CN113498920B - 环保耐热型餐盒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于餐盒技术领域，尤其为环保耐热型餐盒及其制备方法，包括为PLA的盒盖、为PLA‑PBAT‑PBS共挤形成内托及盒体；在所述盒体的顶端带有开口朝下的二号U型弯折边，在所述内托的顶端带有开口朝下的一号U型弯折边，所述二号U型弯折边可嵌入所述一号U型弯折边内，所述一号U型弯折边可嵌入所述盒盖内；本发明的餐盒，其成分中包含生物基材料聚乳酸、石油基材料聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯与聚丁二酸丁二醇酯，具有较高的耐热性能，热稳定性能好，并且具有优良的生物降解性，有利于生态环境的健康发展；同时具备聚乳酸的刚性、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的柔韧性与聚丁二酸丁二醇酯的耐热性，可耐热100℃。

Description

环保耐热型餐盒及其制备方法
技术领域
本发明属于餐盒技术领域，具体涉及一种环保耐热型餐盒及其制备方法。
背景技术
一次性快餐盒已由泡沫饭盒转向环保饭盒，原来的泡沫饭盒由于不耐高温，且制作过程对环境造成破坏被淘汰，取而待之的有塑料饭盒，纸制饭盒，木制饭盒，降解饭盒等等，其中，塑料具有毒性较低、熔点较高、可塑性强、生产简便及相对成本较低等特点，因而成了制造一次性快餐盒的主流材料。
全年外卖订单量145亿笔，每单外卖消耗3个餐盒、3套餐具，全年消耗餐盒436亿个、餐具436亿套，2019年全国餐饮行业收入46721亿元，按每300元有1单外带/打包，全年消耗餐盒155亿套，全国消耗一次性餐盒约为592亿个，餐具436亿套，总用量约为262万吨，这样大量的废弃餐盒作为垃圾处理，其处理方式为填埋在地下，给本来就缺乏的可耕种土地带来更大的压力，一次性塑料餐盒一方面人们生活带来了便捷，另一方面又给环境带来了危害。
目前使用的餐盒多为聚丙烯材质，聚丙烯塑料的分子结构稳定，在自然环境下不易被微生物降解，长期积累下来，暴露在环境中的聚丙烯塑料给环境造成巨大的污染，对人类生存环境造成了极大的伤害，单一结构的可降解外卖餐盒再使用过后沾有油渍污渍，回收再利用的成本增加。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了环保耐热型餐盒及其制备方法，具有使用方便、易于回收以及可降解程度高的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：环保耐热型餐盒及其制备方法，包括为PLA的盒盖、为PLA-PBAT-PBS共挤形成内托及盒体；在所述盒体的顶端带有开口朝下的二号U型弯折边，在所述内托的顶端带有开口朝下的一号U型弯折边，所述二号U型弯折边可嵌入所述一号U型弯折边内，所述一号U型弯折边可嵌入所述盒盖内。
作为本发明的一种优选技术方案，所述二号U型弯折边的外侧面带有三号围边，在所述三号围边的顶面带有凸块；所述一号U型弯折边的外侧面带有二号围边，在所述二号围边内开设有供所述凸块贯穿的通孔；所述盒盖的外侧面带有一号围边，在所述一号围边的底面带有连接块，在所述连接块的底面开设有供所述凸块嵌入的连接槽。
作为本发明的一种优选技术方案，所述内托内带有隔板，所述隔板将所述内托的内部空间分隔成多个盛放区。
作为本发明的一种优选技术方案，所述盒体的内壁带有用于支撑所述内托的支撑环；所述盒体上带有波纹部。
作为本发明的一种优选技术方案，第一步：将对苯二甲酸、己二酸、1,4-丁二醇加入到反应釜中，在常压、150-240℃下进行酯化反应1-5h，再将反应釜抽真空至1000-30000Pa之间持续10-60min，然后再抽真空至100Pa以下，240-265℃下保持恒温反应60-240min，得到聚合物溶体，经水冷切粒，得到聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的粒料；
第二步：将丁二酸和丁二醇置于反应装置中，其中，丁二酸与丁二醇的摩尔数比为1-3：1,在温度为150-200℃下进行常压酯化反应，然后在温度为200-280℃，且在催化剂存在下减压至10-lOOPa缩聚得到聚丁二酸丁二醇酯；
