CN109161214A - 一种组合物及其制备方法与在可降解餐具领域的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一次性餐具制备领域，尤其涉及一种组合物及其制备方法与在可降解餐具领域的应用。本发明提供了一种组合物，原料包括：竹粉、过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、钛酸酯、聚乙烯蜡、多元酸、聚乙烯、高密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯。本发明还提供了一种上述组合物的制备方法，本发明还提供了一种上述组合物或上述制备方法得到的产品在可降解餐具领域的应用。本发明提供的技术方案，制备工艺简单，加工过程中无污染；同时，经测定可得，所制得的产品，可在90天内降解成无害物质，并具有良好的力学性能；解决了现有技术中，一次性塑料发泡餐具存在着降解困难以及资源浪费的技术缺陷。

Description

一种组合物及其制备方法与在可降解餐具领域的应用
技术领域
本发明属于一次性餐具制备领域，尤其涉及一种组合物及其制备方法与在可降解餐具领域的应用。
背景技术
一次性塑料发泡餐饮具备的质量轻，价格低，使用便捷等优点，使其成为一次性餐饮具的主流产品，盛行数十年。
然而，在方便的同时，造成了空前的“白色污染”灾害。把不可再生的石油资源，用高昂的加工成本，制成只有几分钟使用价值的一次性用品，是对不可再生资源的极大浪费。
因此，研发出一种组合物及其制备方法与在可降解餐具领域的应用，用于解决现有技术中，一次性塑料发泡餐具存在着降解困难以及资源浪费的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种组合物及其制备方法与在可降解餐具领域的应用，用于解决现有技术中，一次性塑料发泡餐具存在着降解困难以及资源浪费的技术缺陷。
本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：竹粉、过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、钛酸酯、聚乙烯蜡、多元酸、聚乙烯、高密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯。
优选地，以质量份计，所述组合物的原料包括：竹粉50～70份、过硫酸盐 0.5～1.5份、六偏磷酸盐0.5～1.5份、二元醇0.5～1.5份、二氧化钛0.2～0.8份、碳酸钙2～3份、滑石粉0.05～0.15份、钛酸酯0.05～0.15份、聚乙烯蜡0.5～1.5 份、多元酸0.5～1.5份、聚乙烯15～25份、高密度聚乙烯8～16份以及线性低密度聚乙烯1～5份。
优选地，所述竹粉选自：毛竹竹粉、水竹竹粉、楠竹竹粉以及紫竹竹粉中的任意一种或多种。
优选地，所述竹粉为毛竹竹粉。
优选地，所述六偏磷酸盐为：六偏磷酸钠和/或六偏磷酸钾。
优选地，所述过硫酸盐选自：过硫酸铵、过硫酸钾以及过硫酸钠中的任意一种或多种。
优选地，所述二元醇选自：丙二醇、乙二醇、丁二醇、己二醇以及辛二醇中的任意一种或多种。
优选地，所述多元酸选自：马来酸、丁二酸、丙二酸、己二酸、庚二酸、富马酸、衣康酸、邻苯二甲酸以及十八酸中的任意一种或多种。
优选地，所述钛酸酯为：钛酸丁酯和/或钛酸己酯。
本发明还提供了一种包括以上任意一项组合物的制备方法，所述制备方法为：
步骤一、竹粉、过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、钛酸酯、聚乙烯蜡以及多元酸混合后，第一次搅拌，得第一产物；
步骤二、所述第一产物与聚乙烯、高密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯混合后，第二次搅拌，得第二产物；
步骤三、所述第二产物熔融后成型，得产品。
