CN112409761A - 一种一次性生物降解手套膜及其制备方法 - Google Patents

一种一次性生物降解手套膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种一次性生物降解手套膜及其制备方法，以树脂为原料，所述树脂为聚乳酸(PLA)、聚丁二酸‑丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸‑己二酸‑丁二醇酯(PBSA)、聚己二酸‑对苯二甲酸‑丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸‑对苯二甲酸‑丁二醇酯(PBST)、羟基丁酸‑羟基戊酸共聚物(PHBV)、聚羟基丁酸酯(PHB)中的至少一种。本发明不但可以生物降解，而且耐油性能良好，水汽透过率高，透明度高。

Description

一种一次性生物降解手套膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种一次性生物降解手套膜及其制备方法。
背景技术
塑料给人们生活带来了极大的便利，但大量塑料制品使用废弃后，由于 不当处置而带来的环境问题，成为了当前全球关注的热点。随着我国禁止进 口废弃塑料垃圾政策出台，加强垃圾分类、废弃塑料回收再利用和有机垃圾 生化处理等逐渐成为社会共识，而生物降解塑料制品也因其有助于堆肥生化 处理得到了重视。
一次性手套在食品、医疗、工业等方面的应用非常广泛，它可以有效保 持手部的卫生干净，防止病菌传播，特别是在食品方面，我们经常会遇到油 腻的食物，在刀叉、筷子等工具不方便夹取的时候就需要用到一次性塑料手 套。常规的聚乙烯、乳胶材质的一次性塑料手套已经得到了非常广泛的使用。 聚乙烯和乳胶材料制得的一次性手套均不具有生物降解性，同时手套使用的 频率很高，为了压缩成本，该类型的制品通常厚度非常薄，不利于挑拣和分 类，大量的使用会对环境产生非常大的压力。
聚乙烯一次性塑料手套耐油性和透气性均较差，价格低廉；乳胶手套的 透气性较好，耐油性差，价格稍高。在使用过程中用户体验与材料的性能密 切相关。耐油性表示在使用过程中，油脂从食物透过手套粘附到用户手指上 的程度，耐油性越差，油脂在薄膜中迁移越快。我们的皮肤表面一直进行新 陈代谢，会不断得释放出水汽，在使用手套的过程中，如果透气性不好，就 会在内部产生大量水汽，影响用户使用体验。CN201810861023.X公开一种高 强度医用手套膜材料，该技术通过一种混配的粉末材料来吸收因长时间佩戴 手套时现有技术中的淀粉与手汗混合使的这种医用橡胶手套较难脱下的问 题，使手套佩戴更加舒适且容易摘下。CN200710038171.3公开了一种聚异戊 二烯水性胶乳及其手套和相关产品的制备方法，旨在解决天然乳胶手套在长 期使用过程中造成的皮肤过敏问题。这些专利产品均未对耐油性、透气性做 更多挖掘。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出一种一次性生 物降解手套膜及其制备方法，不但可以生物降解，而且耐油性能良好，水汽 透过率高，透明度高。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供一种一次性生 物降解手套膜，以树脂为原料，所述树脂为聚乳酸(PLA)、聚丁二酸-丁二 醇酯(PBS)、聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚己二酸-对苯二甲酸- 丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯(PBST)、羟基丁酸-羟 基戊酸共聚物(PHBV)、聚羟基丁酸酯(PHB)中的至少一种。
优选地，原料还包括滑石粉、淀粉、硫酸钙、二氧化硅、膨润土、云母、 环氧大豆油、石蜡油、食用植物油、芥酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钙、单硬脂 酸甘油酯、山梨醇、丙三醇、十八醇中的至少两种。
优选地，所述PBAT为30％～55％wt，所述PLA为10％～30％wt。
