CN109776880A - 一种可生物降解的淀粉基母粒的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种可生物降解的淀粉基母料的生产方法，包括如下步骤：(1)将淀粉与醋酸乙烯‑乙烯共聚乳液(VAE)在40‑‑70℃下混合搅拌，VAE乳液的质量为淀粉质量的30‑‑70％；(2)冷却步骤1的材料至室温后破碎成粉状；(3)将步骤2的材料与粉状碳酸钙混合，碳酸钙的质量为步骤1中淀粉质量的1‑7倍；(4)将步骤(3)中的材料通过螺杆机挤出造粒。通过本发明生产的淀粉基塑料母料，也可与其他可生物降解塑料母料混合使用，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及可生物降解材料领域，尤其涉及一种可生物降解的淀粉基母粒的生产方法。
背景技术
随着塑料工业技术的迅速发展，日益增多的塑料制品给环境带来了近乎毁灭的灾难；大量的塑料垃圾被遗弃在社会环境中，所制造的“白色污染”已经成为当前各国最棘手的问题。但从消费终端治理“白色污染”收效甚微，要从根本上解决废塑料的环境污染问题，就应该用能降解、易降解的塑料制品代替现形的塑料制品。
淀粉作为一种再生资源，经一定工艺改性后，可具有良好的塑性，从而被用作石油基塑料的良好替代品。但是，就现有技术来说，淀粉基塑料技术还尚未成熟。主要原因有，由于淀粉为多羟基天然高分子，淀粉分子间存在很强的氢键作用，作为生物质材料的淀粉，具有防水性能差、易产生老化、不具备熔融加工性等缺点使淀粉在实际生产和应用中受到了很大限制。另外，有些配方和工艺相当复杂、生产成本过高，根本没有办法在实际生产中得到很好的利用，真正具有市场意义的成熟产品很少。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种具备良好塑性的、并且低成本的淀粉基塑料母粒的生产法。本发明是通过如下方案实现的：
一种可生物降解的淀粉基母料的生产方法，包括如下步骤：
(1)将淀粉与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)在40-70℃下混合搅拌，VAE乳液的质量为淀粉质量的30--70％；
(2)冷却步骤1的材料至室温后破碎成粉状；
(3)将步骤2的材料与粉状碳酸钙混合，碳酸钙的质量为步骤1中淀粉质量的1-7倍；
(4)将步骤(3)中的材料通过螺杆机挤出造粒。
优选的，其中步骤(1)中还加入10-40％淀粉质量的塑化剂。
优选的，其中搅拌温度为50-65℃。
优选的，其中塑化剂为甘油。
优选的，其中搅拌温度为50-65℃.
优选的，其中步骤(1)中还加入0.1-1％淀粉质量的稳定剂。
优选的，其中稳定剂为硬脂酸。
优选的，其中步骤(1)还加入0.1-1％淀粉质量的消泡剂。
优选的，其中消泡剂为2-甲基硅油。
优选项的理由为：
淀粉跟VAE乳液混合后，加热搅拌，在50-65℃的环境中，淀粉跟VAE乳液交换官能团的效果最为显著。
VAE乳液的质量约为淀粉质量的40-60％范围内，能最大量的节约成本的前提下，达到的塑化效果最好。过多成本增加，甚至VAE有残留，过少淀粉塑化不到位，吹膜时发现颗粒较多。
硬脂酸在这个过程中，主要的作用就是起到一个内润滑的作用，使各种成分能够均匀的分散。
PE蜡也是起到一中润滑作用，这种作用主要是料跟螺杆之间的润滑，减少2者之间的摩擦，一是为了减少摩擦生热，导致螺杆机内部温度过高，二是使螺杆的能够达到一个更好的剪切效果。
硬脂酸跟PE蜡，添加量过多增加成本，过少起到的润滑效果比较差，这跟据出料的颜色的均匀度以及颗粒表面的润滑度就能有判断。
甘油一个目的是能够一定程度上增塑淀粉，二是能够增加硬脂酸的分散效果，添加量过多会导致成分析出，过少则达不到硬脂酸在混合时均匀分散的效果。
本发明的有益效果为：
通过本发明生产的淀粉基塑料母粒，为生物降解材料；
通过本发明生产的淀粉基塑料母粒，不同于其他淀粉基生物塑料，生产成本极低；
通过本发明生产的淀粉基塑料母料，可与PE等塑料母料混合使用，
降低成本；
通过本发明生产的淀粉基塑料母料，也可与其他可生物降解塑料母料混合使用，降低成本。
具体实施方式
最佳实施方式
实施例1
将重量份为100份的玉米淀粉、50份的VAE707乳液、30份的甘油放于搅拌釜中、在55℃下混合搅拌，在搅拌中材料的黏度会逐渐变大，当达到一定搅拌阻力时，停止搅拌并将材料冷却至室温，材料凝结为固体状；室温下用破碎器将固体状的材料破碎成粉末状；再将400份3000目的碳酸钙、0.1份的硬脂酸、0.1份的2-甲基硅油、3.5份的聚乙烯蜡与前述粉末材料混合均匀，然后放入入单螺杆挤出机挤出造粒，其中挤出机各区温度依次为：92℃、95℃、120℃、120℃、135℃、135℃、125℃、125℃，得到可生物降解的淀粉基母料。