优选地，步骤一中，所述第一次搅拌的转速为800～900r/min，所述第一次搅拌的温度为70～90℃，所述第一次搅拌的时间为20～25min；
步骤二中，所述第二次搅拌的转速为900～1100r/min，所述第二次搅拌的温度为80～130℃，所述第二次搅拌的时间为20～25min；
步骤三中，所述成型的温度为170～185℃。
本发明还提供了一种包括以上任意一项所述的组合物或以上任意一项所述的制备方法得到的产品在可降解餐具领域的应用。
综上所述，本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：竹粉、过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、钛酸酯、聚乙烯蜡、多元酸、聚乙烯、高密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯。本发明还提供了一种上述组合物的制备方法，本发明还提供了一种上述组合物或上述制备方法得到的产品在可降解餐具领域的应用。本发明提供的技术方案，制备工艺简单，加工过程中无污染；同时，经测定可得，所制得的产品，可在90天内降解成无害物质，并具有良好的力学性能。本发明提供的一种组合物及其制备方法与在可降解餐具领域的应用，解决了现有技术中，一次性塑料发泡餐具存在着降解困难以及资源浪费的技术缺陷。
具体实施方式
本发明提供了一种组合物及其制备方法与在可降解餐具领域的应用，用于解决现有技术中，一次性塑料发泡餐具存在着降解困难以及资源浪费的技术缺陷。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更详细说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种组合物及其制备方法与在可降解餐具领域的应用，进行具体地描述。
实施例1
本实施例为制备产品1的具体实施例。
50Kg竹粉、1.3Kg过硫酸盐、0.8Kg六偏磷酸盐、0.8Kg二元醇、0.8Kg二氧化钛、2.5Kg碳酸钙、0.15Kg滑石粉、0.12Kg钛酸酯、1.5Kg聚乙烯蜡以及 1.5Kg多元酸加入高速混合搅拌机中混合，以800r/min、75℃搅拌25min，得第一产物1；其中，本实施例中，竹粉为毛竹竹粉，过硫酸盐为过硫酸镁，六偏磷酸盐为六偏磷酸钾，钛酸酯为钛酸丁酯，二元醇为为丙二醇，多元酸为丁二酸。
将15Kg聚乙烯、12Kg高密度聚乙烯以及5Kg线性低密度聚乙烯继续加入高速混合搅拌机中，与第一产物1混合，以900r/min、80℃搅拌22min，得第二产物1。
将所得第二产物1，加入直径为135mm的一次性成型主机的加料斗内，其中，一次性成型主机的螺杆直径135mm，螺杆长径22:1，螺杆转速90r/min，机桶的温度为:第一段150℃、第二段160℃、第三段170℃、第四段175℃，在上述条件下第二产物1加工制得熔融物。所得熔融物在一次性成型主机的出口模塑投入到成型机中，在175℃条件下制得所需形状的产品1。
实施例2
本实施例为制备产品2的具体实施例。
70Kg竹粉、1.2Kg过硫酸盐、1.5Kg六偏磷酸盐、0.5Kg二元醇、0.6Kg二氧化钛、2.8Kg碳酸钙、0.05Kg滑石粉、0.06Kg钛酸酯、1.2Kg聚乙烯蜡以及 1.0Kg多元酸加入高速混合搅拌机中混合，以900r/min、90℃搅拌20min，得第一产物2；其中，本实施例中，竹粉为水竹竹粉，过硫酸盐为过硫酸钾，六偏磷酸盐为六偏磷酸钾，钛酸酯为钛酸丁酯，二元醇为为乙二醇，多元酸为马来酸。
将16Kg聚乙烯、11Kg高密度聚乙烯以及1Kg线性低密度聚乙烯继续加入高速混合搅拌机中，与第一产物2混合，以1100r/min、130℃搅拌20min，得第二产物2。
将所得第二产物2，加入直径为135mm的一次性成型主机的加料斗内，其中，一次性成型主机的螺杆直径135mm，螺杆长径22:1，螺杆转速90r/min，机桶的温度为:第一段150℃、第二段160℃、第三段170℃、第四段175℃，在上述条件下第二产物2加工制得熔融物。所得熔融物在一次性成型主机的出口模塑投入到成型机中，在175℃条件下制得所需形状的产品2。
