CN114163706A - 一种环保的塑料制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料制品领域，更具体地，本发明涉及C08J5/18。环保的塑料制品，按重量份计，制备原料包括20‑40份高密度聚乙烯、10‑15份聚酯类聚合物、10‑15份矿物质、1‑3份聚乙烯醇、2‑6份烯烃基有机酯。本申请中塑料制品的制备方法简单，操作方便，得到的塑料制品降解迅速，30天后降解失重超过40％，具有优异的保鲜性。

Description

一种环保的塑料制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料制品领域，更具体地，本发明涉及C08J5/18。
背景技术
目前国家出具了各项政策来应对白色污染的发生。CN201310672284通过采用降解聚酯类聚合物材料，例如柔性降解聚酯类聚合物和刚性降解聚酯类聚合物，同时添加增容剂、保温剂、保湿剂、耐老化剂、爽滑剂以及开口剂得到一种聚酯类聚合物类完全生物降解地膜，该地膜具有生物降解性，然而其使用的是低密度聚乙烯，当生物降解地膜在厚度为0.01mm时，很容易受到外界的不可控力而撕裂；CN201310200556通过使用马铃薯淀粉、聚乙烯醇、增塑剂、交联剂等原料得到一种可降解地膜，然而该可降解地膜的制备原料含有较多的马铃薯淀粉，在制备的过程中较为繁琐，不利于大规模的工业化生产。
发明内容
针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种环保的塑料制品，按重量份计，制备原料包括20-40份高密度聚乙烯、10-15份聚酯类聚合物、10-15份矿物质、1-3份聚乙烯醇、2-6份烯烃基有机酯。
在一种实施方式中，所述环保的塑料制品的制备原料还包括1-5重量份硬脂酸。
在一种实施方式中，所述环保的塑料制品的制备原料还包括1-5重量份邻苯二甲酸酯。
在一种实施方式中，所述环保的塑料制品的制备原料还包括1-5重量份偶联剂。
在一种实施方式中，所述环保的塑料制品的制备原料还包括5-8重量份壳聚糖。
在一种优选的实施方式中，所述环保的塑料制品的制备原料包括32份高密度聚乙烯、13份聚酯类聚合物、12份矿物质、1-3份聚乙烯醇、2-6份烯烃基有机酯、3份硬脂酸、4份邻苯二甲酸酯、2份偶联剂、6份壳聚糖。
在一种实施方式中，所述塑料制品的厚度小于0.1mm。
优选的，所述塑料制品的厚度小于0.05mm，更优选为0.01mm。
在一种实施方式中，所述高密度聚乙烯根据在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为5-10g/10min，优选为7.16g/10min。
本申请中熔体流动速率的测试标准为Q/SY FH(ZX)0622-2012 4.5。
本申请中熔体流动速率为7.16g/10min的高密度聚乙烯购自余姚乘风塑化有限公司，牌号为FHC7260。
当塑料制品的厚度小于0.1mm时，此时塑料制品的拉伸强度降低，而申请人意外的发现，当使用的高密度聚乙烯在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为5-10g/10min时，此时可以在塑料制品的厚度小于0.1mm时可以保证优异的拉伸强度，尤其是当塑料制品的厚度小于0.05mm时，也有维持一定的拉伸强度，即使在外界的风力、暴晒、暴雨等环境中，也不容易被撕裂，满足生产生活的要求。
在一种实施方式中，聚酯类聚合物为(a)己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物和/或(b)聚乳酸。
优选的，所述聚酯类聚合物为聚乳酸。
进一步优选的，所述聚乳酸在25℃的密度为1.2-2g/cm3，更优选为2g/cm3。
优选的，所述聚乳酸在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为5-7g/10min。
本申请所述聚乳酸购自佛山市瑞盛塑胶有限公司，牌号为L105。
