CN109593292A - 一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料。复合材料的组分包括：聚氯乙烯树脂、聚酰胺树脂、TPVC弹性体、变质淀粉、相容剂、增塑剂、补强剂、降解催化剂和稳定剂。其中，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯；稳定剂为钙锌复合稳定剂；补强剂为炭黑；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、异山梨醇二酯或乙酸三丁酯；光催化剂是纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛和聚乳酸按照2:5:10的质量比混炼而成的复合物。该型复合材料的强度高、韧性好，耐候性能突出；而且具有降解率高，降解速率快的特点。

Description

一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料。
背景技术
聚氯乙烯又叫PVC树脂，是一种非常常见的高分子材料，在我们的日常生活中应用非常广泛，包括塑料管材，产品的塑料外壳，塑料包装袋和其它各类型的塑料生活用品中都有聚氯乙烯材料身影。日常生活中使用的塑料包装袋或塑料薄膜主要有聚氯乙烯材质和聚乙烯(PE)两种，聚氯乙烯由于耐热温度不如聚乙烯，而且在受热之后容易产生有毒有害物质溶出，一般不用做食品包装袋，食品包装袋主要使用聚乙烯树脂。聚氯乙烯树脂的生产成本低于聚乙烯，因此在一些非食用性产品的包装中会用到聚氯乙烯，例如垃圾袋等。
聚氯乙烯生产的垃圾袋价格便宜、结实耐用，密封性好，耐水、耐油，不容易破损；受到用户的广泛欢迎，目前市场上的垃圾袋几乎全部是聚氯乙烯材质的，但是聚乙烯材质生产的垃圾袋也有其自身的缺点，聚氯乙烯的自然降解性差，在环境中不容易降低，大量使用后如果不能得到有效处理，会产生大量的白色污染，给自然界的动物和微生物的生命活动造成影响。而且聚氯乙烯塑料袋或薄膜也不建议进行燃烧处理，因为这会产生大量有毒氯化物，对大气造成污染；因此如何生生产出一种降解性更好的材料代替聚氯乙烯薄膜，成为一个重要的课题。
聚乙烯性能非常优秀，单纯开发新材料对其进行代替几乎不具有经济价值，因此研究机构主要的方向是提高聚氯乙烯复合材料的降解性能，在保证材料强度和耐候性能的基础上，提高聚氯乙烯复合材料的环保特性。
发明专利公开号CN104650506A公开了一种可降解的环保塑料，该型塑料在聚氯乙烯材料中添加了20-45％的聚乳酸材料，利用聚乳酸材料的可降解性能来改善塑料的环保性能，但是聚乳酸材料生产成本高，抗拉强度不足，断裂伸长率较低，与聚氯乙烯复合后，会影响复合材料的强度和韧性；而且聚乳酸材料的自身的降解速率较慢，复合材料的自然降解过程也相对较长。因此该型方案生产的环保塑料的性能并不突出，经济价值也相对较低。
中国发明专利授权公告号CN105566690B公开了一种淀粉基可降解生物塑料及其制备方法；该技术方案在通用塑料原料中引入高疏水性淀粉质材料，使得塑料的降解性能大大提高，但是该技术方案中使用的淀粉质材料仅仅是经过疏水改性的生物淀粉，这种淀粉虽然可以通过微生物快速降解，但是对聚乙烯、聚丙烯等通用塑料的强度和耐候性能影响非常大，利用这种塑料生产的包装袋或薄膜强度很低在使用材质容易被撕裂、破损，用来包装油性、腐蚀性液态材料时容易因材料分解而泄露；高温状态下稳定性差，非常容易老化、粉化失去使用价值，当然也不适合用来作为垃圾袋使用。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料；该型复合材料的强度高、韧性好，耐候性能突出；而且具有降解率高，降解速率快的特点。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，按照质量份数，复合材料的组分包括：聚氯乙烯树脂80-95份，聚酰胺树脂4-7.5份，TPVC弹性体2-5份，变质淀粉50-60份，相容剂6-10份，增塑剂8-15份，补强剂6-10份，降解催化剂3-6份，稳定剂1-4份。
优选地，按照质量份数，复合材料的组分包括：聚氯乙烯树脂88-93份，聚酰胺树脂5.5-6.5份，TPVC弹性体3-4份，变质淀粉54-58份，相容剂7-9份，增塑剂10-13份，补强剂7-9份，降解催化剂4-5份，稳定剂2-3份。
进一步优选地，按照质量份数，复合材料的组分包括：聚氯乙烯树脂90份，聚酰胺树脂6份，TPVC弹性体4份，变质淀粉56份，相容剂8份，增塑剂12份，补强剂8份，降解催化剂4.5份，稳定剂2.5份。
本发明中，变质淀粉的制备方法包括如下步骤：
