CN113021676A - 一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，属于塑料粒子加工领域，一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，包括如下步骤：混合造圆：通过混合设备对淀粉进行预处理，使淀粉被充分包裹在热塑性基体树脂内，并制成球状填料；热融：将热塑性基体树脂加入热融设备内，预先将热塑性基体树脂进行热融；助分散剂；填充；助流动剂；造粒筛分，可以通过预先对淀粉进行加工，使得淀粉在与热塑性基体树脂混合时，能够有效与热融完成的热塑性基体树脂进行填充，有效减少淀粉颗粒膨胀的概率，降低淀粉颗粒与热塑性基体树脂的混合难度，提高混合的均匀度，有效提高对塑料粒子的改性质量。

Description

一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺
技术领域
本发明涉及塑料粒子加工领域，更具体地说，涉及一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺。
背景技术
塑料粒子一般指塑料颗粒，塑料颗粒指颗粒状的塑料，一般分为200多种，细分达几千种。常见的塑料颗粒有通用塑料、工程塑料和特种塑料。通用塑料：聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚氨酯等。工程塑料：尼龙、聚四氟、聚甲醛、聚碳有机硅等。特种塑料：热固性塑料、功能高分子塑料，比如人工肾。
随着塑料在各领域的广泛应用，人们对塑料的性质有了进一步的要求和提高，故出现了改性塑料粒子。改性塑料粒子是指在通用塑料和工程塑料的基础上，经过填充、共混、增强等方法加工改性，提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的改性塑料粒子。
填充改性是在塑料中添加相对廉价的非金属矿粉体材料或其它材料，从而降低制品的原材料成本，同时还可以改善塑料材料某些性能，比如刚性、硬度和耐热性等。通常使用的非矿粉体材料有碳酸钙(轻钙、重粉)、云母粉、高岭土、硅灰石粉、氢氧化铝、氢氧化镁或水镁石粉、沉淀硫酸钡或重晶石粉等。
目前为提高塑料粒子的环保性，降低塑料制品对环境的污染程度，现有技术会使用食用淀粉作为填充粉料对塑料粒子进行改性，用于制造完全生物降解塑料制品。但是在对塑料粒子进行填充改性的过程中，由于食用淀粉的特性，在高温情况下遇水以出现溶解糊化，使得淀粉颗粒产生膨胀，增加淀粉颗粒与热塑性基体树脂的混合难度，降低混合均匀度，从而影响对塑料粒子的改性质量。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，可以通过预先对淀粉进行加工，使得淀粉在与热塑性基体树脂混合时，能够有效与热融完成的热塑性基体树脂进行填充，有效减少淀粉颗粒膨胀的概率，降低淀粉颗粒与热塑性基体树脂的混合难度，提高混合的均匀度，有效提高对塑料粒子的改性质量。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，包括如下步骤：
S1.混合造圆：通过混合设备对淀粉进行预处理，使淀粉被充分包裹在热塑性基体树脂内，并制成球状填料；
S2.热融：将热塑性基体树脂加入热融设备内，预先将热塑性基体树脂进行热融；
S3.助分散剂：在热塑性基体树脂热融完成后，加入助分散剂进行混合；
S4.填充：助分散剂混合一段时间后，加入球状填料，使球状填料被球状填料充分包裹，并差生分解，使淀粉颗粒填充至热塑性基体树脂内；
S5.助流动剂：在热融热塑性基体树脂与球状填料混合后，加入助流动剂进行混合；
S6.造粒筛分：挤压改性后的基体树脂，对其进行造粒筛分，制得环保型塑料粒子。通过预先对淀粉进行加工，使得淀粉在与热塑性基体树脂混合时，能够有效与热融完成的热塑性基体树脂进行填充，有效减少淀粉颗粒膨胀的概率，降低淀粉颗粒与热塑性基体树脂的混合难度，提高混合的均匀度，有效提高对塑料粒子的改性质量。
进一步的，所述混合造圆的步骤为：
S1.取一定比例的热塑性基体树脂和淀粉进行干燥；
S2.将干燥后的热塑性基体树脂和淀粉加入混合设备内，进行搅拌混合；
S3.按照热塑性基体树脂和淀粉的比例，将明胶设置在混合设备内；