实施例3
本实施例为制备产品3的具体实施例。
65Kg竹粉、0.8Kg过硫酸盐、1.0Kg六偏磷酸盐、1.2Kg二元醇、0.4Kg二氧化钛、2.0Kg碳酸钙、0.10Kg滑石粉、0.14Kg钛酸酯、1.0Kg聚乙烯蜡以及 0.5Kg多元酸加入高速混合搅拌机中混合，以850r/min、80℃搅拌22min，得第一产物3；其中，本实施例中，竹粉为楠竹竹粉，过硫酸盐为过硫酸钠，六偏磷酸盐为六偏磷酸钠，钛酸酯为钛酸丁酯，二元醇为为丁二醇，多元酸为丙二酸。
将22Kg聚乙烯、8Kg高密度聚乙烯以及3Kg线性低密度聚乙烯继续加入高速混合搅拌机中，与第一产物3混合，以1000r/min、130℃搅拌20min，得第二产物3。
将所得第二产物3，加入直径为135mm的一次性成型主机的加料斗内，其中，一次性成型主机的螺杆直径135mm，螺杆长径22:1，螺杆转速90r/min，机桶的温度为:第一段150℃、第二段160℃、第三段170℃、第四段175℃，在上述条件下第二产物3加工制得熔融物。所得熔融物在一次性成型主机的出口模塑投入到成型机中，在185℃条件下制得所需形状的产品3。
实施例4
本实施例为制备产品4的具体实施例。
55Kg竹粉、1.5Kg过硫酸盐、0.6Kg六偏磷酸盐、1.3Kg二元醇、0.2Kg二氧化钛、2.2Kg碳酸钙、0.12Kg滑石粉、0.15Kg钛酸酯、0.5Kg聚乙烯蜡以及 1.5Kg多元酸加入高速混合搅拌机中混合，以800r/min、70℃搅拌20min，得第一产物4；其中，本实施例中，竹粉为毛竹竹粉，过硫酸盐为过硫酸钾，六偏磷酸盐为六偏磷酸钾，钛酸酯为钛酸己酯，二元醇为为乙二醇，多元酸为庚二酸。
将25Kg聚乙烯、10Kg高密度聚乙烯以及3Kg线性低密度聚乙烯继续加入高速混合搅拌机中，与第一产物4混合，以900r/min、100℃搅拌22min，得第二产物4。
将所得第二产物4，加入直径为135mm的一次性成型主机的加料斗内，其中，一次性成型主机的螺杆直径135mm，螺杆长径22:1，螺杆转速90r/min，机桶的温度为:第一段150℃、第二段160℃、第三段170℃、第四段175℃，在上述条件下第二产物4加工制得熔融物。所得熔融物在一次性成型主机的出口模塑投入到成型机中，在170℃条件下制得所需形状的产品4。
实施例5
本实施例为制备产品5的具体实施例。
66Kg竹粉、1.0Kg过硫酸盐、0.5Kg六偏磷酸盐、1.5Kg二元醇、0.7Kg二氧化钛、2.5Kg碳酸钙、0.15Kg滑石粉、0.10Kg钛酸酯、0.5Kg聚乙烯蜡以及 0.5Kg多元酸加入高速混合搅拌机中混合，以900r/min、85℃搅拌25min，得第一产物5；其中，本实施例中，竹粉为紫竹竹粉，过硫酸盐为过硫酸钠，六偏磷酸盐为六偏磷酸钠，钛酸酯为钛酸己酯，二元醇为为辛二醇，多元酸为丙二酸。
将20Kg聚乙烯、14Kg高密度聚乙烯以及4Kg线性低密度聚乙烯继续加入高速混合搅拌机中，与第一产物5混合，以1100r/min、110℃搅拌25min，得第二产物5。
将所得第二产物5，加入直径为135mm的一次性成型主机的加料斗内，其中，一次性成型主机的螺杆直径135mm，螺杆长径22:1，螺杆转速90r/min，机桶的温度为:第一段150℃、第二段160℃、第三段170℃、第四段175℃，在上述条件下第二产物5加工制得熔融物。所得熔融物在一次性成型主机的出口模塑投入到成型机中，在175℃条件下制得所需形状的产品5。
实施例6
本实施例为制备产品6的具体实施例。
60Kg竹粉、0.5Kg过硫酸盐、1.3Kg六偏磷酸盐、1.0Kg二元醇、0.5Kg二氧化钛、3.0Kg碳酸钙、0.08Kg滑石粉、0.05Kg钛酸酯、1.3Kg聚乙烯蜡以及 1.2Kg多元酸加入高速混合搅拌机中混合，以800r/min、90℃搅拌5-15min，得第一产物6；其中，本实施例中，竹粉为毛竹竹粉，过硫酸盐为过硫酸钾，六偏磷酸盐为六偏磷酸钠，钛酸酯为钛酸己酯，二元醇为为丙二醇，多元酸为己二酸。