(1)将高粘淀粉和水按照1:4的质量比混合，在反应釜中以45-65℃的温度搅拌得到淀粉溶液；向淀粉溶液中滴加5wt％的氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至8.7-9.0，以55-70r/min的转速均匀搅拌5-8min；
(2)向反应釜内分别加入占淀粉质量180％的钛白粉，7％的右旋糖酐，12％的褐藻糖胶，2％的十四碳烯基琥珀酸酐和3.5％的偶联剂，搅拌至物料分散均匀后，继续以55-60℃的温度保温反应1.2-1.5h；
(3)向上步骤的反应产物中滴加酸性抑制剂，至PH值为6.5-7，然后加入占反应釜中混合物料质量4.5％的硫酸铝，继续保温搅拌15-20min；
(4)反应结束后，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎；得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉。
其中，步骤(2)中的偶联剂为乙烯基三氯硅烷。
步骤(3)中的酸性抑制剂为水杨酸乙醇溶液，浓度为1mol/L。
优选地，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯；稳定剂为钙锌复合稳定剂；补强剂为炭黑。
优选地，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、异山梨醇二酯或乙酸三丁酯。
优选地，光催化剂是纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛和聚乳酸按照2:5:10的质量比混炼而成的复合物。
本发明提供了一种制备垃圾袋用复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按照质量份数，将聚氯乙烯树脂、聚酰胺树脂、TPVC弹性体和相容剂混合，加入到高速混合机中，以100-115℃的温度，高速混合13-15min，然后将变质淀粉、补强剂和降解催化剂加入到混合料中，以130-145℃的温度继续混炼8-13min，混炼过程中逐步将增塑剂和稳定剂加入，混合均匀后出料；将混合料冷却至50-65℃后加入到双螺杆挤出机中，加热熔融挤出并冷却造粒，得到所需用于生产垃圾袋薄膜的复合材料。
本发明具有如下的有益效果：
该型复合材料中使用了聚氯乙烯作为基材，使用变质淀粉作为填料，变质淀粉是一种新型材料，主要用高粘淀粉和钛白粉经过特殊工艺制备而成；兼具钛白粉的高强性能和淀粉的易分解特性，其中，为了进一步提高该型材料的填充效果，对淀粉基材料采用右旋糖酐和褐藻糖胶进行改性，提高材料组分的界面作用和稳定性，提升与树脂基材的相容性；并利用十四碳烯基琥珀酸酐提升材料的疏水性能，该型填料的还利用水杨酸作为抑制剂，配合硫酸铝的使用进行改性，达到良好抑制膨胀的作用，从而进一步提高填料的热稳定性和耐水性能，起到提高聚氯乙烯复合材料强度和耐候性能的作用。
复合材料中添加了部分聚酰胺树脂和TPVC弹性，对复合材料的弹性和韧性进行补强，从而使得生产的薄膜材料具有更好的强度和耐拉伸性能，提高制备的垃圾袋的承重效果。为了进一步增强变质淀粉填料、功能助剂和树脂材料之间的界面效果，增强分子间的键合力作用，提高复合材料的热稳定性能和耐候性能，本发明还在组分中使用了马来酸酐接枝聚乙烯作为相容剂，这种相容剂在该型复合材料中的使用效果非常优秀；增塑剂、补强剂和稳定剂也可以和相容剂之间产生协同作用，改善组分间的共混效果，提高复合材料的强度和稳定性。
本发明中还使用了一种特殊的降解催化剂来提高复合材料的降解性能，降解催化剂的主要功能物质是纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛，这两种物质均具有良好的光催化效果，通过与聚乳酸共混后，融合到复合材料中，这些物质在复合材料后期使用过程中，在紫外线等光线的作用下，会产生对材料氧化的催化作用；从而加速复合材料的自然降解；这种加速降解的作用仅在材料后期处理过程中，受到光照时才会被激发，在正常使用状态下对材料强度不产生影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，按照质量份数，复合材料的组分包括：聚氯乙烯树脂80份，聚酰胺树脂4份，TPVC弹性体2份，变质淀粉50份，相容剂6份，增塑剂8份，补强剂6份，降解催化剂3份，稳定剂1份。
本实施例中，变质淀粉的制备方法包括如下步骤：
