CN106279963A - 一种生物基薄膜及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物基薄膜及其生产方法。该生物基薄膜是以40％-70％的聚乙烯或聚丙烯、20％-50％的改性淀粉、5％-20％的生物聚脂、5-20％的无机助剂为原料，将上述原料混合搅拌均匀之后，用吹膜机吹制而成。生产方法是将上述原料按设定的比例混合搅拌均匀之后，用单层吹膜机或多层共挤吹膜机吹制成单层或多层薄膜。本发明生产工艺简单，操作方便，原料易得，配方简单合理，成本较低，生产出的薄膜具有很好的机械、加工和使用性能。该生物基薄膜原材料中含有生物成份，相对于传统塑料可以节约石油资源；其比重比塑料低，具有轻量化、成本低并适用的特点；在生产中加热所需的热量较少，也可以节约石油资源，减少二氧化碳排放。

Description

一种生物基薄膜及其生产方法
技术领域
本发明属于包装材料技术领域，涉及一种生物基薄膜及其生产方法。
背景技术
现有的薄膜材料主要原料为传统塑料原料，属石油基，需要使用大量的石化资源，会增加大气中的二氧化碳排放。而且，这些用石油基原料制成的塑料薄膜及膜袋制品如购物袋，垃圾袋，邮件袋及工业包装袋等，使用完之后的废弃物不能降解处理，由此造成了严重的环境污染。
使用可再生生物原料制成的生物基薄膜，已经成为当今塑料行业发展的新趋势。但现有的生物基薄膜，材料应用不合理或膜层设计不合适，生产中，有的工艺相对复杂，操作不易控制，生产不够稳定，造成生产出来的薄膜材料产品机械、加工和使用性能不理想，有的原料不易得到，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种原料易得，配方合理，成本较低，具有很好的机械、加工和使用性能的生物基薄膜及其生产方法，该生产方法工艺简单，操作稳定、方便。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种同时利用一种或多种聚乙烯或聚丙烯材料、一种或多种改性淀粉、一种或多种生物聚脂、一种或多种无机助剂进行生产得到的生物基薄膜。
本发明一种生物基薄膜，它是以40％～70％的PE(聚乙烯)或PP(聚丙烯)、20％～50％的改性淀粉、5％～20％的生物聚脂、5～20％的无机助剂为原料，将上述原料混合搅拌均匀之后，用吹膜机吹制而成。
所述的改性淀粉为：用木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉等进行疏水性改性后得到的改性淀粉中的一种或几种的混合物。
所述的生物聚脂为：用甘蔗、木薯粉、玉米、马铃薯等为原料制取的生物聚脂中的一种或几种的混合物。
所述的无机助剂为：改性的滑石粉、碳酸钙、蒙脱土、高岭土、膨润土中的一种或几种的混合物。
上述生物基薄膜的生产方法如下：
以40％～70％的PE(聚乙烯)或PP(聚丙烯)、20％～50％的改性淀粉、5％～20％的生物聚脂、5～20％的无机助剂为原料，将上述原料按设定的比例混合搅拌均匀之后，用单层吹膜机或多层共挤吹膜机按设定的工艺条件吹制成单层或多层薄膜。
吹膜过程中控制加工温度在130-160℃。
吹膜机可在普通单层吹膜机或多层共挤吹膜机的基础上作如下改进：1、改善温控系统，使之能够更加合理、稳定地控制加工温度在130-160℃(即吹塑温度130-160℃)。2、改变挤出模模口间隙，利用改变了的挤出模模口间隙(1.6-1.8mm)及温度设置和螺杆转速的配合来控制所需要的挤出压力；吹膜机的主机变频器输出频率在20-25Hz，牵引电机变频器频率30-35Hz。
