CN112980075A

CN112980075A - 一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺

Info

Publication number: CN112980075A
Application number: CN202110187327.4A
Authority: CN
Inventors: 魏朋朋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-02-18
Filing date: 2021-02-18
Publication date: 2021-06-18

Abstract

本发明公开了一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺；S1、选取制备原料，且制备原料尽量选择生物原料；S2、将原料水解混合；S3、热熔原料中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯；S4、向S3中投放S2中的水解混合物；S5、将S4中的产物进行降温挤出塑性；本发明通过在使用混合聚乙烯制备可降解聚乙烯，通过高密度聚乙烯、线性聚乙烯、生物降解聚酯进行混合制备，并且还添加有各种生物原料，并且再通过生物诱发剂和降解促进剂实现对聚乙烯进行有效降解。

Description

一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺

技术领域

本发明属于可降解聚乙烯塑料技术领域，具体涉及一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺。

背景技术

聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100~-70°C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良，降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料。因此，也被称为可环境降解塑料。现有多种新型塑料：光降解型塑料、生物降解型塑料、光、氧化\生物全面降解性塑料、二氧化碳基生物降解塑料、热塑性淀粉树脂降解塑料，现有的聚乙烯在生产的时候很少有可降解的聚乙烯，使得聚乙烯产品在使用的时候很难进行降解处理，然而市面上各种的可降解聚乙烯仍存在各种各样的问题。

如授权公告号为CN108864551A所公开的一种可降解聚乙烯塑料及其制备方法，其虽然实现了原料易得环保，明显提高了塑料的机械性能和降解速度，制备工艺简单，易于实现工业化生产，值得推广，但是并未解决现有存在的聚乙烯中含有大量的化学物质，很难进行降解，且降解之后的物质也会污染环境，并且不能够实现生物降解，使得降解速度过慢等的问题，为此我们提出一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，包括有以下步骤：

S1、选取制备原料，且制备原料尽量选择生物原料：选取制备原料，且制备原料包括高密度聚乙烯、线性聚乙烯、生物降解聚酯、淀粉、植物纤维素、甘油、发泡剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂，上述原料之间的百分比质量为：6%-13%、10%-16%、12%-19%、8%-11%、9%-12%、3%-7%、2%-4%、4%-7%、3%-8%和1%-3%；

S2、将原料水解混合：将原料中的淀粉、植物纤维素、甘油、发泡剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂进行水解混合，且水温控制在40℃-80℃，并且水解时长为2h-3h；

S3、热熔原料中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯：将原料中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯在反应釜进行高温热溶解，且反应釜的温度控制在140℃-180℃，热溶解的时长为30min-60min，并且通过反应釜行的搅拌机进行持续的搅拌；

S4、向S3中投放S2中的水解混合物：将S2中的水解混合物分多次逐步投入到反应釜中，并且加快反应釜上的搅拌机的转速，使得搅拌机的转速达到1500r/min-2000r/min，使得水解混合物能够快速的和高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯的混合进行混合；

S5、将S4中的产物进行降温挤出塑性：将混合后的可降解聚乙烯塑料溶液进行降温，且降温至145℃-150℃，然后将可降解聚乙烯塑料溶液进行挤出吹膜或者是切割成粒。

优选的，所述S1中的淀粉在使用之前先进行粉碎打磨，使得淀粉的直径在0.1um-1um，所述植物纤维素也研磨成颗粒状，所述植物纤维素的直径在0.1um-0.5um。

3.根据权利要求2所述的一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，其特征在于：所述植物纤维素采用的是竹纤维素，所述淀粉采用的是玉米淀粉。

优选的，所述S1中的发泡剂中包括有碳酸镁20%-28%、鸡蛋壳25%-32%、盐酸16%-20%和稀土18%-20%，所述生物诱发剂中包括有次磺酰胺类10%-30%、噻唑类13%-24%、秋兰姆类20%-24%和硫脲类10%-22%,所述稳定剂中包括有铅盐20%-30%、金属皂4%-16%、有机锡2%-8%、有机锑10%-12%、有机稀土10%-14%、纯有机化合物10%-20%。