优选地，所述玉米淀粉为15％～25％wt，所述滑石粉为5％～15％wt，所述二 氧化硅为0.5％～5％wt，所述环氧大豆油为0.5％～2％wt，所述甘油为1％～5％wt， 所述芥酸酰胺为0.5％～2％wt，所述十八醇为1％～3％wt。
优选地，所述一次性生物降解手套膜采用吹塑加工的方法制得，所述一 次性生物降解手套膜厚度为0.01mm～0.06mm。
本发明还提供一种一次性生物降解手套膜制备方法，包括以下步骤：
a.原料混合；
b.双螺杆挤出造粒；
c.单螺杆吹塑成型；
d.手型热封冲裁机成型。
优选地，所述双螺杆挤出造粒过程中，双螺杆挤出机加工温度控制如下： 一区120～130℃，二区135～145℃，三区150～160℃，四区150～160℃， 五区150～160℃，六区150～160℃，七区150～160℃，八区150～160℃， 九区150～160℃，十区145～155℃。
优选地，所述单螺杆吹塑成型过程中，单螺杆吹塑加工温度控制如下： 一区120～130℃，二区135～145℃，三区135～145℃，三通135～145℃， 模头140～150℃。
优选地，所述手型热封冲裁机的加工温度为125～145℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明不但可以生物降解，而 且耐油性能良好，水汽透过率高，透明度高。
具体实施方式
以下将对本发明进行更为详细的描述。各个不同实施例之间可以进行相 互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指 示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中， “数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、 “连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连 接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中 间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
一种一次性生物降解手套膜，以树脂为原料，树脂为聚乳酸(PLA)、聚 丁二酸-丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚己二酸- 对苯二甲酸-丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯(PBST)、 羟基丁酸-羟基戊酸共聚物(PHBV)、聚羟基丁酸酯(PHB)中的至少一种。
原料还包括滑石粉、淀粉、硫酸钙、二氧化硅、膨润土、云母、环氧大 豆油、石蜡油、食用植物油、芥酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钙、单硬脂酸甘油 酯、山梨醇、丙三醇、十八醇中的至少两种。
进一步地，PBAT为30％～55％wt，PLA为10％～30％wt。
进一步地，玉米淀粉为15％～25％wt，滑石粉为5％～15％wt，二氧化硅为 0.5％～5％wt，环氧大豆油为0.5％～2％wt，甘油为1％～5％wt，芥酸酰胺为0.5％～2％wt， 十八醇为1％～3％wt。
进一步地，原料中所用到的所有材料均符合GB 4806.6、GB 4806.7、GB 9685 及相关法律法规规定的使用要求和限量要求。
本发明为一种薄膜产品，采用吹塑加工的方法，该制品的厚度为 0.01mm～0.06mm，在0.01mm厚度下测量的透光率为96.4％，所使用的透光率的 测试方法为分光光度计法。
使用吹塑法制得本发明0.01mm厚度制品(A制品)，市场取得的厚度为 0.01mm的常规PE手套膜(B制品)，市场取得的厚度为0.01mm的生物降解 手套膜(C制品)使用AQ 6101评估制品的耐油性，测得的力学性能如下：
Figure BDA0002616758700000051
使用吹塑法制得本发明0.01mm厚度制品(A制品)，市场取得的厚度为 0.01mm的常规PE手套膜(B制品)，市场取得的厚度为0.01mm的生物降解 手套膜(C制品)使用GB 1037-88评估制品的水汽透过率，结果如下：
Figure BDA0002616758700000052
在上述对比试验中，采用的测试方法如下：