本发明将上述四类原料材料按选定比例，将普通的单层吹膜机或多层共挤吹膜机改进后，按选定的工艺方案，可吹出适合使用的普通薄膜。用普通的单层PE吹膜机，吹制出的薄膜的拉伸强度可达12MPa～28MPa,厚度在10um～80um(即1c～8c)之间，对应比重在0.6～0.9g/cm3之间；用多层共挤吹膜机，吹制出的薄膜的拉伸强度可达13MPa～30MPa，厚度在10um～80um之间，对应比重在0.7～0.92g/cm3之间。
本发明的有益效果：
本发明利用一种或多种聚烯烃材料、一种或多种树脂、一种或多种改性淀粉、一种或多种无机助剂，按不同的合理比例混合、吹塑制成一种生物基薄膜新材料，并可通过特定的工艺和设备生产出具有环保特质，同时也具有使用功能的生物基膜袋。
本发明的生物基薄膜，具有良好的染色分散性，可制成各种不同颜色的基膜，该材料具有良好的印刷性，该材料还具有良好的热封性，可在传统稍加改进的制袋机上生产出成品膜袋，广泛应用于生活用的膜袋如购物袋，垃圾袋，邮件袋及工业包装袋等。
本发明的生物基薄膜生产方法，是将上述四类原料组成材料按合理比例同时运用，原料易得，配方简单，成本较低，生产工艺简单，操作方便，生产出来的薄膜材料具有很好的机械、加工和使用性能。
本发明的生物基薄膜具有如下特点：
1.本发明的生物基薄膜，其原材料中含有生物成份，其原料采用了天然可再生的资源，相对于传统塑料可以节约石油资源，并能符合中国和国外相应的环保标准。
2.生产该膜不需要专门的生产设备，采用传统的单层或多层吹膜机、印刷机和制袋机即可。只要对现有传统设备稍加改进就可以实现批量生产，相当便利。
3.该膜的机械、加工和使用性能与普通PE薄膜相近，广泛应用于购物袋、垃圾袋、物流和快递袋等。
4.本发明的生物基薄膜，其比重比塑料低，减轻了重量，该膜具有微发泡特点，其比重在0.6～0.9g/cm3之间，具有轻量化、成本低并适用的特点。在生产中加热所需的热量较少，也可以节约石油资源，减少二氧化碳排放。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
原料配方：PP 40％,改性淀粉20％,生物聚脂20％,无机助剂20％。
生产方法：将原料40％的PE(聚乙烯)、50％的改性淀粉、5％的生物聚脂、5％的无机助剂投入混合机，混合搅拌均匀之后，送入单层吹膜机吹制成生物基薄膜。
工艺参数:吹膜过程第一段135℃第二段150℃第三段155℃沙网160℃模头160℃；主机变频器输出频率25Hz；牵引电机变频器频率30Hz。吹膜机挤出模模口间隙1.7mm。
产品性能测试数据：厚度4c；拉力(拉伸强度)22Mpa；断裂伸长率≥400％；比重0.9g/cm3。
实施例2
原料配方：PP 50％,改性淀粉30％,生物聚脂10％,无机助剂10％。
生产方法：将原料50％的PP(聚丙烯)、30％的改性淀粉、10％的生物聚脂、10％的无机助剂投入混合机，混合搅拌均匀之后，送入单层吹膜机吹制成生物基薄膜。
工艺参数:吹膜过程第一段130℃第二段145℃第三段150℃沙网155℃模头155℃；主机变频器输出频率20Hz；牵引电机变频器频率35Hz。吹膜机挤出模模口间隙1.6mm。
产品性能测试数据：厚度2c；拉力(拉伸强度)20Mpa；断裂伸长率≥250％；比重0.6g/cm3。
实施例3
原料配方：PP 70％,改性淀粉20％,生物聚脂5％,无机助剂5％。
生产方法：将原料70％的PP(聚丙烯)、20％的改性淀粉、5％的生物聚脂、5的无机助剂投入混合机，混合搅拌均匀之后，送入单层吹膜机吹制成生物基薄膜。
工艺参数:吹膜过程第一段135℃第二段150℃第三段155℃沙网160℃模头160℃；主机变频器输出频率25Hz；牵引电机变频器频率35Hz。吹膜机挤出模模口间隙1.7mm。