优选的，所述S2中水解混合的时候通过搅拌装置进行搅拌，且搅拌速度为800r/min-1000r/min。

优选的，所述S3中的搅拌机的搅拌速度为600r/min-800r/min，且搅拌过程伴随着整个热熔的过程。

优选的，所述S5中的可降解聚乙烯塑料溶液在进行吹膜之后要进行冷却，且冷却方法为风冷，所述切割成粒之前先进行冷却，且冷却方式是水冷。

优选的，所述风冷的温度为15℃-20℃，所述水冷的温度为10℃-15℃，所述水冷采用的是循环水冷。

优选的，所述S2中的原料水解混合之后进行低温蒸发，使得原料水解中的水分降低，且低温蒸发的温度控制在40℃-60℃，时长为30min-1h。

优选的，所述S3中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯在进行热熔的时候先进行粉碎切割，且粉碎切割的直径为1cm-4cm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在使用混合聚乙烯制备可降解聚乙烯，通过高密度聚乙烯、线性聚乙烯、生物降解聚酯进行混合制备，并且还添加有各种生物原料，并且再通过生物诱发剂和降解促进剂实现对聚乙烯进行有效降解。

附图说明

图1为本发明的步骤结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，包括有以下步骤：

S1、选取制备原料，且制备原料尽量选择生物原料：选取制备原料，且制备原料包括高密度聚乙烯、线性聚乙烯、生物降解聚酯、淀粉、植物纤维素、甘油、发泡剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂，且线性聚乙烯、生物降解聚酯、淀粉、植物纤维素、甘油、发泡剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂之间的百分比质量为：10%、12%、8%、9%、3%、2%、4%、3%和1%，余量为高密度聚乙烯；

S2、将原料水解混合：将原料中的淀粉、植物纤维素、甘油、发泡剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂进行水解混合，且水温控制在40℃，并且水解时长为2h；

S3、热熔原料中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯：将原料中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯在反应釜进行高温热溶解，且反应釜的温度控制在140℃，热溶解的时长为30min，并且通过反应釜行的搅拌机进行持续的搅拌；

S4、向S3中投放S2中的水解混合物：将S2中的水解混合物分多次逐步投入到反应釜中，并且加快反应釜上的搅拌机的转速，使得搅拌机的转速达到1500r/min，使得水解混合物能够快速的和高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯的混合进行混合；

S5、将S4中的产物进行降温挤出塑性：将混合后的可降解聚乙烯塑料溶液进行降温，且降温至145℃，然后将可降解聚乙烯塑料溶液进行挤出吹膜或者是切割成粒。

通过降低淀粉和植物纤维素的直径大小，使得可降解聚乙烯塑料在制备的时候不会造成颗粒磨砂状，本实施例中，优选的，所述S1中的淀粉在使用之前先进行粉碎打磨，使得淀粉的直径在0.1um，所述植物纤维素也研磨成颗粒状，所述植物纤维素的直径在0.1um。

为了实现植物纤维素能够增大韧性，并且能够便于被生物降解，本实施例中，优选的，所述植物纤维素采用的是竹纤维素，所述淀粉采用的是玉米淀粉。

为了实现对可降解聚乙烯进行发泡蓬松，以及能够诱发微生物进行分解，稳定剂能够保持可降解聚乙烯能够在挤出成型的时候稳定，本实施例中，优选的，所述S1中的发泡剂中包括有鸡蛋壳25%、盐酸16%和稀土18%，余量为碳酸镁，所述生物诱发剂中包括有噻唑类13%、秋兰姆类20%和硫脲类10%，余量为次磺酰胺类,所述稳定剂中包括有铅盐20%、金属皂4%、有机锡2%、有机锑10%和有机稀土10%，余量为纯有机化合物。

为了实现对水解混合的溶液进行搅拌，并且不会造成溶液的洒落，本实施例中，优选的，所述S2中水解混合的时候通过搅拌装置进行搅拌，且搅拌速度为800r/min。

为了防止搅拌机在搅拌的过程中，造成热熔溶液的洒落，本实施例中，优选的，所述S3中的搅拌机的搅拌速度为600r/min，且搅拌过程伴随着整个热熔的过程。

为了实现对吹出的塑料进行快速的冷却，实现后续的操作，本实施例中，优选的，所述S5中的可降解聚乙烯塑料溶液在进行吹膜之后要进行冷却，且冷却方法为风冷，所述切割成粒之前先进行冷却，且冷却方式是水冷。

