CN109054350A - 一种可生物降解的仿生鱼饵材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种生物可降解仿生鱼饵及其制备方法，涉及人造鱼饵技术领域，主要原料为可降解热塑型材料如聚氨酯(TPU)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚羟基丙酸‑乙交酯(PLGA)和聚柠檬酸辛二醇酯(POC)等二种或多种共混物，环保型增塑剂如柠檬酸酯、异山梨醇、环氧大豆油等一种或多种复配物，根据鱼类品种的取食特征，辅以玉米淀粉、多种氨基酸、矿物质、蛋白质等多种诱鱼成分和仿生鱼饵用抗氧剂进行共混造粒，经注塑成型制得多种颜色的鱼、虾、虫形态的仿生鱼饵。本发明所制备的仿生鱼饵，兼具食物鱼饵和仿生鱼饵两者优点，对鱼味觉感官诱惑力大，产品软硬度可调，可完全生物降解，是一种生态环保型诱鱼用仿生鱼饵。
Description
技术领域
本发明涉及一种人造鱼饵，特别涉及一种具有可生物降解仿生鱼饵及其制备方法。
背景技术
海钓产业是风靡世界的休闲渔业，即集渔业、休闲游钓、旅游观光为一体的产业，在中国，海钓产业刚刚起步，蕴含着巨大的市场潜力。钓钩和饵料应根据鱼种的不同进行选择，鱼饵在垂钓中属于高消耗品，被大量的使用。仿生鱼饵在现在渔具市场具有很好的市场，其可多次使用，无需换饵，方便携带等特点受到人们的青睐。常用塑料仿生鱼饵多是用不可降解的塑料制备而成，如采用PVC、PE、PC、ABS等塑料，这类塑料一旦脱落掉入海洋，上百年无法降解，会对海洋生物及生态环境造成极大的危害。目前世界各国对环保愈加重视，传统的塑料不可降解的仿生鱼饵、重金属铅铸鱼饵已经逐渐被国际市场淘。按照新的环保规定鱼饵产品必须符合清洁环保可降解的绿色发展理念。
我国仿生鱼饵仅有10多年的发展，市场上出现了多以热塑性弹性体、软质聚氯乙烯为主要材料的仿生鱼饵，其形状类似饵料鱼、虾，对鱼的视觉感官诱惑力大，储存、携带、使用方便。此类仿生鱼饵一旦脱落掉入海洋，上百年无法降解，会对海洋生物及生态环境造成极大的危害。目前世界各国对环保愈加重视，新一轮的仿生鱼饵新材料的研发迫在眉睫。
发明内容
本发明公开一种可生物降解的仿生鱼饵材料及其制备方法，可有效解决现有技术中仿生鱼饵难以有效自然降解的弊端。
本发明提供了一种可生物降解的仿生鱼饵材料，所述仿生鱼饵具体由以下质量组分的材料制成：
进一步，所述聚氨酯弹性体可替换为聚已二酸乙二醇酯型TPU、聚已二酸丁二醇酯型TPU、聚丁二酸乙二醇酯型TPU和聚丁二酸丁二醇酯型TPU中的一种或复配物。
进一步，所述辅助弹性体为聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚羟基丙酸-乙交酯(PLGA)、聚柠檬酸辛二醇酯(POC)中的一种或共混物。
进一步，所述天然降解材料为玉米淀粉、谷物细粉、木薯粉、太白粉、面粉中的一种或共混物。
进一步，所述环保增塑剂为柠檬酸酯、异山梨醇、环氧大豆油中的一种或复配物。
进一步，所述诱鱼剂具体为L-丙氨酸、L-精氨酸、L-天冬氨酸、甘氨酸、L-亮氨酸、5’-鸟苷酸、5’-肌苷酸、二甲基二硫、二甲基二硫醚中的一种或复配物。
进一步，所述抗氧剂具体为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一种或复配物。
进一步，所述环保颜料具体为外层表面喷绘所选颜料为环保型颜料，包括钛镍黄、钛铬棕、铁铬黑、钴绿、钴蓝、复合钛红中的一种或复配物。
本发明还提供一种可生物降解的仿生鱼饵材料的制备方法，该制备方法具体为：
(1)按照上述任一所示的质量组分分别准备：TPU、辅助弹性体、天然降解材料、环保型增塑剂、诱鱼剂、抗氧剂、环保颜料；
(2)将步骤1准备的材料在密炼机中进行共混密炼，混炼时间10～15min，混炼的温度保持在120～130℃；