第三步：(a)蒸发乳酸或乳酸衍生物溶液制备分子量为400-2000、总乳酸等价酸度119-124.5％、光学纯度相当于90-100％L-聚乳酸的低聚体；(b)将低聚体和解聚催化剂加入到解聚反应器，制备得到一富含乳酸的气相和富含低聚体的液相；(c)冷凝气相得到液态粗乳酸；(d)将粗乳酸抽取结晶；(e)分离和排出晶体得到一富含乳酸晶体的湿饼；(f)干燥湿饼，得到预纯化乳酸；和(g)结晶预纯化乳酸得到残留酸度低于10meq/kg、水含量低于200ppm和meso-乳酸含量低于1％的纯化乳酸；(h)聚合以上得到的乳酸制得聚乳酸；
第四步：将第一步得到聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的粒料与第二步得到的聚丁二酸丁二醇酯，与第三步得到的聚乳酸按照一定比例的混合；
A：混合：取上述获得的材料按照4:3:3的比例的混合，混合后放入高速混料机中混合均匀；
B：挤出造粒：将上述搅拌均匀的成分放入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒的温度为120℃-160℃；
C：挤出成型：将上述挤出造粒后的材料在温度100℃-170℃，压力为7MPa-11MPa的条件下挤出成型成聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合材料；
第五步：使用热成型设备将制备的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合材料分别成型成餐盒的盒体3、内托2、盒盖1；成型设备为浅野真空成型机，成型温度为110℃-140℃，加热时间为8.5秒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的餐盒，其成分中包含生物基材料聚乳酸、石油基材料聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯与聚丁二酸丁二醇酯，具有较高的耐热性能，热稳定性能好，并且具有优良的生物降解性，有利于生态环境的健康发展；同时具备聚乳酸的刚性、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的柔韧性与聚丁二酸丁二醇酯的耐热性，可耐热100℃；在使用过后，盒盖可以回收利用，内托盛放菜品之后，沾有油渍，可以降解堆肥以及能源化处理；盒体盛放米饭，清洗后可以进行回收降级使用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的盒盖正面结构示意图；
图3为本发明中的内托正面结构示意图；
图中：1、盒盖；101、一号围边；1011、连接块；1012、连接槽；2、内托；201、一号U型弯折边；202、二号围边；203、通孔；204、隔板；205、盛放区；3、盒体；301、二号U型弯折边；302、三号围边；303、凸块；304、支撑环；305、波纹部。
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-图3，本发明提供以下技术方案：环保耐热型餐盒及其制备方法，包括为PLA的盒盖1、为PLA-PBAT-PBS共挤形成内托2及盒体3；在盒体3的顶端带有开口朝下的二号U型弯折边301，在内托2的顶端带有开口朝下的一号U型弯折边201，二号U型弯折边301可嵌入一号U型弯折边201内，一号U型弯折边201可嵌入盒盖1内，在使用时，内托2和盒体3内均可存放食物，内托2置于盒体3内，使二号U型弯折边301嵌入一号U型弯折边201内，盒盖1盖在内托2上，使一号U型弯折边201嵌入盒盖1内即可；实际上，内托2及盒体3二者均采用聚乳酸、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯的复合材料，即PLA-PBAT-PBS共挤形成，将聚乳酸、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯的粒料按规定比例混合后，在温度100℃-170℃，压力为7MPa-11MPa的条件下挤出成型，盒盖1为单聚乳酸材质，相比现有的可降解餐盒的制备过程更简单、环保，同时提高了餐盒的耐高温性能，盒盖1、内托2及盒体3均在真空成型机内吸塑成型。
