CN111847981A - 一种新型可降解环保包装材料及其制备方法 - Google Patents

一种新型可降解环保包装材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型可降解环保包装材料及其制备方法，涉及高分子材料改性和优化生产工艺领域。本发明由以下重量百分比的组分制备而成：主料60%‑‑75%；聚乙烯16%‑‑26%；聚丙烯4%‑‑5%；增韧剂3%‑‑5%；偶联剂0.8%‑‑1.5%；润滑剂1%‑‑2%；抗氧剂0.2%‑‑0.5%。本发明通过在生产过程中没有废气、废水、废渣的产生，环保、安全、可持续发展，有效降低企业的废料处理成本，减少环境污染，节约自然矿产资源，且本发明的新工艺有效降低生产成本，提高效率，节约能源，本发明的材料再生及回收利用方便，对环境无害，高性能，可降解，满足多行业的包装要求。

Description

一种新型可降解环保包装材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料改性和优化生产工艺领域，特别是涉及一种新型可降解环保包装材料及其制备方法。
背景技术
传统的具有高污染的瓦楞纸包装行业和以聚丙烯为主要原料的中空板 包装材料行业，其高能耗难回收处理及再利用，基于此我们提出了一种新 型可降解环保包装材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型可降解环保包装材料及其制备方法，以解决了现有的问题：传统的具有高污染的瓦楞纸包装行业和以聚丙烯为主要原料的中空板包装材料行业，其高能耗难回收处理及再利用。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种新型可降解环保包装材料，由以下重量百分比的组分制备而成：主料60%--75%；聚乙烯16%--26%；聚丙烯4%--5%；增韧剂3%--5%；偶联剂0.8%--1.5%；润滑剂1%--2%；抗氧剂0.2%--0.5%。
优选的，所述主料至少包括碳酸钙、滑石粉、硅藻土中的一种。
优选的，所述聚乙烯为高密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯或高密度聚乙烯与线型低密度聚乙烯的组合。
优选的，所述聚丙烯为等规聚丙烯，且熔体指数小于5.0。
优选的，所述增韧剂为POE或POE与增溶剂EAA的组合。
优选的，所述偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂或螯合型钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂的组合。
优选的，所述润滑剂为高密度聚乙烯蜡或高密度氧化聚乙烯蜡。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010或为抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比1:2的组合。
优选的，所述碳酸钙为超细碳酸钙，其粒径为800至3000目，所述滑石粉为超细滑石粉，其粒径为1250目至2000目，所述硅藻土粉为超细硅藻土粉，其粒径为600目至800目。
一种新型可降解环保包装材料的制备方法，用于上述的一种新型可降解环保包装材料，步骤如下：
步骤1.按照重量比例称取各原料一同加入高速混合机中，混合10至15分钟；
步骤2.将步骤一所得的混合物料送入双螺杆挤出机造粒，且第一区造粒温度设置为185度，其他各区设置为190度至200度；
步骤3.将所造粒子送入单螺杆挤出机挤出，经定型模具定型，然后进行牵引、裁切，最后进行制箱。
进一步，将步骤2与步骤3合并,且省略“将所造粒子送入单螺杆挤出机挤出”,形成步骤2.1，具体如下：
步骤2.1.将步骤1所得均匀混合料加入双螺杆挤出机挤出，挤出的熔融状态混合物料经定型模具定型，然后进行牵引、裁切，最后进行制箱。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的一种新型可降解环保包装材料具有可降解、易处理的有益效果：本产品用后可以经过塑胶制品回收途径，收集后加予粉碎、挤压制粒成PE塑胶加工的良好添加料；使用后被当作垃圾处理时送到焚化炉燃烧，因其中含有大量碳酸钙超细粉及少量的无毒树脂，只有无毒树脂可以燃烧，当树脂燃烧时，碳酸钙粉会粉化而促进树脂与空气的接触，加速树脂可以完全燃烧，因此在燃烧中不会因缺氧闷烧而产生黑烟，无毒树脂燃烧后没有毒性废气，二氧化碳的排出量很少，可以减缓地球的暖化，如使用后被抛弃于室外，在阳光的照射下几个月就会自动脆化(放在室内没有阳光中的紫外线破坏，树脂是不会脆化的)。
