之一种制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可生物降解塑料母粒的制作方法，其主要包括以下成分：
改质之相容剂20%-65%,生物触媒20%-35%，营养剂20%-35%,催化剂10%-15%,界面活性剂,0.5%-6%,甘油1%-3%；
首先将催化剂升温至200℃～300℃高温脱水，并干燥1～2hrs,再经研磨至5000目以上，使其吸油效果可达5倍，其假比重0.3以下；
先将液体之营养剂，界面活性剂，加工油添加进粉体之氧化物吸附，温度35℃～50℃吸付效果最好，以高速搅拌机，搅拌低速3～5分钟，至所有液体备充分吸收后，呈现粉末之流动状；
将改质之相容剂和生物触媒和搅拌好之催化剂直接放入捏和机加工，温度100℃～150℃,加压捏和，捏和15～20min使其充分混和；
塑料和生物分解母粒充分混和经由押出，押板，吹膜，吹瓶，射出成所需之成品其添加比例0.5～50%。
改质之相容剂可以是LLDPE-MA、LLDPE-AA、PE-MA、PE-GMA、EVA-MA、EVA-AA、PO-AA-MA、SEBS-MA、SEBS-GMA、或各类之MA、AA、GMA之接支改性塑料。
生物触媒是含有机脂类、之具有生物分解材质、如脂肪酸之类、乳酸之类、醣醛酸之类、磷酸之类、月桂酸之类、等可生物分解脂有机之类
营养剂为多醣体、如醣蜜、或醐精、蔗醣、等是厌氧菌喜好之有机醣类。
催化剂：碱金属氧化物、如氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化硅之含结晶水或不含结晶水、或硫酸镁之无水结晶氧化物60～5%或天然之贝类、蟹壳类经高温脱水之氧化物
界面活性剂是一端亲油基另一端是亲水基、如硅烷类之couplingagent,钛酸脂类脂coupling,锆酸脂类,或酸酰胺类,或硬脂酸金属皂,脂肪酸酰胺、其可使营养剂和兼容剂互相结合5%-50%
加工油可以使蔬菜油、甘油、甘油一脂,甘油二脂,甘油三脂,柠檬酸三丁脂油、大豆油、橄榄油。
一种可生物降解的塑料母粒应用于农用薄膜之母粒制作方法、
包括以下组分：
首先取甘油3公斤加入30公斤之氧化钙,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM搅拌三分钟将混和好之甘油和CaO和LLDPE-MA,加压混和温度110℃,捏和15min至150℃；制得母粒。
一种可生物降解的塑料母粒应用于工业用袋之母粒制作方法：
包括以下组分：
将甘油3公斤加入20公斤之氧化镁,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM搅拌三分钟、将混和好之甘油和MgO和PE-MA,其它混和物放入捏和机中,加压混和温度110℃,捏和15min至150℃；制得母粒。
一种可生物降解的塑料母粒应用于PP包装板材袋之母粒制作方法：
包括以下组分：
将甘油3公斤加入25公斤之氧化镁,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM搅拌三分钟；将混和好之甘油和MgO和POE-MA及其它混和物放入捏和机中,加压混和温度110℃,15min,此时料温生至150℃,倒入输送机制押出机,加压混和温度110℃,捏和15min至150℃；制得母粒。
塑料中之分解触媒,经由厌氧菌注点,将触媒水解酸化,使得疏水之塑料表面形成亲水表面层,且厌氧菌会分解其特有之酶,吸引细菌群聚效应,加上塑料中有细菌之营养剂,使得厌氧繁殖增生加速,塑料膨韧,催化加速破坏塑料结构：因为塑料中触媒水解,酸化,形成醋酸根,和塑料中碱金属氧化剂,形成酸碱中和反应,而破坏分子结构,使得外在水层进入塑料内部,使得致密的塑料膨胀、同时厌氧菌得以进入深层塑料、加速分解水解、酸化最后形成低分子量有机脂肪酸化合物、最后达到完全降解之目的。
具体实施方式
下面依据实施例对本发明做进一步的详细说明：
实施例一：