S4.在混合设备对热塑性基体树脂和淀粉的混合物进行制球时，使明胶包裹在球状物表面，从而制得球状填料。通过使用明胶将干燥的淀粉与热塑性基体树脂粉末进行包裹成球，减少在混合时，淀粉直接与水份的接触面积，有效降低淀粉颗粒膨胀的概率，提高填充混合的质量，并且球状的填料在填充混合时，能够有效保证热塑性基体树脂的流动性，提高填充效率。
进一步的，所述制得球状填料时热塑性基体树脂和淀粉的比例为1:1.5-3。
进一步的，所述混合设备包括有机体，所述机体内分为混合腔和制球腔，所述混合腔位于制球腔上侧，所述混合腔内连接有一对混合组件，所述制球腔内连接有一对制球组件，所述制球组件上连接有多个明胶组件，所述制球组件包括有制球转杆，所述制球腔内转动连接有制球转杆，所述制球转杆外端固定连接有制球外辊，所述制球外辊外端开设有多个半球槽，所述制球转杆外端固定连接有位于制球外辊内侧的存储辊，所述制球外辊内部固定连接有位于存储辊外侧的制球隔套。通过明胶组件将明胶覆在制球组件的外侧，使制球组件在对热塑性基体树脂和淀粉进行成球加工时，使明胶对其进行包裹，提高球状填料的防水性，并有效对其进行塑形。
进一步的，所述明胶组件包括有半球成膜块，所述半球槽内固定连接有半球成膜块，所述半球成膜块内端固定连接有出胶筒，所述出胶筒内端依次贯穿制球外辊和制球隔套，并与制球隔套固定连接，所述出胶筒外端靠近半球成膜块一侧固定连接有强磁磁铁，所述出胶筒内滑动连接有推杆，所述强磁磁铁上下两端均滑动连接有滑杆，所述滑杆内端与推杆固定连接。
进一步的，所述半球成膜块内固定连接有覆膜棉，且覆膜棉后端与出胶筒相接通，所述半球成膜块内壁开设有与覆膜棉相匹配的渗透孔。通过两个相对应的强磁磁铁进行吸附靠近，使得推杆将位于出胶筒内的明胶推出，通过覆膜棉吸附明胶并将其渗透至半球成膜块内壁，对混合粉料进行包裹，有效提高包裹效果，提高加工效率，并且使明胶能够有效对淀粉进行保护，使球状填料在对热塑性基体树脂改性时，减少淀粉遇高温水接触的面积。
进一步的，所述滑杆后端贯穿制球隔套，并与制球隔套滑动连接，所述存储辊内存储有明胶溶液，且存储辊通过连通管道与出胶筒相接通。在两个相互对应的强磁磁铁跟随制球外辊转动而远离后，使得磁力消失，复位弹簧带动推杆复位，并通过连通管道抽取存储辊内的明胶溶液，有效保证出胶筒内明胶的充足，满足生产需求。
进一步的，所述推杆后端固定连接有复位板，所述存储辊外端固定连接有与复位板相匹配的套管，所述套管内滑动连接有导向杆，所述导向杆外端与复位板固定连接，所述复位板内端固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧套装在套管和导向杆外侧，且复位弹簧后端与存储辊固定连接。
进一步的，所述混合组件包括有混合杆，所述内转动连接有混合杆，所述混合杆外端固定连接有多个呈圆周分布的混合齿。
进一步的，所述机体后端连接有动力机构，所述动力机构分别与混合组件和制球组件连接，所述机体外端固定连接有与制球组件相匹配的恒温层，所述混合腔下端固定连接有与其相接通的连通管道，且连通管道的下端与制球腔接通，所述连通管道上安装有阀门，所述机体前端固定安装有控制器，所述控制器通过导线分别与动力机构、恒温层和阀门电性连接。通过控制器内机体内的加工动作进行控制，有效提高加工的自动化程度，提高成球效率，提高成球率，减少原料损耗。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过预先对淀粉进行加工，使得淀粉在与热塑性基体树脂混合时，能够有效与热融完成的热塑性基体树脂进行填充，有效减少淀粉颗粒膨胀的概率，降低淀粉颗粒与热塑性基体树脂的混合难度，提高混合的均匀度，有效提高对塑料粒子的改性质量。
(2)通过使用明胶将干燥的淀粉与热塑性基体树脂粉末进行包裹成球，减少在混合时，淀粉直接与水份的接触面积，有效降低淀粉颗粒膨胀的概率，提高填充混合的质量，并且球状的填料在填充混合时，能够有效保证热塑性基体树脂的流动性，提高填充效率。
(3)通过明胶组件将明胶覆在制球组件的外侧，使制球组件在对热塑性基体树脂和淀粉进行成球加工时，使明胶对其进行包裹，提高球状填料的防水性，并有效对其进行塑形。
(4)通过两个相对应的强磁磁铁进行吸附靠近，使得推杆将位于出胶筒内的明胶推出，通过覆膜棉吸附明胶并将其渗透至半球成膜块内壁，对混合粉料进行包裹，有效提高包裹效果，提高加工效率，并且使明胶能够有效对淀粉进行保护，使球状填料在对热塑性基体树脂改性时，减少淀粉遇高温水接触的面积。
