CN108903542A - 一种自粘可降解一次性桌布的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，其一次性桌布包括粘附层和内层以及外层，其包括如下组分：C6LLDPE、mLLDPE、PIB、淀粉、聚乳酸、甘油、增容剂、大豆蛋白、C8LLDPE、LDPE、环烯烃、开口剂、碳酸钙。本发明处理工艺制得的一次性桌布有无毒、环保、无污染、重量轻、吸水率低、断裂伸长率高、生物降解、无需回收的优良特点。

Description

一种自粘可降解一次性桌布的制备方法
技术领域
本发明涉及一种一次性桌布，具体涉及一种自粘可降解一次性桌布的制备方法。
背景技术
一次性桌布是常用的日用品，尤其是一次性桌布，一次性桌布由于使用方便、快捷，得到了许多消费者的信赖，但在由于一次性桌布很轻，容易被风吹起，为了固定住一次性桌布，使用时需要在桌面上洒上一些水，并且将一次性桌布的四个角绑紧，影响美观。由于现在餐桌的质量越来越高，很多家庭一般不采用桌布，来客时只是简单的铺上一层一次性纸质的桌布，使用完毕后就扔掉。虽然简单，却带来了巨大的环境污染。开发一种防风，舒适，降低环境污染的一次性桌布是本领域技术人员待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种自粘可降解一次性桌布的制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种自粘可降解一次性桌布，由以下重量份的原料制成：包括①粘附层和②中层以及③内层，分别由下列重量份数的原料组成：
①粘附层：C6LLDPE30～60份、mLLDPE30～60份、PIB1～4份；②中间层：淀粉30～60份、甘油10～15份、聚乳酸10～30份、增容剂1～4份、大豆蛋白10～15份；③外层：环烯烃10～15份、C6LLDPE30～60份、LDPE30～60份、开口剂1～2份、碳酸钙10～15份。
一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，包括以下步骤：(1)分别将一次性桌布粘附层、中层、内层的原材料混合均匀，其中粘附层PIB除外；(2)混匀后的原材料分别经挤出机A、B、C挤出，经过比例分配器，过三层共挤锥面叠加机头，采取双泡挤出工艺，先将从共挤模头挤出的熔体用冷水骤冷，冷却拉伸制得膜管；(3)将膜管二次加热、吹胀、冷却、拉伸、经冷却定型、张力控制、测厚、电晕处理、修边分切、收卷，即得。
进一步的，所述增容剂是通过重量份数1:2的85%乳酸水溶液先对干燥至水分为15%的淀粉进行表面处理改性，再以其为大分子引发剂，在50℃下通入氮气10min后，在异丙醇铝和三乙基铝环境下，辅以微波加热，加入重量份数1:1的丙交酯，加热至60℃，进行反应10min，得开环接枝聚合共聚物，通过多次溶解-沉淀将杂质除去，即得。
进一步的，所述步骤(2)中挤出吹塑法生产共挤薄膜的工艺条件为：A、B、C单螺杆挤出机，螺杆长径比(L/D)(25～28)/ 1；挤出机A加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃，挤出机B加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃；挤出机C加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃；模头加热温度210～220℃；模头模口间隙1.2～1.5mm；膜泡吹胀比2.5～3，其中吹胀比=制品膜泡直径/膜管直径；膜卷储存温度20～30℃。
进一步的，所述步骤(4)中的挤出机A，螺杆前部位置，采用液体计量泵直接真空注入PIB；所述PIB为食品级，平均相对分子质量为450～2500。