一种可生物降解塑料母粒应用于农用薄膜之生物分解母粒制作：
相容改质剂：LLDPE-MA MI=5～25
生物触媒：低分子量乳酸聚交脂MW=10000～100000之间,分子量太高,
催化剂：CaO平均粒径2μm
几丁质：粉末状,经气流磨325mesh全部过滤
界面活性剂：硬脂酰胺 粉末状
甘油：高沸点
方法A：
甘油3公斤加入30公斤之氧化钙,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM搅拌三分钟；将混和好之甘油和CaO和LLDPE-MA,其它混和物放入捏和机中,加压混和温度110℃,15min,此时料温生至150℃,倒入输送机制押出机,押出机温度,设定为120℃/120℃/125℃/130℃/Die 135℃转速100rpm干式切粒,经震动筛冷却,用铝箔包装袋,包装防止水份浸入
方法B：
甘油3公斤加入30公斤之氧化钙,搅拌均匀,40℃x300RPM搅拌三分钟；将混和好之甘油和CaO和LLDPE-MA,其它混和物加入搅拌机均匀混和搅拌3分钟；将混和好之混和物利用双轴喂料器喂入双轴押出机中,加工条件押出机温度,设定为120℃/130℃/135℃/130℃/Die 115℃转速300rpm干式切粒,经震动筛冷却,用铝箔包装袋,包装防止水份浸入。
实施例2：
一种可生物降解塑料母粒应用于购物袋背心袋之分解母粒加工工艺实例：
取HDPE9001 80份
MS-75 10份
碳酸钙母粒 20份
白色母 0.5份
加工温度 烘料温度 90℃ x 1hrs
加工温度 165℃/170℃/175℃/180℃～185℃/die/180℃～185℃/180℃～185℃，网目：60x2过筛。
实施例3：
一种可生物降解塑料母粒应用于工业用袋之分解母粒加工工艺实例：
相容改质剂：PE-MA MI=5～25
生物触媒：低分子量己二酸己二醇脂 MW=10000～30000之间,
催化剂：MgO平均粒径2μm
几丁质：粉末状,经气流磨325mesh全部过滤
界面活性剂：A-172
甘油：高沸点甘油
方法A：
将甘油3公斤加入20公斤之氧化镁,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM搅拌三分钟，将混和好之甘油和MgO和PE-MA,其它混和物放入捏和机中,加压混和温度110℃,15min,此时料温生至150℃,倒入输送机制押出机,押出机温度,设定为120℃/120℃/125℃/130℃/Die 135℃转速100rpm干式切粒,经震动筛冷却,用铝箔包装袋,包装防止水份浸入。
方法B：
甘油3公斤加入20公斤之氧化镁,搅拌均匀,40℃x300RPM搅拌三分钟，将混和好之甘油和MgO和PE-MA,其它混和物加入搅拌机均匀混和搅拌3分钟，将混和好之混和物利用双轴喂料器喂入双轴押出机中,加工条件押出机温度,设定为120℃/130℃/135℃/130℃/Die 115℃转速300rpm干式切粒,经震动筛冷却,用铝箔包装袋,包装防止水份浸入。
实施例4：
一种可生物降解塑料母粒应用于PP包装板材袋之分解母粒加工工艺实例：
相容改质剂：POE-MA可用DOW 8400接枝MA MI=5～10
生物触媒：低分子量己二酸己二醇脂 MW=10000～30000之间,
催化剂：MgO平均粒径2μm
几丁质：粉末状,经气流磨325mesh全部过滤
界面活性剂：A-172
甘油：高沸点甘油
方法A:
将甘油3公斤加入25公斤之氧化镁,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM搅拌三分钟将混和好之甘油和MgO和POE-MA,其它混和物放入捏和机中,加压混和温度110℃,15min,此时料温生至150℃,倒入输送机制押出机,押出机温度,设定为130℃/140℃/145℃/150℃/Die 155℃转速100rpm干式切粒,经震动筛冷却,用铝箔包装袋,包装防止水份浸入。
方法B：