(5)在两个相互对应的强磁磁铁跟随制球外辊转动而远离后，使得磁力消失，复位弹簧带动推杆复位，并通过连通管道抽取存储辊内的明胶溶液，有效保证出胶筒内明胶的充足，满足生产需求。
(6)通过控制器内机体内的加工动作进行控制，有效提高加工的自动化程度，提高成球效率，提高成球率，减少原料损耗。
附图说明
图1为本发明的工艺流程结构示意图；
图2为本发明的混合造圆流程结构示意图；
图3为本发明的混合设备主视剖面结构示意图；
图4为本发明的单个制球组件轴测结构示意图；
图5为本发明的制球组件剖视轴测结构示意图；
图6为本发明的制球组件主视剖面结构示意图；
图7为本发明的明胶组件组合轴测结构示意图；
图8为本发明的明胶组件轴测结构示意图；
图9为本发明的明胶组件剖视爆炸结构示意图；
图10为本发明的球状填料主视剖面结构示意图。
图中标号说明：
1机体、101混合腔、102制球腔、2恒温层、3混合组件、301混合杆、302混合齿、4制球组件、401制球转杆、402制球外辊、403制球隔套、404存储辊、5连通管道、6明胶组件、601半球成膜块、602出胶筒、603强磁磁铁、604滑杆、605推杆、606覆膜棉、7球状填料。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-10，一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，包括如下步骤：
S1.混合造圆：通过混合设备对淀粉进行预处理，使淀粉被充分包裹在热塑性基体树脂内，并制成球状填料；
S2.热融：将热塑性基体树脂加入热融设备内，预先将热塑性基体树脂进行热融；
S3.助分散剂：在热塑性基体树脂热融完成后，加入助分散剂进行混合；
S4.填充：助分散剂混合一段时间后，加入球状填料，使球状填料被球状填料充分包裹，并差生分解，使淀粉颗粒填充至热塑性基体树脂内；
S5.助流动剂：在热融热塑性基体树脂与球状填料混合后，加入助流动剂进行混合；
S6.造粒筛分：挤压改性后的基体树脂，对其进行造粒筛分，制得环保型塑料粒子。通过预先对淀粉进行加工，使得淀粉在与热塑性基体树脂混合时，能够有效与热融完成的热塑性基体树脂进行填充，有效减少淀粉颗粒膨胀的概率，降低淀粉颗粒与热塑性基体树脂的混合难度，提高混合的均匀度，有效提高对塑料粒子的改性质量。
实施例2：
请参阅图1-10，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例2与实施例1的不同之处在于：请参阅图2，混合造圆的步骤为：
S1.取一定比例的热塑性基体树脂和淀粉进行干燥；
S2.将干燥后的热塑性基体树脂和淀粉加入混合设备内，进行搅拌混合；
S3.按照热塑性基体树脂和淀粉的比例，将明胶设置在混合设备内；
S4.在混合设备对热塑性基体树脂和淀粉的混合物进行制球时，使明胶包裹在球状物表面，从而制得球状填料。通过使用明胶将干燥的淀粉与热塑性基体树脂粉末进行包裹成球，减少在混合时，淀粉直接与水份的接触面积，有效降低淀粉颗粒膨胀的概率，提高填充混合的质量，并且球状的填料在填充混合时，能够有效保证热塑性基体树脂的流动性，提高填充效率。
请参阅图2，制得球状填料时热塑性基体树脂和淀粉的比例为1:1.5-3。
实施例3：
请参阅图1-10，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例3与实施例1的不同之处在于：请参阅图3，混合设备包括有机体1，机体1内分为混合腔101和制球腔102，混合腔101位于制球腔102上侧，混合腔101内连接有一对混合组件3，制球腔102内连接有一对制球组件4，制球组件4上连接有多个明胶组件6，请参阅图4-6，制球组件4包括有制球转杆401，制球腔102内转动连接有制球转杆401，制球转杆401外端固定连接有制球外辊402，制球外辊402外端开设有多个半球槽，制球转杆401外端固定连接有位于制球外辊402内侧的存储辊404，制球外辊402内部固定连接有位于存储辊404外侧的制球隔套403。通过明胶组件6将明胶覆在制球组件4的外侧，使制球组件4在对热塑性基体树脂和淀粉进行成球加工时，使明胶对其进行包裹，提高球状填料的防水性，并有效对其进行塑形。