(1)将高粘淀粉和水按照1:4的质量比混合，在反应釜中以45℃的温度搅拌得到淀粉溶液；向淀粉溶液中滴加5wt％的氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至8.7，以55r/min的转速均匀搅拌5min；
(2)向反应釜内分别加入占淀粉质量180％的钛白粉，7％的右旋糖酐，12％的褐藻糖胶，2％的十四碳烯基琥珀酸酐和3.5％的偶联剂，搅拌至物料分散均匀后，继续以55℃的温度保温反应1.2h；
(3)向上步骤的反应产物中滴加酸性抑制剂，至PH值为6.5，然后加入占反应釜中混合物料质量4.5％的硫酸铝，继续保温搅拌15min；
(4)反应结束后，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎；得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉。
其中，步骤(2)中的偶联剂为乙烯基三氯硅烷。
步骤(3)中的酸性抑制剂为水杨酸乙醇溶液，浓度为1mol/L。
组分中，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯；稳定剂为钙锌复合稳定剂；补强剂为炭黑。
增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
光催化剂是纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛和聚乳酸按照2:5:10的质量比混炼而成的复合物。
本实施例中复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按照质量份数，将聚氯乙烯树脂、聚酰胺树脂、TPVC弹性体和相容剂混合，加入到高速混合机中，以100℃的温度，高速混合13min，然后将变质淀粉、补强剂和降解催化剂加入到混合料中，以130℃的温度继续混炼8min，混炼过程中逐步将增塑剂和稳定剂加入，混合均匀后出料；将混合料冷却至50℃后加入到双螺杆挤出机中，加热熔融挤出并冷却造粒，得到所需用于生产垃圾袋薄膜的复合材料。
实施例2
一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，按照质量份数，复合材料的组分包括：聚氯乙烯树脂95份，聚酰胺树脂7.5份，TPVC弹性体5份，变质淀粉60份，相容剂10份，增塑剂15份，补强剂10份，降解催化剂6份，稳定剂4份。
本实施例中，变质淀粉的制备方法包括如下步骤：
(1)将高粘淀粉和水按照1:4的质量比混合，在反应釜中以65℃的温度搅拌得到淀粉溶液；向淀粉溶液中滴加5wt％的氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至9.0，以70r/min的转速均匀搅拌8min；
(2)向反应釜内分别加入占淀粉质量180％的钛白粉，7％的右旋糖酐，12％的褐藻糖胶，2％的十四碳烯基琥珀酸酐和3.5％的偶联剂，搅拌至物料分散均匀后，继续以60℃的温度保温反应1.5h；
(3)向上步骤的反应产物中滴加酸性抑制剂，至PH值为7，然后加入占反应釜中混合物料质量4.5％的硫酸铝，继续保温搅拌20min；
(4)反应结束后，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎；得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉。
其中，步骤(2)中的偶联剂为乙烯基三氯硅烷。
步骤(3)中的酸性抑制剂为水杨酸乙醇溶液，浓度为1mol/L。
组分中，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯；稳定剂为钙锌复合稳定剂；补强剂为炭黑。
增塑剂为异山梨醇二酯。
光催化剂是纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛和聚乳酸按照2:5:10的质量比混炼而成的复合物。
本实施例中复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按照质量份数，将聚氯乙烯树脂、聚酰胺树脂、TPVC弹性体和相容剂混合，加入到高速混合机中，以115℃的温度，高速混合15min，然后将变质淀粉、补强剂和降解催化剂加入到混合料中，以145℃的温度继续混炼13min，混炼过程中逐步将增塑剂和稳定剂加入，混合均匀后出料；将混合料冷却至65℃后加入到双螺杆挤出机中，加热熔融挤出并冷却造粒，得到所需用于生产垃圾袋薄膜的复合材料。
实施例3