甘油3公斤加入25公斤之氧化镁,搅拌均匀,40℃x300RPM搅拌三分钟，将混和好之甘油和MgO和POE-MA,其它混和物加入搅拌机均匀混和搅拌3分钟，将混和好之混和物利用双轴喂料器喂入双轴押出机中,加工条件押出机温度,设定为130℃/140℃/145℃/150℃/Die 155℃转速300rpm干式切粒,经震动筛冷却,用铝箔包装袋,包装防止水份浸入。
PP包装板材配比：
要求条件：PP 100cm x 0.3mm X 1000M
PP 366 80KG
生物分解母粒 10kg
TALC母粒PT-80 20kg
押出薄板温度180℃/185℃/190℃/205℃/die210℃/220℃ 网目60x2速度50m/min
适用范围一般工业用之包装板材,掩埋覆土约1～2年完全分解
实施例5
一种可生物降解塑料母粒应用于PP不织布之分解母粒加工工艺实例：
相容改质剂：POE-MA 可用DOW 8400接枝MA MI=10～20
生物触媒：低分子量己二酸己二醇脂 MW=10000～30000之间,
催化剂：MgO平均粒径1μm
几丁质：粉末状,经气流磨325mesh全部过滤
界面活性剂：A-172
乙酰柠檬酸三丁脂：
步骤：方法A将乙酰柠檬酸三丁脂3公斤加入20公斤之氧化镁,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM搅拌三分钟，将混和好之乙酰柠檬酸三丁脂和MgO和POE-MA,其它混和物放入捏和机中,加压混和温度110℃,15min,此时料温生至150℃,倒入输送机制押出机,押出机温度,设定为120℃/120℃/125℃/130℃/Die 135℃转速100rpm干式切粒,经震动筛冷却,用铝箔包装袋,包装防止水份浸入
步骤：方法B将3公斤乙酰柠檬酸三丁脂加入20公斤之氧化镁,搅拌均匀,40℃x300RPM搅拌三分钟
将混和好之乙酰柠檬酸三丁脂和MgO和PE-MA及其它混和物加入搅拌机均匀混和搅拌3分钟，将混和好之混和物利用双轴喂料器喂入双轴押出机中,加工条件押出机温度,设定为120℃/130℃/135℃/130℃/Die 115℃转速300rpm干式切粒,经震动筛冷却,用铝箔包装袋,包装防止水份浸入PP不织布材料配比：
PP MI=100 90KG
生物分解母粒MP-10 10kg
押出不织布温度 180℃/185℃/190℃/205℃/die210℃/220℃
适用范围 一般工业用之包装板材,掩埋覆土约1～2年完全分解。
实施例6
一种可生物降解塑料母粒应用于PET FIBER之分解母粒加工工艺实例：
相容改质剂：POE-MA 可用DOW 8400接枝MA MI=10～20
生物触媒：低分子量己二酸己二醇脂 MW=10000～30000之间,
催化剂：MgO平均粒径1μm
几丁质：粉末状,经气流磨325mesh全部过滤
界面活性剂：A-172
乙酰柠檬酸三丁脂：
方法A：
将乙酰柠檬酸三丁脂3公斤加入20公斤之氧化镁,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM，搅拌三分钟，将混和好之乙酰柠檬酸三丁脂和MgO和SEBS-GMA,其它混和物放入捏和机中,加压混和温度150℃,15min,此时料温生至150℃,倒入输送机制押出机,押出机温度,设定为150℃/160℃/175℃/170℃/Die 185℃转速100rpm干式切粒,经震动筛冷却,用铝箔包装袋,包装防止水份浸入。
方法B：
将3公斤乙酰柠檬酸三丁脂加入20公斤之氧化镁,搅拌均匀,40℃x300RPM搅拌三分钟，将混和好之乙酰柠檬酸三丁脂和MgO和SEBS-GMA,其它混和物加入搅拌机均匀混和搅拌3分钟，将混和好之混和物利用双轴喂料器喂入双轴押出机中,加工条件押出机温度,设定为150℃/160℃/175℃/170℃/Die 185℃转速300rpm干式切粒,经震动筛冷却,用铝箔包装袋,包装防止水份浸入。
PET抽丝材料配比：
PET 90KG
生物分解母粒MTE-10 10kg
押出不织布温度 230℃/235℃/240℃/245℃/die250℃/260℃