产品性能测试数据：厚度8c；拉力(拉伸强度)28Mpa；断裂伸长率≥400％；比重0.75g/cm3。
实施例4
原料配方：PE 40％,改性淀粉50％,生物聚脂5％,无机助剂5％。
生产方法：将原料40％的PE(聚乙烯)、50％的改性淀粉、5％的生物聚脂、5％的无机助剂投入混合机，混合搅拌均匀之后，送入多层共挤吹膜机吹制成生物基薄膜。
工艺参数:吹膜过程第一段130℃第二段145℃第三段150℃沙网155℃模头155℃；主机变频器输出频率22Hz；牵引电机变频器频率32Hz。吹膜机挤出模模口间隙1.8mm。
产品性能测试数据：厚度4c；拉力(拉伸强度)25Mpa；断裂伸长率≥250％；比重0.8g/cm3。
实施例5
原料配方：PP 70％,改性淀粉20％,生物聚脂5％,无机助剂5％。
生产方法：将原料70％的PP(聚丙烯)、20％的改性淀粉、5％的生物聚脂、5的无机助剂投入混合机，混合搅拌均匀之后，送入多层共挤吹膜机吹制成生物基薄膜。
工艺参数:吹膜过程第一段135℃第二段150℃第三段155℃沙网160℃模头160℃；主机变频器输出频率25Hz；牵引电机变频器频率35Hz。吹膜机挤出模模口间隙1.7mm。
产品性能测试数据：厚度8c；拉力(拉伸强度)30Mpa；断裂伸长率≥400％；比重0.92g/cm3。
实施例6
原料配方：PP 50％,改性淀粉30％,生物聚脂10％,无机助剂10％。
生产方法：将原料50％的PP(聚丙烯)、30％的改性淀粉、10％的生物聚脂、10％的无机助剂投入混合机，混合搅拌均匀之后，送入多层共挤吹膜机吹制成生物基薄膜。
工艺参数:吹膜过程第一段130℃第二段145℃第三段150℃沙网155℃模头155℃；主机变频器输出频率20Hz；牵引电机变频器频率35Hz。吹膜机挤出模模口间隙1.6mm。
产品性能测试数据：厚度2c；拉力(拉伸强度)20Mpa；断裂伸长率≥250％；比重0.7g/cm3。

Claims (6)

1.一种生物基薄膜，其特征在于，它是以40％～70％的聚乙烯或聚丙烯、20％～50％的改性淀粉、5％～20％的生物聚脂、5～20％的无机助剂为原料，将上述原料混合搅拌均匀之后，用吹膜机吹制而成。
2.如权利要求1所述的生物基薄膜，其特征在于，所述的改性淀粉为：用木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉或小麦淀粉进行疏水性改性后得到的改性淀粉中的一种或几种的混合物。
3.如权利要求1所述的生物基薄膜，其特征在于，所述的生物聚脂为：用甘蔗、木薯粉、玉米或马铃薯为原料制取的生物聚脂中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求1所述的生物基薄膜，其特征在于，所述的无机助剂为：改性的滑石粉、碳酸钙、蒙脱土、高岭土、膨润土中的一种或几种的混合物。
5.如权利要求1所述的生物基薄膜，其特征在于，用单层PE吹膜机，吹制出的薄膜的拉伸强度达12MPa～28MPa，厚度在10um～80um之间，比重在0.6～0.9g/cm3之间；用多层共挤吹膜机，吹制出的薄膜的拉伸强度达13MPa～30MPa，厚度在10um～80um之间，对应比重在0.7～0.92g/cm3之间。
6.一种如权利要求1所述的生物基薄膜的生产方法，其特征在于，以40％～70％的聚乙烯或聚丙烯、20％～50％的改性淀粉、5％～20％的生物聚脂、5～20％的无机助剂为原料，将上述原料按设定的比例混合搅拌均匀之后，用单层吹膜机或多层共挤吹膜机吹制成单层或多层薄膜。
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