①水汽透过率测试方法：
实验器材：
恒温恒湿箱(温度精度±0.6℃，湿度精度±2％)、透湿杯、分析天平(感 量0.1mg)、干燥器、干燥剂(无水氯化钙)、量具(测量薄膜用的螺旋测厚 仪精度0.001mg)、密封蜡、测试样。
方法步骤：
将干燥剂放入清洁的透湿杯中，其加入量应使干燥剂距试样表面约3mm 为宜。
用导正环固定好试样的位置，再加上压盖。
将熔融的密封蜡浇灌的杯子的凹槽中。密封蜡凝固后不允许产生裂纹及 气包。
待密封蜡凝固后，取下压盖和杯台，并清除粘在透湿杯边及底部的密封 蜡。
称量封好的透湿杯。
将透湿杯放入已调好温度，湿度的恒温恒湿箱中，16h后从箱中取出，放 入处于23℃环境下的干燥器中，平衡30min后进行称量。注：以后每次称量 前均应进行上述平衡步骤。
称量后将透湿杯重新放入恒温恒湿箱内，以后每两次称量的间隔时间为 24.48或96h。
②耐油性测试方法：AQ 6101试验方法。
③力学性能测试方法：GB 1040.3试验方法。
本发明还提供一种一次性生物降解手套膜制备方法，包括以下步骤：
a.原料混合；
b.双螺杆挤出造粒；
c.单螺杆吹塑成型；
d.手型热封冲裁机成型。
进一步地，双螺杆挤出造粒过程中，双螺杆挤出机加工温度控制如下： 一区120～130℃，二区135～145℃，三区150～160℃，四区150～160℃， 五区150～160℃，六区150～160℃，七区150～160℃，八区150～160℃， 九区150～160℃，十区145～155℃。
进一步地，单螺杆吹塑成型过程中，单螺杆吹塑加工温度控制如下：一 区120～130℃，二区135～145℃，三区135～145℃，三通135～145℃，模 头140～150℃。
进一步地，手型热封冲裁机的加工温度为125～145℃。
本发明还做了另外一组对比实验：
对比例1
使用下表的起始物质：
名称 配比(wt％)
PBAT 50
PLA 10
玉米淀粉 20
滑石粉 12
二氧化硅 1
环氧大豆油 1.2
甘油 3.5
芥酸酰胺 1.5
十八醇 0.8
将上述物质在高速混合机中混合均匀后，通过下述的加工工艺进行造粒 加工：
其中双螺杆挤出机加工温度控制如下：
一区120～130℃，二区135～145℃，三区150～160℃，四区150～160℃， 五区150～160℃，六区150～160℃，七区150～160℃，八区150～160℃， 九区150～160℃，十区145～155℃。
单螺杆吹塑加工温度控制如下：
一区120～130℃，二区135～145℃，三区135～145℃，三通135～145℃， 模头140～150℃，
其中，手型热封冲裁机的加工温度为125～145℃，得到一次性生物降解 手套膜。
对比例2
使用下表的起始物质：
名称 配比(wt％)
PBAT 50
PLA 5
玉米淀粉 30
滑石粉 5
二氧化硅 1
环氧大豆油 1.2
甘油 5
芥酸酰胺 1.5
十八醇 0.8
将上述物质在高速混合机中混合均匀后，通过下述的加工工艺进行造粒 加工：
其中双螺杆挤出机加工温度控制如下：
一区120～130℃，二区135～145℃，三区150～160℃，四区150～160℃， 五区150～160℃，六区150～160℃，七区150～160℃，八区150～160℃， 九区150～160℃，十区145～155℃。
单螺杆吹塑加工温度控制如下：
一区120～130℃，二区135～145℃，三区135～145℃，三通135～145℃， 模头140～150℃，
其中，手型热封冲裁机的加工温度为125～145℃，得到一次性生物降解 手套膜。
对比例3
使用下表的起始物质：
名称 配比(wt％)
PBAT 40
PLA 10
玉米淀粉 25
滑石粉 15
二氧化硅 1.5
环氧大豆油 1.2
甘油 4.5
芥酸酰胺 1.5
十八醇 0.8
将上述物质在高速混合机中混合均匀后，通过下述的加工工艺进行造粒 加工：
其中双螺杆挤出机加工温度控制如下：
一区120～130℃，二区135～145℃，三区150～160℃，四区150～160℃， 五区150～160℃，六区150～160℃，七区150～160℃，八区150～160℃， 九区150～160℃，十区145～155℃。
单螺杆吹塑加工温度控制如下：
一区120～130℃，二区135～145℃，三区135～145℃，三通135～145℃， 模头140～150℃，