(3)将步骤(2)混炼后得到的物料加入到双螺杆挤出机料斗中，开启双螺杆挤出机主机和主喂料开关，调节双螺杆挤出机主喂料转速，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用；
其中：双螺杆挤出机挤出温度为140～190℃，螺杆长径比L/D＝44:1-64:1，螺杆转速为80RPM-360RPM；
(4)根据所需鱼饵形状制造相应模具，并利用注塑机锁模系统将模具合上，当模具合拢后，注塑机的锁模系统将所需锁模力作用在模具上，利用注塑机螺杆推进把步骤(3)所制得的复合材料压到注塑机模具的模腔内，当塑料基本上填满模腔后，即在模腔填充到95％～98％时，螺杆保持一定的保压压力，使得模腔内产品饱和，尺寸稳定；
(5)保压完成后，利用冷却水在模具内循环，使得产品冷却定形，注塑机螺杆转动后退，为下个注塑周期做准备；
(6)当冷却达到设定时间后，锁模系统将模具分开，产品在脱模系统作用下与模腔分开，得到所需形状的新型环保降解变性淀粉仿生仿真鱼诱饵；
其中：注塑机注塑温度为130～200℃，注塑压力为60～120MPa，保压时间为5s～300s，模具温度为60～120℃
本发明专利的优点：
高仿生可降解鱼饵材料由可降解高分子材料和辅助环保助剂混配而成，其中主体弹性体TPU可赋予产品具有高弹性、高强度、软硬度可调和良好的注塑加工性；辅助弹性体(PHA、PLA、PLGA和POC)注塑加工性能虽不如TPU，但环境可降解性能要优于TPU，能可控地缩短产品降解时间；天然可降解材料(玉米淀粉、谷物细粉、木薯粉、太白粉和面粉)降解速率很高，但加工性能不佳，添加量有限；增塑剂(柠檬酸酯、异山梨醇和环氧大豆油)可以调控产品的软硬度，提高加工性能；诱鱼助剂可根据不同鱼类的口味和进食特点，增加诱鱼成功机率；抗氧剂可提高产品的高温加工性和储存时间；本产品采用注塑成型工艺，可根据需求制得外型逼真的鱼虾形象，产品诱捕性好，且在环境中可以具有很好的降解效果；本发明制备简单，成本较低，生物降解性好，对环境污染小。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明提供一种可生物降解的仿生鱼饵，该仿生鱼饵的原料按质量份数构成如下：
具体制备步骤如下：
(1)将TPU、辅助弹性体和玉米淀粉按一定质量比例在密炼机中进行共混密炼，同时加入一定量的改性助剂和诱鱼辅料(诱食剂、颜料、抗氧剂等)，混炼时间10～15min，密炼的温度保持在120～130℃。
(2)将步骤(1)密炼后的混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机料斗中，开启双螺杆挤出机主机和主喂料开关，调节双螺杆挤出机主喂料转速，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用。双螺杆挤出机挤出温度为140～190℃，螺杆长径比L/D＝44:1-64:1，螺杆转速为80RPM-360RPM。
(3)根据需求制备鱼、虾等外形的模具，利用注塑机锁模系统将模具合上，当模具合拢后，注塑机的锁模系统将所需锁模力作用在模具上，利用注塑机螺杆推进把步骤(2)所制得的复合材料压到模腔，当塑料基本上填满模腔后(在模腔填充到95％～98％)，螺杆保持一定的保压压力，使得模腔内产品饱和，尺寸稳定。保压完成后，利用冷却水在模具内循环，使得产品冷却定形，螺杆转动后退，为下个注塑周期做准备。当冷却达到设定时间后，锁模系统将模具分开，产品在脱模系统作用下与模腔分开，得到所需形状的新型环保降解变性淀粉仿生仿真鱼诱饵。注塑机注塑温度为130～200℃，注塑压力为60～120MPa，保压时间为5s～300s，模具温度为60～120℃。
实施例1
一种高仿真生物可降解仿生鱼饵，按重量计包括：
将上述组分按比例进行共混，置于密炼机中进行共混密炼，共混密炼的时间为10～15min，密炼的温度维持在120～130℃。