申请人在实验中发现，虽然使用本申请中特定的高密度聚乙烯赋予了较薄塑料制品一定的拉伸强度，然而申请人发现，得到的塑料制品的柔软性降低，申请人在实验中意外的发现，当加入一定量的聚乳酸，且聚乳酸的密度25℃的密度为1.2-2g/cm3，尤其是密度为2g/cm3，且在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为5-7g/10min时，此时该塑料制品的柔软性提高，在本领域技术人员的认知中，密度相差较大的2种物质共混时容易获得不均匀的体系而在加工过程中避免2种密度相差较大的2种物质同时使用，而申请人意外发现正是由于该密度的差异同时结合本申请中特定熔体流动速率的聚乳酸反而解决了本申请中特定的高密度聚乙烯带来的柔软性能低的问题，申请人认为可能的原因是该密度较大的聚乳酸在加热融化吹膜流动的过程中，影响本申请中高密度聚乙烯的流动性，影响塑料制品的取向度，使得无规排列的晶体增加，降低杨氏模量。
在一种实施方式中，所述矿物质为无机钙盐和/或贝壳粉。
本申请所述贝壳粉不作特别限定，本领域技术人员可作常规选择。
进一步优选的，所述贝壳粉为牡蛎贝壳粉。
本申请所述牡蛎贝壳粉购自青岛红岛经济区东泰科技食品有限公司。
优选的，所述矿物质为牡蛎贝壳粉。
在一种实施方式中，所述聚乙烯醇的粒径为10-200目。
优选的，在20℃的4wt％的聚乙烯醇水溶液的粘度为23-27mPa.s。
本申请中聚乙烯醇购自上海外电国际贸易有限公司。
在一种实施方式中，所述烯烃基有机酯的碳数为3-6。
优选的，所述烯烃基有机酯为醋酸乙烯酯。
在一种实施方式中，所述聚乙烯醇和烯烃基有机酯的重量比为1：(1-2)，优选为1：1.5。
申请人在之前申请的一篇降解保鲜袋的专利申请继续优化研究的过程中发现，当使用本申请中熔体流动速率为5-10g/10min的高密度聚乙烯在提高抗撕裂性能时，得到的制品表面会有褶皱缺陷，申请人在提高该制品的机械性能的进一步研究过程中，意外的发现，当同时使用聚乙烯醇和烯烃基有机酯，且重量比为1：(1-2)时，尤其是在聚乙烯醇的粒径为10-200目，且20℃的4wt％的聚乙烯醇水溶液的粘度为23-27mPa.s，同时烯烃基有机酯为醋酸乙烯酯时，此时制得的制品的褶皱消失，申请人认为可能的原因是该特定粒径的聚乙烯醇在塑化的过程中，由于与醋酸乙烯酯分子链长度的不同，调节了矿物质和有机分子间的分子运动性能力，降低运动能力的差异化，使得制备原料混合物各向同向的均匀扩展。
在一种实施方式中，所述壳聚糖的脱乙酰度为85-90％，优选为90％。
优选的，所述壳聚糖的粒径为40-80目，优选为60目。
本申请中所述壳聚糖购自山东奥康生物科技有限公司。
申请人在实验中意外的发现，添加了一部分的聚乙烯醇可以在一定程度上提高塑化成膜性，然而却导致塑料制品的颜色有微淡的黄色而限制了该塑料制品的使用，而申请人意外的发现，当添加特定量的壳聚糖，且壳聚糖的脱乙酰度为85-90％，尤其是壳聚糖的粒径为40-80目时，此时避免了聚乙烯醇存在带来的颜色问题，申请人认为可能的原因是该较长链段且具有一定空间位阻的壳聚糖在一定程度上降低了聚乙烯醇分子间相互吸引而形成氢键的可能性，同时不同碳数的羟基和氨基作用全方位多角度地在一定程度上避免了聚乙烯醇分子内羟基间的作用力，而申请人意外的发现使用现有技术中常规的小分子物质却无法有效防止聚乙烯醇带来的颜色缺陷，可能是本申请中含量较多的大分子高密度聚乙烯以及聚乳酸限制了该小分子物质的运动，使其难发挥作用。
此外，申请人意外的发现，当使用本申请中特定含量和种类的高密度聚乙烯和壳聚糖还能保证该塑料制品对食品的保鲜性，申请人认为可能的原因是该原料得到的塑料制品分子链之间的交错分布的密度使得一些吸水基团保护起来，降低了对水分子的相互作用力。
本申请所述偶联剂不作特别限定，本领域技术人员可作常规选择。
优选的，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，购自南京经天纬化工有限公司，型号为JTW-18。
本发明第二个方面提供了一种环保的塑料制品的制备方法，包括：将高密度聚乙烯、聚酯类聚合物、矿物质、聚乙烯醇、烯烃基有机酯和壳聚糖在高速混合机中混合，然后塑化、挤出造粒、吹膜成型即得。
在一种实施方式中，所述环保的塑料制品的制备方法，包括：将高密度聚乙烯、聚酯类聚合物、矿物质、聚乙烯醇、烯烃基有机酯、硬脂酸、邻苯二甲酸酯、偶联剂和壳聚糖在高速混合机中混合，然后塑化、挤出造粒、吹膜成型即得。
本申请中在环保的塑料制品的制备方法中本申请中未公开的部分，本领域技术人员可作常规选择。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本申请采用在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为5-10g/10min的高密度聚乙烯，在塑料制品的厚度小于0.1mm时可以保证优异的拉伸强度，尤其是当塑料制品的厚度小于0.05mm时，也有维持一定的拉伸强度，即使在外界的风力、暴晒、暴雨等环境中，也不容易被撕裂，满足生产生活的要求；