将18Kg聚乙烯、16Kg高密度聚乙烯以及2Kg线性低密度聚乙烯继续加入高速混合搅拌机中，与第一产物6混合，以1000r/min、120℃搅拌20-30min，得第二产物6。
将所得第二产物6，加入直径为135mm的一次性成型主机的加料斗内，其中，一次性成型主机的螺杆直径135mm，螺杆长径22:1，螺杆转速90r/min，机桶的温度为:第一段150℃、第二段160℃、第三段170℃、第四段175℃，在上述条件下第二产物6加工制得熔融物。所得熔融物在一次性成型主机的出口模塑投入到成型机中，在175℃条件下制得所需形状的产品6。
实施例7
本实施例为测定实施例1～6制得的产品1～6力学性能的实施例。
本实施例中，所使用的对照品为ISO14855。
将产品1在通用吹膜机上直接吹膜，所得薄膜1的厚度为0.025mm，拉伸强度为23.4Mpa，断裂伸长率为295％，膜吸水率为0.08％。
将产品2在通用片材机上拉片，所得片材2的厚度为0.030mm，拉伸强度为27Mpa，断裂伸长率为180％，片吸水率为0.10％。
将产品3在通用吹膜机上吹膜，所得薄膜3的厚度为0.008mm，拉伸强度为22.6Mpa，断裂伸长率为596％，膜吸水率为0.12％。
将产品4在通用吹膜机上吹膜，所得薄膜4的厚度为0.020mm，拉伸强度为24.2Mpa，断裂伸长率为523％，膜吸水率为0.08％。
将产品5在通用吹膜机上吹膜，所得薄膜5的厚度为0.015mm，拉伸强度为21.8Mpa，断裂伸长率为483％，膜吸水率为0.13％。
将产品6在通用吹膜机上吹膜，所得薄膜5的厚度为0.015mm，拉伸强度为24.5Mpa，断裂伸长率为463％，膜吸水率为0.09％。
与对照品相比，本发明制得的产品，成膜性能好，同时，还具备良好的力学性能以及防水性能。
实施例8
本实施例为测定实施例1～6制得的产品1～6降解效果的具体实施例。
本实施例中，所使用的对照品为ISO14855。
将实施例7中制得各种膜/片材产品进行土埋实验，本实施例中，土埋实验的方法为常规土埋实验方法，在此不再赘述。
在土埋实验条件下60天，薄膜1的失重率达85％，90天内可完全降解，满足100％生物降解材料的要求。
在土埋实验条件下60天，片材2的失重率达80％，95天内可完全降解，满足100％生物降解材料的要求。
在土埋实验条件下60天，薄膜3的失重率达85％，100天内可完全降解，满足100％生物降解材料的要求。
在土埋实验条件下60天，薄膜4的失重率达90％，105天内可完全降解，满足100％生物降解材料的要求。
在土埋实验条件下60天，薄膜5的失重率达95％，110天内可完全降解，满足100％生物降解材料的要求。
在土埋实验条件下60天，薄膜6的失重率达92％，100天内可完全降解，满足100％生物降解材料的要求。
从实施例7可以得出，本发明提供的技术方案制得的产品吹膜后，在60 天内，吹膜制得的薄膜失重率可达80％以上，最快在90天内即可完全降解，降解性能好。
本发明提供的技术方案，具有以下优点：
第一，本发明提供的技术方案中，所使用的主原料为竹粉，竹粉的来源广泛，竹粉可大规模再生，在降低制备成本的同时，避免了石油等不可再生资源的浪费问题。
第二，本发明提供的制备方法，由原料直接制成产品，无需经过造粒、加热成型步骤，将制备工艺简化，节约人力成本，进而降低了制备成本。
第三，本发明提供的技术方案中，各原料无需经过前处理等复杂步骤，不会造成原料的浪费，加工过程中无污染。
第四，与市售发泡塑料制得的一次性餐具相比，本发明制得的产品，可在 90天内降解，降解时间显著缩短；降解后，可作为植物生长有机肥、食用菌培养剂或者燃料使用，避免了对于环境的污染。
第五，本发明提供的技术方案制得的产品，具有良好的力学性能，可有效满足餐饮领域对于一次性餐具的需求。