为了实现快速的冷却降温，本实施例中，优选的，所述风冷的温度为15℃，所述水冷的温度为10℃，所述水冷采用的是循环水冷。

为了使得水解混合后的溶液中的水分降低，在添加的时候不会对可降解聚乙烯溶液造成损坏，本实施例中，优选的，所述S2中的原料水解混合之后进行低温蒸发，使得原料水解中的水分降低，且低温蒸发的温度控制在40℃，时长为30min。

为了实现热熔的快速，不会在热熔的时候造成颗粒和块状的残留，本实施例中，优选的，所述S3中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯在进行热熔的时候先进行粉碎切割，且粉碎切割的直径为1cm。

实施例二：

一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，包括有以下步骤：

S1、选取制备原料，且制备原料尽量选择生物原料：选取制备原料，且制备原料包括高密度聚乙烯、线性聚乙烯、生物降解聚酯、淀粉、植物纤维素、甘油、发泡剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂，上述原料之间的百分比质量为：13%、16%、19%、11%、12%、7%、4%、7%、8%和3%；

S2、将原料水解混合：将原料中的淀粉、植物纤维素、甘油、发泡剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂进行水解混合，且水温控制在40℃-80℃，并且水解时长为3h；

S3、热熔原料中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯：将原料中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯在反应釜进行高温热溶解，且反应釜的温度控制在180℃，热溶解的时长为60min，并且通过反应釜行的搅拌机进行持续的搅拌；

S4、向S3中投放S2中的水解混合物：将S2中的水解混合物分多次逐步投入到反应釜中，并且加快反应釜上的搅拌机的转速，使得搅拌机的转速达到2000r/min，使得水解混合物能够快速的和高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯的混合进行混合；

S5、将S4中的产物进行降温挤出塑性：将混合后的可降解聚乙烯塑料溶液进行降温，且降温至150℃，然后将可降解聚乙烯塑料溶液进行挤出吹膜或者是切割成粒。

通过降低淀粉和植物纤维素的直径大小，使得可降解聚乙烯塑料在制备的时候不会造成颗粒磨砂状，本实施例中，优选的，所述S1中的淀粉在使用之前先进行粉碎打磨，使得淀粉的直径在1um，所述植物纤维素也研磨成颗粒状，所述植物纤维素的直径在0.5um。

为了实现对可降解聚乙烯进行发泡蓬松，以及能够诱发微生物进行分解，稳定剂能够保持可降解聚乙烯能够在挤出成型的时候稳定，本实施例中，优选的，所述S1中的发泡剂中包括有碳酸镁28%、鸡蛋壳32%、盐酸20%和稀土20%，所述生物诱发剂中包括有次磺酰胺类30%、噻唑类24%、秋兰姆类24%和硫脲类22%,所述稳定剂中包括有铅盐30%、金属皂16%、有机锡8%、有机锑12%、有机稀土14%、纯有机化合物20%。

为了实现对水解混合的溶液进行搅拌，并且不会造成溶液的洒落，本实施例中，优选的，所述S2中水解混合的时候通过搅拌装置进行搅拌，且搅拌速度为1000r/min。

为了防止搅拌机在搅拌的过程中，造成热熔溶液的洒落，本实施例中，优选的，所述S3中的搅拌机的搅拌速度为800r/min，且搅拌过程伴随着整个热熔的过程。

为了实现快速的冷却降温，本实施例中，优选的，所述风冷的温度为20℃，所述水冷的温度为15℃，所述水冷采用的是循环水冷。

为了使得水解混合后的溶液中的水分降低，在添加的时候不会对可降解聚乙烯溶液造成损坏，本实施例中，优选的，所述S2中的原料水解混合之后进行低温蒸发，使得原料水解中的水分降低，且低温蒸发的温度控制在60℃，时长为1h。

为了实现热熔的快速，不会在热熔的时候造成颗粒和块状的残留，本实施例中，优选的，所述S3中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯在进行热熔的时候先进行粉碎切割，且粉碎切割的直径为4cm。