实施例2
实施例1的其他条件不变，搅拌时搅拌釜的温度取20℃、30℃、35℃、40℃、50℃、65℃、70℃、75℃、80℃，也可分别得到可生物降解的淀粉基母料；但温度较低时，反应很慢，搅拌中出现的黏结现象所需时间较长；随温度升高，出现的黏结现象所需时间会逐渐变小。20℃下，搅拌30分钟没有出现粘结现象；28℃，搅拌30分钟开始出现粘结现象，但较轻微；30℃，约25分钟内，继续搅拌，黏结程度变大；40℃，约18分钟出现黏结；50℃，约10分钟；65℃，约5分钟；70℃，2分钟；75℃和80℃，在搅拌的同时即会出现黏结现象。经试验，再考虑到搅拌均匀性，搅拌温度在50--65℃之间时，搅拌效果明显要好。
实施例3
实施例1的其他条件不变，VAE707乳液的份数为30份、40份、50份、60份、70份，可分别得到可生物降解的淀粉基母料。
实施例4
实施例1的其他条件不变，碳酸钙粉的份数为100份、200份、300份、400份、500份、600份、700份，可分别得到可生物降解的淀粉基母料。
实施例5
实施例1的其他条件不变，甘油的份数为10份、20份、30份、40份，可分别得到可生物降解的淀粉基母料。
实施例6
实施例1的其他条件不变，硬脂酸的份数取0.01份、0.05份、0.1份、0.5份、1份，可分别得到可生物降解的淀粉基母料。
实施例7
实施例1的其他条件不变，2-甲基硅油的份数为0.01份、0.05份、0.1份、0.5份、1份，可分别得到可生物降解的淀粉基母料。
实施例8
实施例1的其他条件不变，聚乙烯蜡的份数为1份、2份、5份、8份、10份，可分别得到可生物降解的淀粉基母料。
实施例9
将300份实施例1得到的母粒干燥，使其含水量小于3％，投入吹膜机中可直接吹膜，吹膜温度为165℃。
实施例10
将300份实施例1得到的母粒干燥，使其含水量小于3％，与200份的PBAT料投入吹膜机中可直接吹膜，吹膜温度为165℃。
实施例11
将100份实施例1得到的母粒干燥，使其含水量小于3％，与100份的PE料投入吹膜机中可直接吹膜，吹膜温度为165℃。
Claims (8)
1.一种可生物降解的淀粉基母料的生产方法，包括如下步骤：
(1)将淀粉与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)在40--70℃下混合搅拌，VAE乳液的质量为淀粉质量的30--70％；
(2)冷却步骤1的材料至室温后破碎成粉状；
(3)将步骤2的材料与粉状碳酸钙混合，碳酸钙的质量为步骤1中淀粉质量的1-7倍；
(4)将步骤(3)中的材料通过螺杆机挤出造粒。
2.根据权利要求1所述的可生物降解的淀粉基母料的生产方法，其中步骤(1)中还加入10-40％淀粉质量的塑化剂。
3.根据权利要求2所述的可生物降解的淀粉基母料的生产方法，其中塑化剂为甘油。
4.根据权利要求1所述的可生物降解的淀粉基母料的生产方法，其中搅拌时温度为50-65℃.
5.根据权利要求1所述的可生物降解的淀粉基母料的生产方法，其中步骤(3)中还加入0.1-1％淀粉质量的稳定剂。
6.根据权利要求5所述的可生物降解的淀粉基母料的生产方法，其中稳定剂为硬脂酸。
7.根据权利要求1所述的可生物降解的淀粉基母料的生产方法，其中步骤(3)还加入0.1-1％淀粉质量的消泡剂。
8.根据权利要求7所述的可生物降解的淀粉基母料的生产方法，其中消泡剂为2-甲基硅油。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1563162A (zh) * | 2004-03-29 | 2005-01-12 | 郭志伟 | 淀粉基生物可降解软包装材料及其制备方法 |
| CN102634071A (zh) * | 2011-07-13 | 2012-08-15 | 黄克良 | 一种植物淀粉基模塑料及其制备方法 |
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2019
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Patent Citations (2)
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