请参阅图7-9，明胶组件6包括有半球成膜块601，半球槽内固定连接有半球成膜块601，半球成膜块601内端固定连接有出胶筒602，出胶筒602内端依次贯穿制球外辊402和制球隔套403，并与制球隔套403固定连接，出胶筒602外端靠近半球成膜块601一侧固定连接有强磁磁铁603，出胶筒602内滑动连接有推杆605，强磁磁铁603上下两端均滑动连接有滑杆604，滑杆604内端与推杆605固定连接。
请参阅图7-9，半球成膜块601内固定连接有覆膜棉606，且覆膜棉606后端与出胶筒602相接通，半球成膜块601内壁开设有与覆膜棉606相匹配的渗透孔。通过两个相对应的强磁磁铁603进行吸附靠近，使得推杆605将位于出胶筒602内的明胶推出，通过覆膜棉606吸附明胶并将其渗透至半球成膜块601内壁，对混合粉料进行包裹，有效提高包裹效果，提高加工效率，并且使明胶能够有效对淀粉进行保护，使球状填料在对热塑性基体树脂改性时，减少淀粉遇高温水接触的面积。
请参阅图6，滑杆604后端贯穿制球隔套403，并与制球隔套403滑动连接，存储辊404内存储有明胶溶液，且存储辊404通过连通管道与出胶筒602相接通。在两个相互对应的强磁磁铁603跟随制球外辊402转动而远离后，使得磁力消失，复位弹簧带动推杆605复位，并通过连通管道抽取存储辊404内的明胶溶液，有效保证出胶筒602内明胶的充足，满足生产需求。
请参阅图6，推杆605后端固定连接有复位板，存储辊404外端固定连接有与复位板相匹配的套管，套管内滑动连接有导向杆，导向杆外端与复位板固定连接，复位板内端固定连接有复位弹簧，复位弹簧套装在套管和导向杆外侧，且复位弹簧后端与存储辊404固定连接。
请参阅图6，混合组件3包括有混合杆301，101内转动连接有混合杆301，混合杆301外端固定连接有多个呈圆周分布的混合齿302。
请参阅图3，机体1后端连接有动力机构，动力机构分别与混合组件3和制球组件4连接，机体1外端固定连接有与制球组件4相匹配的恒温层2，混合腔101下端固定连接有与其相接通的连通管道5，且连通管道5的下端与制球腔102接通，连通管道5上安装有阀门，机体1前端固定安装有控制器，控制器通过导线分别与动力机构、恒温层2和阀门电性连接。通过控制器内机体1内的加工动作进行控制，有效提高加工的自动化程度，提高成球效率，提高成球率，减少原料损耗。
请参阅图1-10，使用方法：将干燥后的热塑性基体树脂和淀粉加入混合腔101内，控制器控制动力机构带动使混合杆301转动，使混合齿302不断搅拌，混合热塑性基体树脂和淀粉；混合完成后，控制器开启阀门，使热塑性基体树脂和淀粉混合粉料进入制球腔102内，制球转杆401带动制球外辊402转动，在两个制球外辊402之间的强磁磁铁603转动至靠近时，强磁磁铁603的磁力相互吸附，通过滑杆604带动推杆605向出胶筒602内移动，推动明胶排出，覆膜棉606吸附明胶，并渗透至半球成膜块601外壁，对半球成膜块601内的混合粉料进行包裹，成球；制球转杆401带动制球外辊402转动，在两个制球外辊402之间的强磁磁铁603转动远离时，磁力消失，复位弹簧带动推杆605复位，并通过连通管道抽取存储辊404内的明胶溶液，有效保证出胶筒602内明胶的充足。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1.混合造圆：通过混合设备对淀粉进行预处理，使淀粉被充分包裹在热塑性基体树脂内，并制成球状填料；
S2.热融：将热塑性基体树脂加入热融设备内，预先将热塑性基体树脂进行热融；
S3.助分散剂：在热塑性基体树脂热融完成后，加入助分散剂进行混合；
S4.填充：助分散剂混合一段时间后，加入球状填料，使球状填料被球状填料充分包裹，并差生分解，使淀粉颗粒填充至热塑性基体树脂内；
S5.助流动剂：在热融热塑性基体树脂与球状填料混合后，加入助流动剂进行混合；
S6.造粒筛分：挤压改性后的基体树脂，对其进行造粒筛分，制得环保型塑料粒子。
2.根据权利要求1所述的一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，其特征在于：所述混合造圆的步骤为：
S1.取一定比例的热塑性基体树脂和淀粉进行干燥；
S2.将干燥后的热塑性基体树脂和淀粉加入混合设备内，进行搅拌混合；
S3.按照热塑性基体树脂和淀粉的比例，将明胶设置在混合设备内；