进一步的，所述防雾剂为山梨糖醇酐单月桂酸脂和聚氧乙烯山梨糖醇干单硬脂酸脂、油酸酰胺的一种或多种。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，主要应用了聚乳酸、淀粉、大豆蛋白环保可再生材料，制备了一种单面自粘三层复合薄膜，无需额外的胶黏剂和水可有效、方便地贴合在桌面上，且方便去除，去除后不留痕迹。用后，可生物降解。单面自粘三层复合薄膜在桌面铺设时，重叠的界面之间可以相互黏附，产生“自锁”避免松弛的效果，称为自粘薄膜的“自粘性”。聚异丁烯(PIB)，由于与聚乙烯的不完全相容性，它可渗析于成品膜的表面，增加膜的自粘性，此外还可提高膜的耐穿刺性、抗撕裂性、回弹性、拉伸性能、自黏性、耐穿刺性、耐撕裂性和透明性。低相对分子质量的PIB可促使薄膜提高自粘性的速度加快，提高剪切粘接强度。三层复合，内层因PIB的存在，产生自粘的作用。外层，爽滑舒适，为餐桌层，中间层将二者粘合起来，形成单面自粘。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合所得到的高分子聚合物，好的回弹性，强度高，不易受紫外光影响，可用多种染料染色，杰出的可加工性，热粘合温度可控制，晶体熔融温度高达120℃-230℃，低可燃性。能够被微生物（如细菌、真菌和藻类等）完全分解变成低分子化合物的材料。但单一聚乳酸组分的渔网难以控制其降解进度和时间，致使聚乳酸渔网使用耐久度差，时间短。大豆蛋白耐酸性腐蚀性能优异，染色牢度高，尺寸稳定性好，易清洗，快干。然而大豆蛋白分子中含有大量氨基、羧基等亲水基团，使其加工困难，耐水性差，极易吸水并导致性能严重下降，使大豆蛋白材料的发展受到制约。而通过表面处理，弱化大豆蛋白表面的亲水作用，并通过调节大豆蛋白在配方中比例，达到一次性桌布可控时间生物降解的效果。大豆蛋白具有较强的抗菌性能，对大肠杆菌、白色念珠菌等细菌有抑制作用。
聚乙烯淀粉生物降解薄膜在始便用时，就受到光、热、氧、水、风、等自然环境的破坏，以及使用时的拉伸、摩擦等机械损伤，薄膜中的淀粉颗粒逐渐暴露于表面。当生物降解薄膜处于适合降解的环境条件时，微生物首先侵蚀薄膜中的淀粉，并使其产生降解；这时，残余的降解薄膜变得疏松，表面大，薄膜出现孔状、网状或碎裂现象，薄膜在微生物酶的生物物理、生物化用下，性能逐渐变差；聚乙烯淀粉可生物降解薄膜中的自氧化剂，与土壤中(或环境中)的金属盐接触，使聚乙烯生成过氧化物，使聚合物的分子链断裂靠短、相对分子质量降低，产生易被微生物摄取的低分子羧酸，进而被徵生物代谢。上述作用，在薄膜的生物降解过程中，被交叉重复地进行，直至淀粉被降解，聚乙烯被降解碎裂，最终为自然界所消纳。
环烯烃是无定形的聚合物。环烯烃分子链上存在环状结构，因此它的刚性大，材料硬度和模量高。因为环烯烃分子链的非规整性，不具备结晶能力因此即使经过拉仲取向，也不会发生诱导结品，PE树脂在经过拉伸后，由于分子在外力方向上发生取向，诱导分子链发生重结品，因此在横向和纵向的折光率上会出现差异，而环烯烃在被拉仲后也没有发生双折射现象，因此它的透明度不会因为拉伸取改变。LLDPE与LDPE相比，由于支链短，因此结晶性能比LDPE高。当LLDPE与环烯烃共混后，由于二者的相容性很好，因此非品态的环烯烃阻隔了LLDPE分子链的重排，使LDPE的无定形区比例增加结晶度降低，材料透明度升高，薄膜的雾度降低含有环烯烃的薄膜摩擦系数很低，用户觉得舒适、手感良好。对水等极性溶剂有高阻隔性，尺寸稳定性好，不易褶皱，溶出物少，具有优良的防潮效果，良好的成型性、无卤、高透明度。环烯烃可以起到增容剂的作用，提高LDPE与LLDPE之间的相容性。既然环烯烃具有刚性大分子链，因此它与PE共混后可以提高PE的模量。环烯烃/PE熔融共混改性可以提高薄膜模量，改善一次性桌布的手感；在保持薄膜厚度不变的情况下，共混可以提高薄膜的挺度。大豆蛋白中含有天然的抗氧化成分异黄酮，故无需添加额外的合成抗氧剂，就有良好的抗老化性能，进而不会造成抗氧剂成分的污染。
本发明相比现有技术具有以下优点：
市场上现有的防风的一次性桌布多采用改变桌布自身结构，增加收口，松紧带或机械装置，来避免被风吹起和铺设，但大多都生产工业复杂，增加成本，不利于工业化生产，也并不利于使用。本发明公布的自粘可降解一次性桌布是利用一类单面自粘三层复合可降解的薄膜，方便铺设，控制PIB的含量，没有痕迹，安全环保，可生物降解，不会对环境造成污染，对木质、玻璃、台布、树漆等桌面都有很好的自粘效果，且可收卷在桌面底部，整洁大方，使用方便。餐桌面滑爽整洁、舒适优雅，适用于各种餐桌礼仪场合。且具有极佳的拉伸性能、自黏性、耐穿刺性、耐撕裂性和透明性。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种自粘可降解一次性桌布，由以下重量份的原料制成：包括①粘附层和②中层以及③内层，分别由下列重量份数的原料组成：
①粘附层：C6LLDPE30份、mLLDPE30份、PIB1份；②中间层：淀粉30份、甘油10份、聚乳酸10份、增容剂1份、大豆蛋白10份；③外层：环烯烃10份、C6LLDPE45份、LDPE30份、开口剂1份、碳酸钙10份。