相比现有的可降解餐盒的制备过程更简单、环保，同时提高了餐盒的耐高温性能，盒体3与盒盖1的制备方法如下：
第一步：将对苯二甲酸、己二酸、1,4-丁二醇加入到反应釜中，在常压、150-240℃下进行酯化反应1-5h，再将反应釜抽真空至1000-30000Pa之间持续10-60min，然后再抽真空至100Pa以下，240-265℃下保持恒温反应60-240min，得到聚合物溶体，经水冷切粒，得到聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的粒料；
第二步：将丁二酸和丁二醇置于反应装置中，其中，丁二酸与丁二醇的摩尔数比为1-3：1,在温度为150-200℃下进行常压酯化反应，然后在温度为200-280℃，且在催化剂存在下减压至10-lOOPa缩聚得到聚丁二酸丁二醇酯；
第三步：(a)蒸发乳酸或乳酸衍生物溶液制备分子量为400-2000、总乳酸等价酸度119-124.5％、光学纯度相当于90-100％L-聚乳酸的低聚体；(b)将低聚体和解聚催化剂加入到解聚反应器，制备得到一富含乳酸的气相和富含低聚体的液相；(c)冷凝气相得到液态粗乳酸；(d)将粗乳酸抽取结晶；(e)分离和排出晶体得到一富含乳酸晶体的湿饼；(f)干燥湿饼，得到预纯化乳酸；和(g)结晶预纯化乳酸得到残留酸度低于10meq/kg、水含量低于200ppm和meso-乳酸含量低于1％的纯化乳酸；(h)聚合以上得到的乳酸制得聚乳酸；
第四步：将第一步得到聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的粒料与第二步得到的聚丁二酸丁二醇酯，与第三步得到的聚乳酸按照一定比例的混合。
A：混合：取上述获得的材料按照4:3:3的比例的混合，混合后放入高速混料机中混合均匀；
B：挤出造粒：将上述搅拌均匀的成分放入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒的温度为120℃-160℃；
C：挤出成型：将上述挤出造粒后的材料在温度100℃-170℃，压力为7MPa-11MPa的条件下挤出成型成聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合材料；
第五步：使用热成型设备将制备的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合材料分别成型成餐盒的盒体3、内托2、盒盖1；成型设备为浅野真空成型机，成型温度为110℃-140℃，加热时间为8.5秒。
具体的，根据附图1和附图2所示，本实施例中，二号U型弯折边301的外侧面带有三号围边302，在三号围边302的顶面带有凸块303；一号U型弯折边201的外侧面带有二号围边202，在二号围边202内开设有供凸块303贯穿的通孔203；盒盖1的外侧面带有一号围边101，在一号围边101的底面带有连接块1011，在连接块1011的底面开设有供凸块303嵌入的连接槽1012，内托2置于盒体3内且盒盖1盖在内托2上后，凸块303贯穿通孔203并嵌入连接槽1012内，保证盒盖1、内托2以及盒体3组合的可靠性和稳定性。
具体的，根据附图1和附图3所示，本实施例中，内托2内带有隔板204，隔板204将内托2的内部空间分隔成多个盛放区205，用于存放不同的食物。
具体的，根据附图1所示，本实施例中，盒体3的内壁带有用于支撑内托2的支撑环304，保证内托2的稳定性；盒体3上带有波纹部305，本实施例波纹部305的延伸方向为纵向，因此，盒体3在纵向上具有一定的形变能力，进一步提高了餐盒使用的安全性，同时也易于后续拆卸内托2和盒盖1。
本发明的工作原理及使用流程：本发明的餐盒，在使用时，内托2和盒体3内均可存放食物，内托2置于盒体3内，使二号U型弯折边301嵌入一号U型弯折边201内，盒盖1盖在内托2上，使一号U型弯折边201嵌入盒盖1内即可；