S4.在混合设备对热塑性基体树脂和淀粉的混合物进行制球时，使明胶包裹在球状物表面，从而制得球状填料。
3.根据权利要求2所述的一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，其特征在于：所述制得球状填料时热塑性基体树脂和淀粉的比例为1:1.5-3。
4.根据权利要求1所述的一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，其特征在于：所述混合设备包括有机体(1)，所述机体(1)内分为混合腔(101)和制球腔(102)，所述混合腔(101)位于制球腔(102)上侧，所述混合腔(101)内连接有一对混合组件(3)，所述制球腔(102)内连接有一对制球组件(4)，所述制球组件(4)上连接有多个明胶组件(6)，所述制球组件(4)包括有制球转杆(401)，所述制球腔(102)内转动连接有制球转杆(401)，所述制球转杆(401)外端固定连接有制球外辊(402)，所述制球外辊(402)外端开设有多个半球槽，所述制球转杆(401)外端固定连接有位于制球外辊(402)内侧的存储辊(404)，所述制球外辊(402)内部固定连接有位于存储辊(404)外侧的制球隔套(403)。
5.根据权利要求4所述的一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，其特征在于：所述明胶组件(6)包括有半球成膜块(601)，所述半球槽内固定连接有半球成膜块(601)，所述半球成膜块(601)内端固定连接有出胶筒(602)，所述出胶筒(602)内端依次贯穿制球外辊(402)和制球隔套(403)，并与制球隔套(403)固定连接，所述出胶筒(602)外端靠近半球成膜块(601)一侧固定连接有强磁磁铁(603)，所述出胶筒(602)内滑动连接有推杆(605)，所述强磁磁铁(603)上下两端均滑动连接有滑杆(604)，所述滑杆(604)内端与推杆(605)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，其特征在于：所述半球成膜块(601)内固定连接有覆膜棉(606)，且覆膜棉(606)后端与出胶筒(602)相接通，所述半球成膜块(601)内壁开设有与覆膜棉(606)相匹配的渗透孔。
7.根据权利要求5所述的一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，其特征在于：所述滑杆(604)后端贯穿制球隔套(403)，并与制球隔套(403)滑动连接，所述存储辊(404)内存储有明胶溶液，且存储辊(404)通过连通管道与出胶筒(602)相接通。
8.根据权利要求5所述的一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，其特征在于：所述推杆(605)后端固定连接有复位板，所述存储辊(404)外端固定连接有与复位板相匹配的套管，所述套管内滑动连接有导向杆，所述导向杆外端与复位板固定连接，所述复位板内端固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧套装在套管和导向杆外侧，且复位弹簧后端与存储辊(404)固定连接。
9.根据权利要求4所述的一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，其特征在于：所述混合组件(3)包括有混合杆(301)，所述(101)内转动连接有混合杆(301)，所述混合杆(301)外端固定连接有多个呈圆周分布的混合齿(302)。
10.根据权利要求4所述的一种使用淀粉填充改性的环保型塑料粒子的制备工艺，其特征在于：所述机体(1)后端连接有动力机构，所述动力机构分别与混合组件(3)和制球组件(4)连接，所述机体(1)外端固定连接有与制球组件(4)相匹配的恒温层(2)，所述混合腔(101)下端固定连接有与其相接通的连通管道(5)，且连通管道(5)的下端与制球腔(102)接通，所述连通管道(5)上安装有阀门，所述机体(1)前端固定安装有控制器，所述控制器通过导线分别与动力机构、恒温层(2)和阀门电性连接。
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