一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，按照质量份数，复合材料的组分包括：聚氯乙烯树脂90份，聚酰胺树脂6份，TPVC弹性体4份，变质淀粉56份，相容剂8份，增塑剂12份，补强剂8份，降解催化剂4.5份，稳定剂2.5份。
本实施例中，变质淀粉的制备方法包括如下步骤：
(1)将高粘淀粉和水按照1:4的质量比混合，在反应釜中以55℃的温度搅拌得到淀粉溶液；向淀粉溶液中滴加5wt％的氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至8.8，以60r/min的转速均匀搅拌7min；
(2)向反应釜内分别加入占淀粉质量180％的钛白粉，7％的右旋糖酐，12％的褐藻糖胶，2％的十四碳烯基琥珀酸酐和3.5％的偶联剂，搅拌至物料分散均匀后，继续以57℃的温度保温反应1.4h；
(3)向上步骤的反应产物中滴加酸性抑制剂，至PH值为6.8，然后加入占反应釜中混合物料质量4.5％的硫酸铝，继续保温搅拌18min；
(4)反应结束后，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎；得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉。
其中，步骤(2)中的偶联剂为乙烯基三氯硅烷。
步骤(3)中的酸性抑制剂为水杨酸乙醇溶液，浓度为1mol/L。
组分中，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯；稳定剂为钙锌复合稳定剂；补强剂为炭黑。
增塑剂为乙酸三丁酯。
光催化剂是纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛和聚乳酸按照2:5:10的质量比混炼而成的复合物。
本实施例中复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按照质量份数，将聚氯乙烯树脂、聚酰胺树脂、TPVC弹性体和相容剂混合，加入到高速混合机中，以110℃的温度，高速混合14min，然后将变质淀粉、补强剂和降解催化剂加入到混合料中，以140℃的温度继续混炼10min，混炼过程中逐步将增塑剂和稳定剂加入，混合均匀后出料；将混合料冷却至60℃后加入到双螺杆挤出机中，加热熔融挤出并冷却造粒，得到所需用于生产垃圾袋薄膜的复合材料。
性能测试
1、利用本实施例中的复合材料生产出薄膜材料，测试该型薄膜材料的机械强度和耐热性能等多项指标；同时设置相同规格的聚氯乙烯薄膜作为对照组1；设置与实施例3相比，仅将变质淀粉替换为疏水改性淀粉的复合材料生产的薄膜作为对照组2；设置与实施例3相比，仅不使用降解催化剂的复合材料生产的薄膜作为对照组3；将实施例1-3和对照组1-3中的样本性能进行对比，得到如下测试结果：
表1：本实施例与对照组样本的机械性能和耐候性能测试结果
分析上述实验结果发现，本实施例1-3和对照组3中薄膜的拉强度、断裂伸长率和撕裂强度等性能指标略低于对照组1中普通的聚氯乙烯，但是性能差距均处于10％左右，而对照组的2和对照组1的性能差距大于40％，因此可以看出，本发明的变质淀粉对聚氯乙烯薄膜的机械强度影响较小，但是普通的淀粉则会大大降低聚氯乙烯的机械强度；而热变形温度的指标中，本实施例中的薄膜要高于各对照组的性能，因此可以看出本发明的复合材料对于聚氯乙烯薄膜的热稳定性具有一定的作用。
2、以实验1中的样本为测试样本，检测各组薄膜的降解性能，包括降解周期和自然降解率两项指标；分别测试紫外线照射状态下和土壤中微生物作用下的降解性能；得到如下测试结果：
表2：本实施例与对照组薄膜的降解性能测试结果
分析上述实验结果，对比实施例1-3和对照组2的数据发现，使用常规淀粉组作为填料的，材料的降解周期会略短于实施例中使用变质淀粉的薄膜，可见淀粉材料降解效率确实更好，但是由于使用的组分类似，所用各组样本中最终的自然降解率是类似的相互之间的差距不明显.但是将实施例1-3和对照组3进行对照可以发现，实施例1-3的组分中因为多使用了一种降解催化剂，因此材料在紫外线作用下的降解周期要明显短于对照组3，降解催化剂对光照状态下材料的降解效果具有明显的促进作用。