一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，包括以下步骤：(1)分别将一次性桌布粘附层、中层、内层的原材料混合均匀，其中粘附层PIB除外；(2)混匀后的原材料分别经挤出机A、B、C挤出，经过比例分配器，过三层共挤锥面叠加机头，采取双泡挤出工艺，先将从共挤模头挤出的熔体用冷水骤冷，冷却拉伸制得膜管；(3)将膜管二次加热、吹胀、冷却、拉伸、经冷却定型、张力控制、测厚、电晕处理、修边分切、收卷，即得。
进一步的，所述增容剂是通过重量份数1:2的85%乳酸水溶液先对干燥至水分为15%的淀粉进行表面处理改性，再以其为大分子引发剂，在50℃下通入氮气10min后，在异丙醇铝和三乙基铝环境下，辅以微波加热，加入重量份数1:1的丙交酯，加热至60℃，进行反应10min，得开环接枝聚合共聚物，通过多次溶解-沉淀将杂质除去，即得。
进一步的，所述步骤(2)中挤出吹塑法生产共挤薄膜的工艺条件为：A、B、C单螺杆挤出机，螺杆长径比(L/D)(25～28)/ 1；挤出机A加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃，挤出机B加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃；挤出机C加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃；模头加热温度210～220℃；模头模口间隙1.2～1.5mm；膜泡吹胀比2.5，其中吹胀比=制品膜泡直径/膜管直径；膜卷储存温度20℃。
进一步的，所述步骤(4)中的挤出机A，螺杆前部位置，采用液体计量泵直接真空注入PIB；所述PIB为食品级，平均相对分子质量为450。
进一步的，所述防雾剂为山梨糖醇酐单月桂酸脂和聚氧乙烯山梨糖醇干单硬脂酸脂、油酸酰胺的一种或多种。
实施例2
一种自粘可降解一次性桌布，由以下重量份的原料制成：包括①粘附层和②中层以及③内层，分别由下列重量份数的原料组成：
①粘附层：C6LLDPE30份、mLLDPE45份、PIB2份；②中间层：淀粉45份、甘油10份、聚乳酸10份、增容剂2份、大豆蛋白10份；③外层：环烯烃10份、C6LLDPE40份、LDPE40份、开口剂1份、碳酸钙10份。
一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，包括以下步骤：(1)分别将一次性桌布粘附层、中层、内层的原材料混合均匀，其中粘附层PIB除外；(2)混匀后的原材料分别经挤出机A、B、C挤出，经过比例分配器，过三层共挤锥面叠加机头，采取双泡挤出工艺，先将从共挤模头挤出的熔体用冷水骤冷，冷却拉伸制得膜管；(3)将膜管二次加热、吹胀、冷却、拉伸、经冷却定型、张力控制、测厚、电晕处理、修边分切、收卷，即得。
进一步的，所述增容剂是通过重量份数1:2的85%乳酸水溶液先对干燥至水分为15%的淀粉进行表面处理改性，再以其为大分子引发剂，在50℃下通入氮气10min后，在异丙醇铝和三乙基铝环境下，辅以微波加热，加入重量份数1:1的丙交酯，加热至60℃，进行反应10min，得开环接枝聚合共聚物，通过多次溶解-沉淀将杂质除去，即得。
进一步的，所述步骤(2)中挤出吹塑法生产共挤薄膜的工艺条件为：A、B、C单螺杆挤出机，螺杆长径比(L/D)(25～28)/ 1；挤出机A加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃，挤出机B加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃；挤出机C加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃；模头加热温度210～220℃；模头模口间隙1.2～1.5mm；膜泡吹胀比3，其中吹胀比=制品膜泡直径/膜管直径；膜卷储存温度20℃。
进一步的，所述步骤(4)中的挤出机A，螺杆前部位置，采用液体计量泵直接真空注入PIB；所述PIB为食品级，平均相对分子质量为450。
进一步的，所述防雾剂为山梨糖醇酐单月桂酸脂和聚氧乙烯山梨糖醇干单硬脂酸脂、油酸酰胺的一种或多种。
对比例1