内托2及盒体3二者均采用聚乳酸、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯的复合材料，盒盖1为单聚乳酸材质，具有较高的耐热性能，热稳定性能好，并且具有优良的生物降解性，有利于生态环境的健康发展。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种环保耐热型餐盒，其特征在于：包括为PLA的盒盖（1）、为PLA-PBAT-PBS共挤形成内托（2）及盒体（3）；在所述盒体（3）的顶端带有开口朝下的二号U型弯折边（301），在所述内托（2）的顶端带有开口朝下的一号U型弯折边（201），所述二号U型弯折边（301）可嵌入所述一号U型弯折边（201）内，所述一号U型弯折边（201）可嵌入所述盒盖（1）内，其制备方法包括如下步骤：
第一步：将对苯二甲酸、己二酸、1 ,4-丁二醇加入到反应釜中，在常压、150-240℃下进行酯化反应1-5h，再将反应釜抽真空至1000-30000Pa之间持续10-60min，然后再抽真空至100Pa以下，240-265℃下保持恒温反应 60-240min，得到聚合物溶体，经水冷切粒，得到聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的粒料；
第二步：将丁二酸和丁二醇置于反应装置中，其中，丁二酸与丁二醇的摩尔数比为1-3：1,在温度为 150 -200℃下进行常压酯化反应，然后在温度为 200-280℃，且在催化剂存在下减压至10 -lOOPa缩聚得到聚丁二酸丁二醇酯；
第三步：(a)蒸发乳酸或乳酸衍生物溶液制备分子量为 400-2000、总乳酸等价酸度119-124.5%、光学纯度相当于90-100%L-聚乳酸的低聚体；（b）将低聚体和解聚催化剂加入到解聚反应器，制备得到一富含乳酸的气相和富含低聚体的液相；(c)冷凝气相得到液态粗乳酸；（d）将粗乳酸抽取结晶；(e)分离和排出晶体得到一富含乳酸晶体的湿饼；(f)干燥湿饼，得到预纯化乳酸；和(g)结晶预纯化乳酸得到残留酸度低于10meq/kg、水含量低于200ppm和 meso-乳酸含量低于1%的纯化乳酸；（h）聚合以上得到的乳酸制得聚乳酸；
第四步：将第一步得到聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的粒料与第二步得到的聚丁二酸丁二醇酯，与第三步得到的聚乳酸按照一定比例的混合；
A：混合：取上述获得的材料按照4:3:3 的比例的混合，混合后放入高速混料机中混合均匀；
B：挤出造粒：将上述搅拌均匀的成分放入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒的温度为 120℃-160℃；
C：挤出成型：将上述挤出造粒后的材料在温度100℃-170℃，压力为 7MPa-11MPa 的条件下挤出成型成聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合材料；
第五步：使用热成型设备将制备的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合材料分别成型成餐盒的盒体（3）、内托（2）、盒盖（1）；成型设备为浅野真空成型机，成型温度为 110℃-140℃，加热时间为 8.5 秒。
2.根据权利要求1所述的环保耐热型餐盒，其特征在于：所述二号U型弯折边（301）的外侧面带有三号围边（302），在所述三号围边（302）的顶面带有凸块（303）；所述一号U型弯折边（201）的外侧面带有二号围边（202），在所述二号围边（202）内开设有供所述凸块（303）贯穿的通孔（203）；所述盒盖（1）的外侧面带有一号围边（101），在所述一号围边（101）的底面带有连接块（1011），在所述连接块（1011）的底面开设有供所述凸块（303）嵌入的连接槽（1012）。
3.根据权利要求1所述的环保耐热型餐盒，其特征在于：所述内托（2）内带有隔板（204），所述隔板（204）将所述内托（2）的内部空间分隔成多个盛放区（205）。
4.根据权利要求1所述的环保耐热型餐盒，其特征在于：所述盒体（3）的内壁带有用于支撑所述内托（2）的支撑环（304）；所述盒体（3）上带有波纹部（305）。
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