(2)添加本申请中特定的壳聚糖，即壳聚糖的脱乙酰度为85-90％，粒径为40-80目，避免了聚乙烯醇存在带来的颜色缺陷；
(3)本申请采用特定聚乙烯醇和烯烃基有机酯的组合，避免了熔体流动速率为5-10g/10min的高密度聚乙烯带来的褶皱缺陷；
(4)本申请中塑料制品的制备方法简单，操作方便，得到的塑料制品降解迅速，30天后降解失重超过40％，具有优异的保鲜性。
具体实施方式
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供了一种环保的塑料制品，按重量份计，制备原料如下：
20份高密度聚乙烯、10份聚酯类聚合物、10份矿物质、3份聚乙烯醇、3份烯烃基有机酯、1份硬脂酸、1份邻苯二甲酸酯、1份偶联剂、5份壳聚糖。
所述高密度聚乙烯根据Q/SY FH(ZX)0622-2012 4.5在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为7.16g/10min，购自余姚乘风塑化有限公司，牌号为FHC7260。
所述聚酯类聚合物为聚乳酸，在25℃的密度为2g/cm3，在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为5-7g/10min，购自佛山市瑞盛塑胶有限公司，牌号为L105。
所述矿物质为牡蛎贝壳粉，购自青岛红岛经济区东泰科技食品有限公司。
所述聚乙烯醇的粒径为10-200目，20℃的4wt％的聚乙烯醇水溶液的粘度为23-27mPa.s，购自上海外电国际贸易有限公司。
所述烯烃基有机酯为醋酸乙烯酯。
所述壳聚糖的脱乙酰度为85％，粒径为60目，购自山东奥康生物科技有限公司。
所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，购自南京经天纬化工有限公司，型号为JTW-18。
所述环保的塑料制品的制备方法为：将高密度聚乙烯、聚酯类聚合物、矿物质、聚乙烯醇、烯烃基有机酯、硬脂酸、邻苯二甲酸酯、偶联剂和壳聚糖在高速混合机中混合，然后塑化、挤出造粒、吹膜成型至厚度为0.01mm即得。
实施例2
本发明的实施例2提供了一种环保的塑料制品，按重量份计，制备原料如下：
40份高密度聚乙烯、15份聚酯类聚合物、15份矿物质、3份聚乙烯醇、6份烯烃基有机酯、5份硬脂酸、5份邻苯二甲酸酯、5份偶联剂、8份壳聚糖。
所述高密度聚乙烯根据Q/SY FH(ZX)0622-2012 4.5在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为7.16g/10min，购自余姚乘风塑化有限公司，牌号为FHC7260。
所述聚酯类聚合物为聚乳酸，在25℃的密度为2g/cm3，在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为5-7g/10min，购自佛山市瑞盛塑胶有限公司，牌号为L105。
所述矿物质为牡蛎贝壳粉，购自青岛红岛经济区东泰科技食品有限公司。
所述聚乙烯醇的粒径为10-200目，20℃的4wt％的聚乙烯醇水溶液的粘度为23-27mPa.s，购自上海外电国际贸易有限公司。
所述烯烃基有机酯为醋酸乙烯酯。
所述壳聚糖的脱乙酰度为90％，粒径为60目，购自山东奥康生物科技有限公司。
所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，购自南京经天纬化工有限公司，型号为JTW-18。
所述环保的塑料制品的制备方法为：将高密度聚乙烯、聚酯类聚合物、矿物质、聚乙烯醇、烯烃基有机酯、硬脂酸、邻苯二甲酸酯、偶联剂和壳聚糖在高速混合机中混合，然后塑化、挤出造粒、吹膜成型至厚度为0.01mm即得。
实施例3
本发明的实施例3提供了一种环保的塑料制品，按重量份计，制备原料如下：
32份高密度聚乙烯、13份聚酯类聚合物、12份矿物质、3份聚乙烯醇、4.5份烯烃基有机酯、3份硬脂酸、4份邻苯二甲酸酯、2份偶联剂、6份壳聚糖。
所述高密度聚乙烯根据Q/SY FH(ZX)0622-2012 4.5在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为7.16g/10min，购自余姚乘风塑化有限公司，牌号为FHC7260。
所述聚酯类聚合物为聚乳酸，在25℃的密度为2g/cm3，在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为5-7g/10min，购自佛山市瑞盛塑胶有限公司，牌号为L105。
