CN110845767A - 一种淀粉塑料组合物及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种淀粉塑料组合物，其包括按重量份数计的如下组分：改性淀粉母粒：40~60份；6C线性低密度聚乙烯：15~30份；8C低密度高压聚乙烯：2~15份；茂金属聚乙烯：15~20份。本发明的优点在于：生物基含量大幅提升，制品应用端满足使用要求，并符合欧盟生物碳含量星级认证的市场准入标准，其中改性母粒达到欧盟生物碳含量二星级认证，相关制品达到欧盟生物碳含量一星级认证。

Description

一种淀粉塑料组合物及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，更具体的说是涉及一种淀粉塑料组合物及其制备方法和用途。
背景技术
塑料自十九世纪问世以来，发展迅猛，目前已经成为应用最广泛的材料，2015年1~12月中国塑料制品产量已经高达7560.82万吨。塑料工业的迅猛发展和产品数量的大幅度增加已带来一些严重的问题：一是传统塑料的使用造成温室效应，严重危害地球生态环境；二是现行塑料制品的原料是不可再生资源——石油，而2018年中国石油对外依存度已高达69.8%，且还将继续上升。因而寻找新的对环境友好塑料原料，发展非石油基塑料迫在眉睫，中国是农林大国，发展生物质塑料具备先天优势。
70年代以来，欧美和日本等国科学家提出了降解塑料概念，近30年来开发了一系列降解塑料产品，其中淀粉基塑料约占2/3。淀粉基塑料是生物基塑料研究的重要方面。淀粉分子式为(C6H10O5)n，广泛存在于谷类(如稻米、小麦、玉米)、薯类(如马铃薯、木薯、甘薯)等植物的种子、根、茎组织中，取之不尽，用之不竭，且价格低、再生周期短，其碳源来自于现有自然大气环境，是代替石油等资源的发展方向，对有效降低温室气体排放，利于全球环境与生态发展具有重要意义。
然而，现用的淀粉塑料少有非粮如木薯等淀粉，特别是用于制备各种塑料膜袋制品的生产工艺，使用生产厂家已规模化生产的淀粉母粒制备塑料膜袋的添加量一般不能超过45％，否则得到的塑料制品性能会严重衰减，更达不到绿色生物基快递袋对透光率小于等于5%的要求。
考虑到淀粉母粒的使用能够调节淀粉塑料的各项性能，适应不同制品的要求，并且淀粉母粒的成本相对较低，如何能够在原料配方中提升淀粉母粒的含量并且避免塑料性能的衰减，一直是现工艺中的难点。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种淀粉塑料组合物及其制备方法和用途。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种淀粉塑料组合物，其包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0002358729700000021
作为优选方案，所述线性低密度聚乙烯为6C聚乙烯、低密度高压聚乙烯为8C聚乙烯。
作为优选方案，所述改性淀粉母粒的制备方法为：
将变性淀粉、非粮淀粉、辅料投入高混机中，控制料温至40-50℃，10-15分钟后，得到高混料；
将所述高混料放入冷混机中，与线性低密度聚乙烯、低密度高压聚乙烯和SEBS树脂进行冷混10分钟，得到冷混料；
将所述冷混料投入双螺杆挤出机中，控制1~12区的温度分别为80℃、100℃、120℃、120℃、130℃、150℃、150℃、155℃、155℃、150℃、150℃和145℃，经双螺杆剪切、输送、抽真空，挤出拉条、风冷、干燥、切粒和最终干燥等工艺，得到改性淀粉母粒。
作为优选方案，所述辅料包括EAA、POE、聚乙烯蜡、硬脂酸单干酯和生物质甘油中的至少一种或几种。
作为优选方案，所述变性淀粉与非粮淀粉、6C线性低密度聚乙烯、8C低密度高压聚乙烯和SEBS树脂的重量比为5：2：1：1。
一种如前述的淀粉塑料组合物的制备方法，其包括如下步骤：
将改性淀粉母粒、6C线性低密度聚乙烯、8C低密度高压聚乙烯、茂金属聚乙烯混匀后，进行挤出吹塑，得到所述淀粉塑料组合物。
作为优选方案，所述改性淀粉母粒、6C线性低密度聚乙烯、8C低密度高压聚乙烯和茂金属聚乙烯的重量比为5：2.2：1：1.8。
一种如前述的淀粉塑料组合物在绿色生物基快递包装材料中的用途。
一种如权利要求1所述的淀粉塑料组合物在绿色生物基快递包装材料中的用途，其透光率≤5%。
本发明的优点在于：
1、生物基含量大幅提升，制品应用端满足使用要求，并符合生物碳含量与星级认证的市场准入标准，其中改性母粒达到欧盟生物碳含量二星级认证，相关制品达到欧盟生物碳含量一星级认证；
2、吹塑加工窗口大幅放宽，可以在单层、双层和三层吹塑设备和流延设备上制备生物基快递袋、垃圾袋、背心袋、连卷袋等膜袋类产品；
3、相关产品的拉伸、断裂、撕裂、穿刺、热合、透光率等性能指标大幅提升，其中部分指标超过国家现行产品标准的20%以上；
4、非粮淀粉选用非粮木薯、马铃薯类淀粉，原料可再生来源广泛，制备产品使用废弃后，作为生物质能源焚烧发电，燃烧充分大幅减量烟密度、烟毒性的排放，有效提升垃圾废弃物资源化利用，对温室气体减排具有重大贡献意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明中所选用的变性淀粉为金玉米TPS-A3，非粮淀粉为木薯淀粉/马铃薯淀粉，6C线性低密度聚乙烯为北欧化工FB2310或飞利浦TR131。
实施例1
本实施例涉及一种改性淀粉母粒的制备方法，具体包括如下步骤：