其中，手型热封冲裁机的加工温度为125～145℃，得到一次性生物降解 手套膜。
对比例4
使用下表的起始物质：
名称 配比(wt％)
PBAT 60
PLA 5
玉米淀粉 15
滑石粉 15
二氧化硅 1
环氧大豆油 1.2
甘油 2.5
芥酸酰胺 1
十八醇 0.8
将上述物质在高速混合机中混合均匀后，通过下述的加工工艺进行造粒 加工：
其中双螺杆挤出机加工温度控制如下：
一区120～130℃，二区135～145℃，三区150～160℃，四区150～160℃， 五区150～160℃，六区150～160℃，七区150～160℃，八区150～160℃， 九区150～160℃，十区145～155℃。
单螺杆吹塑加工温度控制如下：
一区120～130℃，二区135～145℃，三区135～145℃，三通135～145℃， 模头140～150℃，
其中，手型热封冲裁机的加工温度为125～145℃，得到一次性生物降解 手套膜。
以上4个对比例制得的全生物基聚乳酸软包装材料，具有如下性能：
Figure BDA0002616758700000101
Figure BDA0002616758700000111
注：上述样品厚度均为0.01mm，在24±5℃，65％±15％RH环境中稳定24h 后再行测试的结果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (9)

1.一种一次性生物降解手套膜，其特征在于：以树脂为原料，所述树脂为聚乳酸(PLA)、聚丁二酸-丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯(PBST)、羟基丁酸-羟基戊酸共聚物(PHBV)、聚羟基丁酸酯(PHB)中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种一次性生物降解手套膜，其特征在于：原料还包括滑石粉、淀粉、硫酸钙、二氧化硅、膨润土、云母、环氧大豆油、石蜡油、食用植物油、芥酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸钙、单硬脂酸甘油酯、山梨醇、丙三醇、十八醇中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的一种一次性生物降解手套膜，其特征在于：所述PBAT为30％～55％wt，所述PLA为10％～30％wt。
4.根据权利要求2所述的一种一次性生物降解手套膜，其特征在于：所述玉米淀粉为15％～25％wt，所述滑石粉为5％～15％wt，所述二氧化硅为0.5％～5％wt，所述环氧大豆油为0.5％～2％wt，所述甘油为1％～5％wt，所述芥酸酰胺为0.5％～2％wt，所述十八醇为1％～3％wt。
5.根据权利要求1所述的一种一次性生物降解手套膜，其特征在于：所述一次性生物降解手套膜采用吹塑加工的方法制得，所述一次性生物降解手套膜厚度为0.01mm～0.06mm。
6.一种一次性生物降解手套膜制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.原料混合；
b.双螺杆挤出造粒；
c.单螺杆吹塑成型；
d.手型热封冲裁机成型。
7.根据权利要求6所述的一种一次性生物降解手套膜制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出造粒过程中，双螺杆挤出机加工温度控制如下：一区120～130℃，二区135～145℃，三区150～160℃，四区150～160℃，五区150～160℃，六区150～160℃，七区150～160℃，八区150～160℃，九区150～160℃，十区145～155℃。
8.根据权利要求6所述的一种一次性生物降解手套膜制备方法，其特征在于：所述单螺杆吹塑成型过程中，单螺杆吹塑加工温度控制如下：一区120～130℃，二区135～145℃，三区135～145℃，三通135～145℃，模头140～150℃。
9.根据权利要求6所述的一种一次性生物降解手套膜制备方法，其特征在于：所述手型热封冲裁机的加工温度为125～145℃。
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