综上所述，本发明提供的复合材料确实具有强度高、韧性好，耐候性能突出的优点；而且具有降解率高，降解速率快的特点；非常适合作为垃圾袋用薄膜材料的制备。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，其特征在于，按照质量份数，所述复合材料的组分包括：聚氯乙烯树脂80-95份，聚酰胺树脂4-7.5份，TPVC弹性体2-5份，变质淀粉50-60份，相容剂6-10份，增塑剂8-15份，补强剂6-10份，降解催化剂3-6份，稳定剂1-4份。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，其特征在于：按照质量份数，所述复合材料的组分包括：聚氯乙烯树脂88-93份，聚酰胺树脂5.5-6.5份，TPVC弹性体3-4份，变质淀粉54-58份，相容剂7-9份，增塑剂10-13份，补强剂7-9份，降解催化剂4-5份，稳定剂2-3份。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，其特征在于：按照质量份数，所述复合材料的组分包括：聚氯乙烯树脂90份，聚酰胺树脂6份，TPVC弹性体4份，变质淀粉56份，相容剂8份，增塑剂12份，补强剂8份，降解催化剂4.5份，稳定剂2.5份。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，其特征在于：所述变质淀粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将高粘淀粉和水按照1:4的质量比混合，在反应釜中以45-65℃的温度搅拌得到淀粉溶液；向淀粉溶液中滴加5wt%的氢氧化钠溶液，调节淀粉溶液的PH值至8.7-9.0，以55-70r/min的转速均匀搅拌5-8min；
（2）向反应釜内分别加入占淀粉质量180%的钛白粉，7%的右旋糖酐，12%的褐藻糖胶，2%的十四碳烯基琥珀酸酐和3.5%的偶联剂，搅拌至物料分散均匀后，继续以55-60℃的温度保温反应1.2-1.5h；
（3）向上步骤的反应产物中滴加酸性抑制剂，至PH值为6.5-7，然后加入占反应釜中混合物料质量4.5%的硫酸铝，继续保温搅拌15-20min；
（4）反应结束后，将反应釜内的产物洗涤、浓缩、干燥、粉碎；得到的粉末状固形物即为所需的变质淀粉。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，其特征在于：所述步骤（2）中的偶联剂为乙烯基三氯硅烷。
6.根据权利要求4所述的一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，其特征在于：所述步骤（3）中的酸性抑制剂为水杨酸乙醇溶液，浓度为1mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯；稳定剂为钙锌复合稳定剂；补强剂为炭黑。
8.根据权利要求1所述的一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，其特征在于： 所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、异山梨醇二酯或乙酸三丁酯。
9.根据权利要求1所述的一种垃圾袋用高强度易降解的复合材料，其特征在于：所述光催化剂是纳米氧化锌、锐钛矿二氧化钛和聚乳酸按照2:5:10的质量比混炼而成的复合物。
10.一种制备权利要求1-9任意一项所述的垃圾袋用复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照质量份数，将聚氯乙烯树脂、聚酰胺树脂、TPVC弹性体和相容剂混合，加入到高速混合机中，以100-115℃的温度，高速混合13-15min，然后将变质淀粉、补强剂和降解催化剂加入到混合料中，以130-145℃的温度继续混炼8-13min，混炼过程中逐步将增塑剂和稳定剂加入，混合均匀后出料；将混合料冷却至50-65℃后加入到双螺杆挤出机中，加热熔融挤出并冷却造粒，得到所需用于生产垃圾袋薄膜的复合材料。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112608568A (zh) * 2020-12-14 2021-04-06 宁波保税区君一汽配科技有限公司 一种可降解塑料及其制备方法
CN113583303A (zh) * 2021-07-28 2021-11-02 浙江晟祺实业有限公司 一种易降解包装材料及其制备方法
CN113754994A (zh) * 2021-09-14 2021-12-07 浙江晟祺实业有限公司 一种可降解材料及其制备方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112608568A (zh) * 2020-12-14 2021-04-06 宁波保税区君一汽配科技有限公司 一种可降解塑料及其制备方法
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