综上所述，本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：竹粉、过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、钛酸酯、聚乙烯蜡、多元酸、聚乙烯、高密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯。本发明还提供了一种上述组合物的制备方法，本发明还提供了一种上述组合物或上述制备方法得到的产品在可降解餐具领域的应用。本发明提供的技术方案，制备工艺简单，加工过程中无污染；同时，经测定可得，所制得的产品，可在90天内降解成无害物质，并具有良好的力学性能。本发明提供的一种组合物及其制备方法与在可降解餐具领域的应用，解决了现有技术中，一次性塑料发泡餐具存在着降解困难以及资源浪费的技术缺陷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合物，其特征在于，所述组合物的原料包括：竹粉、过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、钛酸酯、聚乙烯蜡、多元酸、聚乙烯、高密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以质量份计，所述组合物的原料包括：竹粉50～70份、过硫酸盐0.5～1.5份、六偏磷酸盐0.5～1.5份、二元醇0.5～1.5份、二氧化钛0.2～0.8份、碳酸钙2～3份、滑石粉0.05～0.15份、钛酸酯0.05～0.15份、聚乙烯蜡0.5～1.5份、多元酸0.5～1.5份、聚乙烯15～25份、高密度聚乙烯8～16份以及线性低密度聚乙烯1～5份。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述竹粉选自：毛竹竹粉、水竹竹粉、楠竹竹粉以及紫竹竹粉中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述六偏磷酸盐为：六偏磷酸钠和/或六偏磷酸钾。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述过硫酸盐选自：过硫酸铵、过硫酸钾以及过硫酸钠中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述二元醇选自：丙二醇、乙二醇、丁二醇、己二醇以及辛二醇中的任意一种或多种。
7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述多元酸选自：马来酸、丁二酸、丙二酸、己二酸、庚二酸、富马酸、衣康酸、邻苯二甲酸以及十八酸中的任意一种或多种。
8.一种包括权利要求1至7任意一项所述组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
步骤一、竹粉、过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、钛酸酯、聚乙烯蜡以及多元酸混合后，第一次搅拌，得第一产物；
步骤二、所述第一产物与聚乙烯、高密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯混合后，第二次搅拌，得第二产物；
步骤三、所述第二产物熔融后成型，得产品。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述第一次搅拌的转速为800～900r/min，所述第一次搅拌的温度为70～90℃，所述第一次搅拌的时间为20～25min；
步骤二中，所述第二次搅拌的转速为900～1100r/min，所述第二次搅拌的温度为80～130℃，所述第二次搅拌的时间为20～25min；
步骤三中，所述成型的温度为170～185℃。
10.一种包括权利要求1至7任意一项所述的组合物或权利要求8至9任意一项所述的制备方法得到的产品在可降解餐具领域的应用。
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