本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去环烯烃成分，除此外的方法步骤均相同。
对比例2
本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去PIB成分，除此外的方法步骤均相同。
对比例3
市售普通聚乙烯一次性桌布。
表1各实施例和对比例所制备一次性桌布的力学性能
注：上表1中所述开卷性为在试验条件下，保鲜膜表面应无水珠附着，或仅局部有小水珠附着；试验条件为在三个1000mL的烧杯中各加入200mL，23℃±2℃的水，用三块面积相同的一次性桌布，粘着面向下，分别将杯口盖严并使膜面平整，放入约3℃的低温箱中保持恒温。10min后观察桌布表面水珠的附着状态；三块样品均应符合性能要求。有无水滴大面积附着在保鲜膜表面；堆肥生物降解实验：将上述制得各组一次性桌布GB/T 19277.2-2013进行堆肥降解实验，实验过程中要严格控制温度、水分，且试验时间为50天；自粘性为剪切剥离强度。
由上表1可以看出，本发明处理工艺制得的一次性桌布的自粘性、生物降解性能得到了有效的改善，同时其拉伸强度、直角撕裂强度、防雾性控制较好，效果明显。本发明处理工艺制得的一次性自粘可降解桌布有无毒、环保、无污染、可生物降解、综合特性强，极具推广价值。

Claims (6)

1.一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，其特征在于，包括粘附层和中层以及内层，分别由下列重量份数的原料组成：
粘附层：C6LLDPE30～60份、mLLDPE30～60份、PIB1～4份、环烯烃10～15份；中层：淀粉30～60份、甘油10～15份、聚乳酸10～30份、增容剂1～4份、大豆蛋白10～15份；外层：环烯烃10～15份、C8LLDPE30～60份、LDPE30～60份、开口剂1～2份、碳酸钙10～15份。
2.根据权利要求1所述的一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别将一次性桌布粘附层、中层、内层的原材料混合均匀，其中粘附层PIB除外；(2)混匀后的原材料分别经挤出机A、B、C挤出，经过比例分配器，过三层共挤锥面叠加机头，采取双泡挤出工艺，先将从共挤模头挤出的熔体用冷水骤冷，冷却拉伸制得膜管；(3)将膜管二次加热、吹胀、冷却、拉伸、经冷却定型、张力控制、测厚、电晕处理、修边分切、收卷，即得。
3.根据权利要求2所述的一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，其特征在于：所述增容剂是通过重量份数1:2的85%乳酸水溶液先对干燥至水分为15%的淀粉进行表面处理改性，再以其为大分子引发剂，在50℃下通入氮气10min后，在异丙醇铝和三乙基铝环境下，辅以微波加热，加入重量份数1:1的丙交酯，加热至60℃，进行反应10min，得开环接枝聚合共聚物，通过多次溶解-沉淀将杂质除去，即得。
4.根据权利要求2所述的一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中挤出吹塑法生产共挤薄膜的工艺条件为：A、B、C单螺杆挤出机，螺杆长径比(L/D)(25～28)/ 1；挤出机A加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃，挤出机B加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃；挤出机C加工温度为：第一段170℃～180℃，第二段180～190℃，第三段200～210℃；模头加热温度210～220℃；模头模口间隙0.6～1.5mm；膜泡吹胀比2.5～3，其中吹胀比=制品膜泡直径/膜管直径；膜卷储存温度25～30℃。
5.根据权利要求2所述的一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的挤出机A，螺杆前部位置，采用液体计量泵直接真空注入PIB；所述PIB为食品级，平均相对分子质量为450～2500。
6.根据权利要求2所述的一种自粘可降解一次性桌布的制备方法，其特征在于：所述防雾剂为山梨糖醇酐单月桂酸脂和聚氧乙烯山梨糖醇干单硬脂酸脂、油酸酰胺的一种或多种。
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