所述矿物质为牡蛎贝壳粉，购自青岛红岛经济区东泰科技食品有限公司。
所述聚乙烯醇的粒径为10-200目，20℃的4wt％的聚乙烯醇水溶液的粘度为23-27mPa.s，购自上海外电国际贸易有限公司。
所述烯烃基有机酯为醋酸乙烯酯。
所述壳聚糖的脱乙酰度为90％，粒径为60目，购自山东奥康生物科技有限公司。
所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，购自南京经天纬化工有限公司，型号为JTW-18。
所述环保的塑料制品的制备方法为：将高密度聚乙烯、聚酯类聚合物、矿物质、聚乙烯醇、烯烃基有机酯、硬脂酸、邻苯二甲酸酯、偶联剂和壳聚糖在高速混合机中混合，然后塑化、挤出造粒、吹膜成型至厚度为0.01mm即得。
将本申请中制得的塑料制品包装生菜2天后，生菜未发生明显的变化。
实施例4
本发明的实施例4提供了一种环保的塑料制品，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述聚酯类聚合物的重量份为0。
所述环保的塑料制品的制备方法为：将高密度聚乙烯、矿物质、聚乙烯醇、烯烃基有机酯、硬脂酸、邻苯二甲酸酯、偶联剂和壳聚糖在高速混合机中混合，然后塑化、挤出造粒、吹膜成型至厚度为0.01mm即得。
实施例5
本发明的实施例5提供了一种环保的塑料制品，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述聚乳酸在25℃的密度为1.20-1.30g/cm3，在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为10-20g/10min。
所述环保的塑料制品的制备方法其具体实施方式同实施例3。
实施例6
本发明的实施例6提供了一种环保的塑料制品，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述壳聚糖的重量份为0。
所述环保的塑料制品的制备方法为：将高密度聚乙烯、聚酯类聚合物、矿物质、聚乙烯醇、烯烃基有机酯、硬脂酸、邻苯二甲酸酯、偶联剂在高速混合机中混合，然后塑化、挤出造粒、吹膜成型至厚度为0.01mm即得。
性能评估
1.手感：分别评价实施例1-6得到的塑料制品的手感，评价结果分为三级，一级：手感很柔软；二级：手感较为柔软，具有一定的挺度；三级：柔软度一般，挺度较大。
2.外观：分别观察并记录实施例1-6得到的塑料制品，若其颜色未出现淡黄色，则表示合格，否则记为不合格。
表1
手感 颜色
实施例1 一级 合格
实施例2 一级 合格
实施例3 一级 合格
实施例4 三级 合格
实施例5 二级 合格
实施例6 一级 不合格

Claims (10)

1.一种环保的塑料制品，其特征在于，按重量份计，制备原料包括20-40份高密度聚乙烯、10-15份聚酯类聚合物、10-15份矿物质、1-3份聚乙烯醇、2-6份烯烃基有机酯；所述矿物质为无机钙盐和/或贝壳粉。
2.根据权利要求1所述环保的塑料制品，其特征在于，所述塑料制品的厚度小于0.1mm。
3.根据权利要求2所述环保的塑料制品，其特征在于，所述高密度聚乙烯在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为5-10g/10min。
4.根据权利要求1-3任一项所述环保的塑料制品，其特征在于，所述聚酯类聚合物为(a)己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物和/或(b)聚乳酸。
5.根据权利要求4所述环保的塑料制品，其特征在于，所述聚乳酸在25℃的密度为1.2-2g/cm3。
6.根据权利要求5所述环保的塑料制品，其特征在于，所述聚乳酸在190℃，2.16Kg测得的熔体流动速率为5-7g/10min。
7.根据权利要求5或6所述环保的塑料制品，其特征在于，所述聚乙烯醇的粒径为10-200目。
8.根据权利要求7所述环保的塑料制品，其特征在于，所述塑料制品的制备原料还包括5-8重量份壳聚糖。
9.根据权利要求8所述环保的塑料制品，其特征在于，所述壳聚糖的脱乙酰度为85-90％。
10.一种根据权利要求8或9所述环保的塑料制品的制备方法，其特征在于，包括：将高密度聚乙烯、聚酯类聚合物、矿物质、聚乙烯醇、烯烃基有机酯和壳聚糖在高速混合机中混合，然后塑化、挤出造粒、吹膜成型即得。
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