2、本发明的一种新型可降解环保包装材料的制备方法具有保护水资源与节能的有益效果：本发明的制造方法完全不须用水洗涤，也不需要强酸、强碱与漂白剂，因此没有废水排放的问题，不污染水资源，且于制程上对于能源的耗用量上较传统瓦楞纸低，有助改善因二氧化碳(CO2)所造成的全球暖化等问题。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所 获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
按照重量份数比准备如下原材料：
碳酸钙65%
聚乙烯22%
聚丙烯5%
增韧剂5%
偶联剂1%
润滑剂1.8%
抗氧剂0.2%
在此，本实施例中的碳酸钙作为主料。
在此，所述超细碳酸钙粉为800目重质碳酸钙粉，水分≤0.3%。
且，所述聚乙烯为包括17%的高密度聚乙烯与5%的线型低密度聚乙烯的组合。
且所述聚丙烯为一种等规聚丙烯，熔体指数小于5.0。
且，所述增韧剂为POE8150。
且，所述偶联剂选用螯合型钛酸酯偶联剂。
且，所述润滑剂选用高密度聚乙烯蜡。
且，所述抗氧剂为抗氧剂1010，或抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比1:2组合使用。
且，所述聚乙烯、聚丙烯、增韧剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂均为粒径小于100目的粉状原料，为实现物料混合物充分的混合均匀，所有品种物料均需粉状物料，如个别原料是颗粒状，可以选用有机高分子材料的超低温粉碎机进行粉碎。
其制备方法如下：
步骤（1）：按要求称取的各原料一同加入高速混合机中，混合10至15分钟，根混合物料的总重量和高速混合机的容积大小而定混合机的转速，在保证物料上下翻滚并高速流动，且不粘高速混合机内壁，也不飞溢的前提下，采用高速混合；
步骤（2）：将步骤（1）所得混合物料送入双螺杆挤出机造粒，造粒温度第一区设185度，其他各区设200度；
步骤（3）：将步骤（2）所造粒子送入单螺杆挤出机挤出，经定型模具定型，牵引、裁切，制箱。
在此，随机收集部分新材料条带不进入切粒机，且将所制新型中空包装板原料条带进行性能测试。
实施例二：
按照重量份数比准备如下原材料：
碳酸钙+滑石粉65%
聚乙烯22%
聚丙烯5%
增韧剂5%
偶联剂1%
润滑剂1.8%
抗氧剂0.2%
在此，本实施例中的碳酸钙和滑石粉的组合作为主料。
在此，所述超细碳酸钙粉为1500目重质碳酸钙粉，滑石粉为1250目，水分均≤0.3%，碳酸钙和滑石粉的质量比为4:1。
在此，所述聚乙烯为包括17%的高密度聚乙烯与5%的线型低密度聚乙烯的组合。
在此，所述聚丙烯为一种等规聚丙烯，熔体指数小于5.0。
在此，所述增韧剂为POE8150。
在此，所述偶联剂选用螯合型钛酸酯偶联剂。
在此，所述润滑剂选用高密度聚乙烯蜡。
在此，所述抗氧剂为抗氧剂1010，或抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比1:2组合使用。
在此，所述聚乙烯、聚丙烯、增韧剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂均为粒径小于100目的粉状原料，为实现物料混合物充分的混合均匀，所有品种物料均需粉状物料，如个别原料是颗粒状，可以选用有机高分子材料的超低温粉碎机进行粉碎。
其制备方法如下：
步骤（1）：按要求称取的各原料一同加入高速混合机中，混合10至15分钟，根混合物料的总重量和高速混合机的容积大小而定混合机的转速，在保证物料上下翻滚并高速流动，且不粘高速混合机内壁，也不飞溢的前提下，采用高速混合；
步骤（2）：将步骤（1）所得混合物料送入双螺杆挤出机造粒，造粒温度第一区设185度，其他各区设200度；
步骤（3）：将步骤（2）所造粒子送入单螺杆挤出机挤出，经定型模具定型，牵引、裁切，制箱。
在此，随机收集部分新材料条带不进入切粒机，将所制新型中空包装板原料条带进行性能测试。