根据国标GB/T38082-2019生物降解塑料中的试验检测可得：

通过生物降解聚酯、淀粉、植物纤维素和甘油的添加，可以使得微生物有效进行分解，并且通过对生物降解聚酯、淀粉、植物纤维素和甘油的分解能够有效的破坏高密度聚乙烯和线性聚乙烯之间的连接关系，使得可降解的聚乙烯塑料能够快速的完成降解，并且降解的产物可以有效的反哺土地，不会对土地造成大量的伤害，以及通过生物诱发剂和降解促进剂可以实现对微生物的滋生，并且通过上述的设计方案，可以提高可降解聚乙烯塑料的降解速度120%，并且降解之后的产物能够有效的对土壤进行沤肥，不会对土壤造成巨大的负担。

本发明的工作原理及使用流程：

第一步、选取制备原料，且制备原料尽量选择生物原料：选取制备原料，且制备原料包括高密度聚乙烯、线性聚乙烯、生物降解聚酯、淀粉、植物纤维素、甘油、发泡剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂，上述原料之间的百分比质量为：13%、16%、19%、11%、12%、7%、4%、7%、8%和3%；

第二步、将原料水解混合：将原料中的淀粉、植物纤维素、甘油、发泡剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂进行水解混合，且水温控制在40℃-80℃，并且水解时长为3h；

第三步、热熔原料中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯：将原料中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯在反应釜进行高温热溶解，且反应釜的温度控制在180℃，热溶解的时长为60min，并且通过反应釜行的搅拌机进行持续的搅拌；

第四步、向S3中投放S2中的水解混合物：将S2中的水解混合物分多次逐步投入到反应釜中，并且加快反应釜上的搅拌机的转速，使得搅拌机的转速达到2000r/min，使得水解混合物能够快速的和高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯的混合进行混合；

第五步、将S4中的产物进行降温挤出塑性：将混合后的可降解聚乙烯塑料溶液进行降温，且降温至150℃，然后将可降解聚乙烯塑料溶液进行挤出吹膜或者是切割成粒。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，其特征在于：包括有以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，其特征在于：所述S1中的淀粉在使用之前先进行粉碎打磨，使得淀粉的直径在0.1um-1um，所述植物纤维素也研磨成颗粒状，所述植物纤维素的直径在0.1um-0.5um。

4.根据权利要求1所述的一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，其特征在于：所述S1中的发泡剂中包括有碳酸镁20%-28%、鸡蛋壳25%-32%、盐酸16%-20%和稀土18%-20%，所述生物诱发剂中包括有次磺酰胺类10%-30%、噻唑类13%-24%、秋兰姆类20%-24%和硫脲类10%-22%,所述稳定剂中包括有铅盐20%-30%、金属皂4%-16%、有机锡2%-8%、有机锑10%-12%、有机稀土10%-14%、纯有机化合物10%-20%。

5.根据权利要求1所述的一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，其特征在于：所述S2中水解混合的时候通过搅拌装置进行搅拌，且搅拌速度为800r/min-1000r/min。

6.根据权利要求1所述的一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，其特征在于：所述S3中的搅拌机的搅拌速度为600r/min-800r/min，且搅拌过程伴随着整个热熔的过程。

7.根据权利要求1所述的一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，其特征在于：所述S5中的可降解聚乙烯塑料溶液在进行吹膜之后要进行冷却，且冷却方法为风冷，所述切割成粒之前先进行冷却，且冷却方式是水冷。

8.根据权利要求7所述的一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，其特征在于：所述风冷的温度为15℃-20℃，所述水冷的温度为10℃-15℃，所述水冷采用的是循环水冷。

9.根据权利要求1所述的一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，其特征在于：所述S2中的原料水解混合之后进行低温蒸发，使得原料水解中的水分降低，且低温蒸发的温度控制在40℃-60℃，时长为30min-1h。

10.根据权利要求1所述的一种可降解聚乙烯塑料的制备工艺，其特征在于：所述S3中的高密度聚乙烯、线性聚乙烯和生物降解聚酯在进行热熔的时候先进行粉碎切割，且粉碎切割的直径为1cm-4cm。