将密炼后的混合料加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到改性玉米淀粉复合材料颗粒，待用。双螺杆挤出机挤出温度为140～190℃，螺杆长径比L/D＝44:1-64:1，螺杆转速为80RPM-360RPM；
将造粒后的改性玉米淀粉复合材料利用注塑机螺杆将其压入到模腔(模腔填充95％～98％)，螺杆保持一定的保压压力，使模腔内产品饱和，尺寸稳定。保压完成后利用冷却水进行循环冷却，冷却时间达到设定后，锁模系统将模具打开，制得高仿真生物可降解仿生鱼饵。注塑机注塑温度为130～200℃，注塑压力为60～120MPa，保压时间为5s～300s，模具温度为60～120℃。
实施例2
一种高仿真生物可降解仿生鱼饵，按重量计包括：
将上述组分按比例进行共混，置于密炼机中进行共混密炼，共混密炼的时间为10～15min，密炼的温度维持在120～130℃。
将密炼后的混合料加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到改性玉米淀粉复合材料颗粒，待用。双螺杆挤出机挤出温度为140～190℃，螺杆长径比L/D＝44:1-64:1，螺杆转速为80RPM-360RPM；
将造粒后的改性玉米淀粉复合材料利用注塑机螺杆将其压入到模腔(模腔填充95％～98％)，螺杆保持一定的保压压力，使模腔内产品饱和，尺寸稳定。保压完成后利用冷却水进行循环冷却，冷却时间达到设定后，锁模系统将模具打开，制得高仿真生物可降解仿生鱼饵。注塑机注塑温度为130～200℃，注塑压力为60～120MPa，保压时间为5s～300s，模具温度为60～120℃。
实施例3
一种高仿真生物可降解仿生鱼饵，按重量计包括：
将上述组分按比例进行共混，置于密炼机中进行共混密炼，共混密炼的时间为10～15min，密炼的温度维持在120～130℃。
将密炼后的混合料加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到改性玉米淀粉复合材料颗粒，待用。双螺杆挤出机挤出温度为140～190℃，螺杆长径比L/D＝44:1-64:1，螺杆转速为80RPM-360RPM；
将造粒后的改性玉米淀粉复合材料利用注塑机螺杆将其压入到模腔(模腔填充95％～98％)，螺杆保持一定的保压压力，使模腔内产品饱和，尺寸稳定。保压完成后利用冷却水进行循环冷却，冷却时间达到设定后，锁模系统将模具打开，制得高仿真生物可降解仿生鱼饵。注塑机注塑温度为130～200℃，注塑压力为60～120MPa，保压时间为5s～300s，模具温度为60～120℃。
实施例4
一种高仿真生物可降解仿生鱼饵，按重量计包括：
将上述组分按比例进行共混，置于密炼机中进行共混密炼，共混密炼的时间为10～15min，密炼的温度维持在120～130℃。
将密炼后的混合料加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到改性玉米淀粉复合材料颗粒，待用。双螺杆挤出机挤出温度为140～190℃，螺杆长径比L/D＝44:1-64:1，螺杆转速为80RPM-360RPM；
将造粒后的改性玉米淀粉复合材料利用注塑机螺杆将其压入到模腔(模腔填充95％～98％)，螺杆保持一定的保压压力，使模腔内产品饱和，尺寸稳定。保压完成后利用冷却水进行循环冷却，冷却时间达到设定后，锁模系统将模具打开，制得高仿真生物可降解仿生鱼饵。注塑机注塑温度为130～200℃，注塑压力为60～120MPa，保压时间为5s～300s，模具温度为60～120℃。
将聚合物置于受控堆肥化条件下，测定聚合物生物降解排放CO2量来确定去最终需氧生物分解能力。
将聚合物样品与培养土混合，倒入静态堆肥容器，实验环境温度56～60℃，用经过饱和、脱除CO2的空气进行曝气，将曝气导入NaOH吸收装置，定期测量溶解的无机碳，以此作为累计放出CO2量。