适用范围 一般工业用PET抽丝,掩埋覆土约1～2年完全分解。
Claims (10)
1.一种可生物降解塑料母粒的制作方法，其主要包括以下成分：
改质之相容剂20%-65%,生物触媒20%-35%，营养剂20%-35%,催化剂10%-15%,界面活性剂,0.5%-6%,甘油1%-3%；
首先将催化剂升温至200℃～300℃高温脱水，并干燥1～2hrs,再经研磨至5000目以上，使其吸油效果可达5倍，其假比重0.3以下；
先将液体之营养剂，界面活性剂，加工油添加进粉体之氧化物吸附，温度35℃～50℃吸付效果最好，以高速搅拌机，搅拌低速3～5分钟，至所有液体备充分吸收后，呈现粉末之流动状；
将改质之相容剂和生物触媒和搅拌好之催化剂直接放入捏和机加工，温度100℃～150℃,加压捏和，捏和15～20min使其充分混和；
塑料和生物分解母粒充分混和经由押出，押板，吹膜，吹瓶，射出成所需之成品其添加比例0.5～50%。
2.根据权利要求1所述的一种可生物降解塑料母粒的制作方法，其特征在于：改质之相容剂可以是LLDPE-MA、LLDPE-AA、PE-MA、PE-GMA、EVA-MA、EVA-AA、PO-AA-MA、SEBS-MA、SEBS-GMA、或各类之MA、AA、GMA之接支改性塑料。
3.根据权利要求1所述的一种可生物降解塑料母粒的制作方法，其特征在于：生物触媒是含有机脂类、之具有生物分解材质、如脂肪酸之类、乳酸之类、醣醛酸之类、磷酸之类、月桂酸之类、等可生物分解脂有机之类。
4.根据权利要求1所述的一种可生物降解的塑料母粒的制作方法，其特征在于：营养剂为多醣体、如醣蜜、或醐精、蔗醣、等是厌氧菌喜好之有机醣类。
5.根据权利要求1所述的一种可生物降解塑料母粒的制作方法，其特征在于：催化剂：碱金属氧化物、如氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化硅之含结晶水或不含结晶水、或硫酸镁之无水结晶氧化物60～5%或天然之贝类、蟹壳类经高温脱水之氧化物。
6.根据权利要求1所述的一种可生物降解塑料母粒的制作方法，其特征在于：界面活性剂是一端亲油基另一端是亲水基、如硅烷类之coupling agent,钛酸脂类脂coupling,锆酸脂类,或酸酰胺类,或硬脂酸金属皂,脂肪酸酰胺、其可使营养剂和兼容剂互相结合5%-50%。
7.根据权利要求1所述的一种可生物降解塑料母粒的制作方法，其特征在于：加工油可以使蔬菜油、甘油、甘油一脂,甘油二脂,甘油三脂,柠檬酸三丁脂油、大豆油、橄榄油。
8.一种可生物降解的塑料母粒应用于农用薄膜之母粒制作方法、
包括以下组分：
首先取甘油3公斤加入30公斤之氧化钙,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM搅拌三分钟将混和好之甘油和CaO和LLDPE-MA,加压混和温度110℃,捏和15min至150℃；制得母粒。
9.一种可生物降解的塑料母粒应用于工业用袋之母粒制作方法：
包括以下组分：
将甘油3公斤加入20公斤之氧化镁,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM搅拌三分钟、将混和好之甘油和MgO和PE-MA,其它混和物放入捏和机中,加压混和温度110℃,捏和15min至150℃；制得母粒。
10.一种可生物降解的塑料母粒应用于PP包装板材袋之母粒制作方法：
包括以下组分：
将甘油3公斤加入25公斤之氧化镁,搅拌均匀,30℃～40℃x300RPM搅拌三分钟；将混和好之甘油和MgO和POE-MA,其它混和物放入捏和机中,加压混和 温度110℃,15min,此时料温生至150C,倒入输送机制押出机,加压混和温度110℃,捏和15min至150℃；制得母粒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20180821 Termination date: 20210123 |