实施例三：
按照重量份数比准备如下原材料
碳酸钙+硅藻土65%
聚乙烯22%
聚丙烯5%
增韧剂5%
偶联剂1.2%
润滑剂1.5%
抗氧剂0.3%
在此，本实施例中的碳酸钙和硅藻土的组合作为主料。
在此，所述超细碳酸钙粉为1500目重质碳酸钙粉，硅藻土粉600目，水分均≤0.3%，碳酸钙和硅藻土粉的质量比为4:1。
在此，所述22%的聚乙烯中为包括17%的高密度聚乙烯与5%的线型低密度聚乙烯的组合。
在此，所述聚丙烯为一种等规聚丙烯，熔体指数小于5.0。
在此，所述增韧剂为POE8150。
在此，所述偶联剂选用螯合型钛酸酯偶联剂。
在此，所述润滑剂选用氧化聚乙烯蜡。
在此，所述抗氧剂为抗氧剂1010，或抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比1:2组合使用。
在此，所述聚乙烯、聚丙烯、增韧剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂均为粒径小于100目的粉状原料，为实现物料混合物充分的混合均匀，所有品种物料均需粉状物料，如个别原料是颗粒状，可以选用有机高分子材料的超低温粉碎机进行粉碎。
制备步骤如下：
步骤（1）：按要求称取的各原料一同加入高速混合机中，混合10至15分钟，根混合物料的总重量和高速混合机的容积大小而定混合机的转速，在保证物料上下翻滚并高速流动，且不粘高速混合机内壁，也不飞溢的前提下，采用高速混合；
步骤（2）：将步骤（1）所得混合物料送入双螺杆挤出机造粒，造粒温度第一区设185度，其他各区设200度；
步骤（3）：将步骤（2）所造粒子送入单螺杆挤出机挤出，经定型模具定型，牵引、裁切，制箱。
且，随机收集部分新材料条带不进入切粒机，将所制新型中空包装板原料条带进行性能测试。
实施例四
按照重量份数比准备如下原材料
碳酸钙60%
聚乙烯26%
聚丙烯5%
增韧剂5%
偶联剂1.8%
润滑剂2%
抗氧剂0.2%
在此，碳酸钙作为主料。
在此，所述超细碳酸钙粉为2500目重质碳酸钙，水分≤0.3%。
在此，所述26%聚乙烯为包括21%的高密度聚乙烯与5%的线型低密度聚乙烯的组合。
在此，所述聚丙烯为一种等规聚丙烯，熔体指数小于5.0。
在此，所述增韧剂为POE8150。
在此，所述偶联剂选用螯合型钛酸酯偶联剂。
在此，所述润滑剂选用高密度聚乙烯蜡。
在此，所述抗氧剂为抗氧剂1010，或抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比1:1组合使用。
在此，所述聚乙烯、聚丙烯、增韧剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂均为粒径小于100目的粉状原料，为实现物料混合物充分的混合均匀，所有品种物料均需粉状物料，如个别原料是颗粒状，可以选用有机高分子材料的超低温粉碎机进行粉碎。
制备步骤如下：
步骤（1）：按要求称取的各原料一同加入高速混合机中，混合10至15分钟，根混合物料的总重量和高速混合机的容积大小而定混合机的转速，在保证物料上下翻滚并高速流动，且不粘高速混合机内壁，也不飞溢的前提下，采用高速混合；
步骤（2）：将步骤（1）所得混合物料送入双螺杆挤出机造粒，造粒温度第一区设185度，其他各区设200度；
步骤（3）：将步骤（2）所造粒子送入单螺杆挤出机挤出，经定型模具定型，牵引、裁切，制箱。
且，随机收集部分新材料条带不进入切粒机，将所制新型中空包装板原料条带进行性能测试。
实施例五
所有原料属性、比例均与实施例4相同，步骤（1）不变，按要求称取的各原料一同加入高速混合机中，混合10至15分钟，根混合物料的总重量和高速混合机的容积大小而定混合机的转速，在保证物料上下翻滚并高速流动，且不粘高速混合机内壁，也不飞溢的前提下，采用高速混合；
且，合并步骤（2）、（3），将步骤（1）所得混合物料送入双螺杆挤出机，然后，直接经定型模具定型，牵引、裁切，制中空包装板。制板温度第一区设185度，其他各区设200度。
且，将所制新型中空包装板进行性能测试。
以上，各实施例中得到的新型中空包装板进行性能测试表如下：
实施例一 实施例二 实施例三 实施例四 实施例五
拉伸强度（MPa） 18.7 19.3 19.5 23.4 23.4
断裂伸长率（%） 255 246 248 265 268