将变性淀粉、非粮淀粉、辅料投入高混机中，控制料温至40-50℃，10-15分钟后，得到高混料；
将所述高混料放入冷混机中，与6C线性低密度聚乙烯、8C低密度高压聚乙烯和SEBS树脂进行冷混10分钟，得到冷混料；
将所述冷混料投入双螺杆挤出机中，控制1~12区的温度分别为80℃、100℃、120℃、120℃、130℃、150℃、150℃、155℃、155℃、150℃、150℃和145℃，经双螺杆剪切、输送、抽真空，挤出拉条、风冷、干燥、切粒和最终干燥等工艺，得到改性淀粉母粒。
其中，辅料包括EAA、POE、聚乙烯蜡、硬脂酸单甘酯和甘油中的至少一种或几种；
其中，所述变性淀粉与非粮淀粉、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和SEBS树脂的重量比为5：2：1：1。
实施例2
本实施例涉及一种淀粉塑料终端制品的制备方法，具体包括如下步骤：
将40kg改性淀粉母粒、30kg6C线性低密度聚乙烯、15kg8C低密度高压聚乙烯和15kg茂金属聚乙烯树脂混匀后，进行吹塑、制袋，得到所述淀粉塑料终端制品。
实施例3
本实施例涉及一种淀粉塑料终端制品的制备方法，具体包括如下步骤：
将50kg改性淀粉母粒、22kg6C线性低密度聚乙烯、10kg8C低密度高压聚乙烯和18kg茂金属聚乙烯树脂混匀后，进行吹塑、制袋，得到所述淀粉塑料终端制品。
实施例4
本实施例涉及一种淀粉塑料终端制品的制备方法，具体包括如下步骤：
将60kg改性淀粉母粒、15kg6C线性低密度聚乙烯、5kg8C低密度高压聚乙烯和20kg茂金属聚乙烯树脂混匀后，进行吹塑、制袋，得到所述淀粉塑料终端制品。
实施例5
本实施例涉及一种三层共挤吹塑淀粉塑料终端制品的制备方法，具体包括如下步骤：
1、将50kg改性淀粉母粒、17kg6C线性低密度聚乙烯、5kg8C低密度高压聚乙烯、10kg白色母和18kg茂金属聚乙烯树脂混匀后，用于三层共挤吹塑的外层。
2、将50kg改性淀粉母粒、20kg6C线性低密度聚乙烯、2kg8C低密度高压聚乙烯、10kg白色母和18kg茂金属聚乙烯树脂混匀后，用于三层共挤吹塑的中层。
3、将52kg改性淀粉母粒、20kg6C线性低密度聚乙烯、5kg8C低密度高压聚乙烯、5kg黑色母和18kg茂金属聚乙烯树脂混匀后，用于三层共挤吹塑的内层。
将以上三层进行共挤吹塑、制袋，得到所述淀粉塑料膜袋透光率≤5%的终端制品。
对比例1
本对比例与实施例2的区别仅在于，以普通原淀粉代替了改性淀粉母粒以及6C、8C聚乙烯和茂金属聚乙烯的配比。
表1实施例2～5以及对比例1(膜袋厚度0.04mm)
Figure RE-GDA0002358729700000041
Figure RE-GDA0002358729700000051
对本发明中实施例2～5和对比例1得到的淀粉塑料终端制品的力学性能和透光率、 热合强度进行检测，结果如表1所示，利用改性淀粉母粒及其相应聚乙烯配比制备的淀 粉塑料终端制品的力学性能和热合强度普遍强于利用普通原淀粉制备的淀粉塑料终端 制品，实施例5得到的淀粉塑料膜袋的透光率不超过5％。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种淀粉塑料组合物，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：
改性淀粉母粒： 40~60份；
线性低密度聚乙烯： 15~30份；
低密度高压聚乙烯： 2~15份；
茂金属聚乙烯： 15~20份。
2.如权利要求1所述的淀粉塑料组合物，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯为6C聚乙烯、低密度高压聚乙烯为8C聚乙烯。
3.如权利要求1所述的淀粉塑料组合物，其特征在于，所述改性淀粉母粒的制备方法为：
将变性淀粉、非粮淀粉、辅料投入高混机中，控制料温至40-50℃，10-15分钟后，得到高混料；
将所述高混料放入冷混机中，与线性低密度聚乙烯、低密度高压聚乙烯和SEBS树脂进行冷混10分钟，得到冷混料；
将所述冷混料投入双螺杆挤出机中，控制1~12区的温度分别为80℃、100℃、120℃、120℃、130℃、150℃、150℃、155℃、155℃、150℃、150℃和145℃，经双螺杆剪切、输送、抽真空，挤出拉条、风冷、干燥、切粒和最终干燥等工艺，得到改性淀粉母粒。
4.如权利要求3所述的淀粉塑料组合物，其特征在于，所述辅料包括EAA、POE、聚乙烯蜡、硬脂酸单干酯和生物质甘油中的至少一种或几种。
5.如权利要求3所述的淀粉塑料组合物，其特征在于，所述变性淀粉与非粮淀粉、6C线性低密度聚乙烯、8C低密度高压聚乙烯和SEBS树脂的重量比为5：2：1：1。
6.一种如权利要求1所述的淀粉塑料组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将改性淀粉母粒、6C线性低密度聚乙烯、8C低密度高压聚乙烯、茂金属聚乙烯混匀后，进行挤出吹塑，得到所述淀粉塑料组合物。
7.如权利要求1所述的淀粉塑料组合物，其特征在于，所述改性淀粉母粒、6C线性低密度聚乙烯、8C低密度高压聚乙烯和茂金属聚乙烯的重量比为5：2.2：1：1.8。
8.一种如权利要求1所述的淀粉塑料组合物在绿色生物基快递包装材料中的用途。
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