将本专利制备的可生物降解仿生鱼饵与市售橡胶型仿生鱼饵做降解对比试验，所得各样品生物分解率如下表1。
表1
由表中可以看出，本发明请求保护的技术方案中实施例4仿生鱼饵三个月生物降解率≥98％，实现了充分降解。
Claims (9)
1.一种可生物降解的仿生鱼饵材料，其特征在于，所述仿生鱼饵具体由以下质量组分的材料制成：
2.如权利要求1所述的一种可生物降解的仿生鱼饵材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体可替换为聚已二酸乙二醇酯型TPU、聚已二酸丁二醇酯型TPU、聚丁二酸乙二醇酯型TPU和聚丁二酸丁二醇酯型TPU中的一种或复配物。
3.如权利要求2所述的一种可生物降解的仿生鱼饵材料，其特征在于，所述辅助弹性体为聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚羟基丙酸-乙交酯(PLGA)、聚柠檬酸辛二醇酯(POC)中的一种或共混物。
4.如权利要求2或3所述的一种可生物降解的仿生鱼饵材料，其特征在于，所述天然降解材料为玉米淀粉、谷物细粉、木薯粉、太白粉、面粉中的一种或共混物。
5.如权利要求4所述的一种可生物降解的仿生鱼饵材料，其特征在于，所述环保增塑剂为柠檬酸酯、异山梨醇、环氧大豆油中的一种或复配物。
6.如权利要求5所述的一种可生物降解的仿生鱼饵材料，其特征在于，所述诱鱼剂具体为L-丙氨酸、L-精氨酸、L-天冬氨酸、甘氨酸、L-亮氨酸、5’-鸟苷酸、5’-肌苷酸、二甲基二硫、二甲基二硫醚中的一种或复配物。
7.如权利要求6所述的一种可生物降解的仿生鱼饵材料，其特征在于，所述抗氧剂具体为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一种或复配物。
8.如权利要求7所述的一种可生物降解的仿生鱼饵材料，其特征在于，所述环保颜料具体为外层表面喷绘所选颜料为环保型颜料，包括钛镍黄、钛铬棕、铁铬黑、钴绿、钴蓝、复合钛红中的一种或复配物。
9.一种如权利要求1、2、3、5、6、7、8任一所述的一种可生物降解的仿生鱼饵材料的制备方法，其特征在于该制备方法具体为：
(1)按照权利要求1、2、3、5、6、7、8任一所示的质量组分分别准备：聚氨酯弹性体、辅助弹性体、天然降解材料、环保型增塑剂、诱鱼剂、抗氧剂、环保颜料；
(2)将步骤1准备的材料在密炼机中进行共混密炼，混炼时间10～15min，混炼的温度保持在120～130℃；
(3)将步骤(2)混炼后得到的物料加入到双螺杆挤出机料斗中，开启双螺杆挤出机主机和主喂料开关，调节双螺杆挤出机主喂料转速，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用；
其中：双螺杆挤出机挤出温度为140～190℃，螺杆长径比L/D＝44:1-64:1，螺杆转速为80RPM-360RPM；
(4)根据所需鱼饵形状制造相应模具，并利用注塑机锁模系统将模具合上，当模具合拢后，注塑机的锁模系统将所需锁模力作用在模具上，利用注塑机螺杆推进把步骤(3)所制得的复合材料压到注塑机模具的模腔内，当塑料基本上填满模腔后，即在模腔填充到95％～98％时，螺杆保持一定的保压压力，使得模腔内产品饱和，尺寸稳定；
(5)保压完成后，利用冷却水在模具内循环，使得产品冷却定形，注塑机螺杆转动后退，为下个注塑周期做准备；
(6)当冷却达到设定时间后，锁模系统将模具分开，产品在脱模系统作用下与模腔分开，得到所需形状的新型环保降解变性淀粉仿生仿真鱼诱饵；
其中：注塑机注塑温度为130～200℃，注塑压力为60～120MPa，保压时间为5s～300s，模具温度为60～120℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181221 |