在此，比较实施例四和实施例五，从性能参数上看没什么明显差别，但是由于生产工艺的改变，从最初的原料，到新型包装成品，总能耗例五比例四节约50%，总成本节约25%,步骤（2）和（3）合并后，一步出成品，生产效率提高了80%。
在此，本发明的新型包装材料的成本比同类产品低10%至20%，在阳光照射下可以降解，埋在地下同样可以降解，降解后为碳酸钙粉末。
且，主要原料是碳酸钙超细粉和有机高分子材料。前者主要来源于方解石、大理石、石灰石等矿石，而这些矿石在我国存储极为丰富。
本发明的新型包装材料具有很大的环保意义，因为该材料是以大量的无机矿粉完全溶入少量的高分子无毒性树脂，制程安全环保，使用后即可自行脆化回归大地，而经过回收的包装箱若通过焚化炉焚烧，少量的无毒无害树脂经焚烧后，不会产生黑烟或毒气，而余下大量的无机矿粉亦可回归大地、回归自然，更加环保，有力助力可持续发展。
本发明的新型环保包装材料生产过程没有废气、废水、废渣的产生，更加环保，且可以使用工业生产的部分废弃物料作为填充料，实现再利用，降低企业的废料处理成本，减少环境污染，节约自然矿产资源；且本发明的新工艺有效降低生产成本，提高效率，节约能源，且本材料再生及回收利用方便，对环境无害，高性能，可降解，满足多行业的包装要求。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制落。

Claims (11)

1.一种新型可降解环保包装材料，其特征在于：由以下重量百分比的组分制备而成：主料60%--75%；聚乙烯16%--26%；聚丙烯4%--5%；增韧剂3%--5%；偶联剂0.8%--1.5%；润滑剂1%--2%；抗氧剂0.2%--0.5%。
2.根据权利要求1所述的一种新型可降解环保包装材料，其特征在于，所述主料至少包括碳酸钙、滑石粉、硅藻土中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种新型可降解环保包装材料，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯或高密度聚乙烯与线型低密度聚乙烯的组合。
4.根据权利要求1所述的一种新型可降解环保包装材料，其特征在于，所述聚丙烯为等规聚丙烯，且熔体指数小于5.0。
5.根据权利要求1所述的一种新型可降解环保包装材料，其特征在于，所述增韧剂为POE或POE与增溶剂EAA的组合。
6.根据权利要求1所述的一种新型可降解环保包装材料，其特征在于，所述偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂或螯合型钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂的组合。
7.根据权利要求1所述的一种新型可降解环保包装材料，其特征在于，所述润滑剂为高密度聚乙烯蜡或高密度氧化聚乙烯蜡。
8.根据权利要求1所述的一种新型可降解环保包装材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010或为抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比1:2的组合。
9.根据权利要求2所述的一种新型可降解环保包装材料，其特征在于，所述碳酸钙为超细碳酸钙，其粒径为800至3000目，所述滑石粉为超细滑石粉，其粒径为1250目至2000目，所述硅藻土粉为超细硅藻土粉，其粒径为600目至800目。
10.一种新型可降解环保包装材料的制备方法，用于权利要求1-9任意一项所述的一种新型可降解环保包装材料，其特征在于，步骤如下：
步骤1.按照重量比例称取各原料一同加入高速混合机中，混合10至15分钟；
步骤2.将步骤一所得的混合物料送入双螺杆挤出机造粒，且第一区造粒温度设置为185度，其他各区设置为190度至200度；
步骤3.将所造粒子送入单螺杆挤出机挤出，经定型模具定型，然后进行牵引、裁切，最后进行制箱。
11.根据权利要求10所述的一种新型可降解环保包装材料的制备方法，其特征在于：将步骤2与步骤3合并,且省略“将所造粒子送入单螺杆挤出机挤出”,形成步骤2.1，具体如下：
步骤2.1.将步骤1所得均匀混合料加入双螺杆挤出机挤出，挤出的熔融状态混合物料经定型模具定型，然后进行牵引、裁切，最后进行制箱。
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