CN114456445A - 多功能降解塑料母粒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多功能降解塑料母粒，采购纯度≥95%、细度为1000‑2000目（≤0.005mm）的氧化钙，在加热110℃的高速搅拌机组中将比例34kg氧化钙和30kg淀粉用2kg偶联剂改性处理，适当降温冷却，再加25kg塑料原料、3kg光降解剂、2kg硬脂酸钙、4kg润滑分散剂搅拌均匀，将搅拌均匀的原料输送到双螺杆造粒机组或密炼机组，经塑化挤出造粒制成多功能降解母粒，将多功能降解母粒按20%‑100%的添加量与定量原料搅拌均匀，经塑料制品机械生产具有降解性能的塑料制品，如一次性托盘、塑料袋，多功能降解塑料母粒以氧化钙和淀粉作为降解塑料主要原料，原料材资源丰富，大大的降低使用成本，代替了部分淀粉在降解塑料中的应用，减少淀粉类物质的供应缺口，减少粮食的消耗。
Description
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，具体为多功能降解塑料母粒。
背景技术
现有的降解塑料方式主要是生物分解塑料为主，是指在自然界如土壤和/或沙土等条件下或在特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物作用下，引发降解塑料的主要成份如淀粉等有机物发酵而破坏塑料结构起降解作用，并最终完全降解变成二氧化碳(CO2 )或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。生物降解塑料主要是由天然高分子(如淀粉、纤维素、甲壳质)或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。从2006年国家发展和改革委员会推广生物质生物降解材料发展至今，降解塑料主还是以淀粉为主要原料的在市场较为认可，主要有生物物降解塑料、聚乳酸(PLA)、PBAT（聚对苯二甲酸/己二酸/丁二脂）等。如聚乳酸(PLA)是以淀粉、纤维素、甲壳质等物质发酵提炼制成，PLA 材料具有光洁的表面和高度的透明度，但价格过于昂贵，必定增加下游厂家的生产成本。
生物物降解塑料暴露的缺点：
1、原料主要是以超细淀粉为主，是易燃性物质，含水份量较高，须烘干处理时间不好掌握易烧焦，加工过程中会产生较大粉尘，存在粉尘爆炸的隐患较大；
2、淀粉类物质制的成品可以说是微生物培基，是通过微生物发酵作用分解，而从成品如生物降解胶袋出厂使用过程有可能生产有害微生物接触性污染；
3、淀粉主要用玉米、薯类等来生产，按照中国塑协降解塑料专业委员会的统计，2005年已有从事生物降解塑料的企业约30家产量已达6万吨/年，每年增长；2020年在国家大力推广下，以淀粉类物质要求量更加庞大，必定对粮食产生冲突，如出现自然灾害下粮食紧缺，矛盾更大；
4、以聚乳酸(PLA)、PBAT（聚对苯二甲酸/己二酸/丁二脂）、PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、聚羟基烷酸酯( 简称PHA)作为生物降解塑料，由于提炼过于复杂，产量低，价格远远高于传统塑料，不被市场接受；
5、PLA及PBAT等本身熔点较低、熔指又较高、易吸水的缺点，可适用产品有限，对制品生产设备要求较高；经多次实践生产，现有的塑料制品设备需要经过改造才能正常生产，如何改造设备也是个难题，大大增加企业成本。
因此，为解决上述问题，提出多功能降解塑料母粒。
发明内容
本发明的目的在于提供多功能降解塑料母粒，以解决上述背景技术中提出的淀粉为主，含水份量较高，须烘干处理时间不好掌握易烧焦，加工过程中会产生较大粉尘，存在粉尘爆炸的隐患较大，淀粉类物质要求量更加庞大，必定对粮食产生冲突等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：多功能降解塑料母粒，采购纯度≥95%、细度 为1000-2000目（≤0.005mm）的氧化钙，在加热110℃的高速搅拌机组中将比例34kg氧化钙和30kg淀粉用2kg偶联剂改性处理，适当降温冷却，再加25kg塑料原料、3kg光降解剂、2kg硬脂酸钙、4kg润滑分散剂搅拌均匀，将搅拌均匀的原料输送到双螺杆造粒机组或密炼机组，经塑化挤出造粒制成多功能降解母粒，将多功能降解母粒按20%-100%的添加量与定量原料搅拌均匀，经塑料制品机械生产具有降解性能的塑料制品，如一次性托盘、塑料袋；多功能降解塑料母粒100%的添加量是指根据客户产品特性而定做的多功能降解塑料母粒可当成塑料原料，可以直接生产成制品，该制品在废弃后，其成份中的氧化钙会缓慢地与环境中的水分反应，淀粉会被微生物分解,在阳光作用下会加快脆化，得多途径的的降解，最终完全降解变成二氧化碳(CO2 )或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料，包括如下步骤：
步骤一：采购纯度≥95%、细度为1000-2000目（≤0.005mm）的氧化钙；
步骤二：在加热110℃的高速搅拌机组中将比例34kg氧化钙和30kg淀粉用2kg偶联剂改性处理；
步骤三：适当降温后，再加25kg塑料原料、3kg光降解剂、2kg硬脂酸钙、4kg润滑分散剂搅拌均匀；
步骤四：将搅拌均匀的原料输送到双螺杆造粒机组或密炼机组，经塑化挤出造粒制成多功能降解母粒；
步骤五：将多功能降解母粒按20%-100%的添加量与定量原料搅拌均匀，经塑料制品机械生产具有降解性能的塑料制品，如一次性托盘、塑料袋；
步骤六：该制品在废弃后，其成份中的氧化钙会缓慢地与环境中的水分反应，淀粉会被微生物分解,在阳光作用下会加快脆化，得多途径的的降解，最终完全降解变成二氧化碳(CO2 )或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。
优选的，所述筛选提取精细氧化钙纯度≥95%、细度为1000-2000目（≤0.005mm）的粉体为原料。
优选的，所述氧化钙和淀粉在高速搅拌机中加入偶联剂通过立式搅拌机进行改性处理，搅拌机是平底桶形辐射循环螺旋叶轮机械搅拌式，并附带变频控速、降温冷却功能。
优选的，所述氧化钙、淀粉和偶联剂加入比例为34:30:2。
优选的，所述造粒机采用双螺杆造粒机，且双螺杆造粒机型号50以上，且设备的长径比≥40：1，44：1且在为宜，且螺杆造粒机加热圈为1.5KW-2KW，也可用密炼机组生产。
优选的，所述塑料原料、光降解剂、硬脂酸钙和润滑分散剂加入比例为25：3:2:4。
优选的，所述多功能降解塑料母粒100%的添加量是指根据客户产品特性而定做的多功能降解塑料母粒可当成塑料原料，可以直接生产成制品。
优选的，所述制品在废弃后，其成份中的氧化钙会缓慢地与环境中的水分反应，CaO+H2O=Ca（OH）2，Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O，在高温环境下，CaO+CO2=CaCO3淀粉会被微生物分解,在阳光作用下会加快脆化，得多途径的的降解，最终完全降解变成二氧化碳(CO2 )或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料等。
优选的，所述制品在光的作用下，光引发剂分解成自由基引发聚合物分解，光敏剂受激发吸收传递能量促进做塑料降解，利用结合氧化钙的吸热和导热性能及化学反应性能、生物降解塑料的微生物发酵分解能力和光降解塑料性能来降解塑料制品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、多功能降解塑料母粒以氧化钙和淀粉作为降解塑料主要原料，氧化钙的生产原料是石灰石（碳酸钙、俗称石头），原料材资源丰富，开采工艺简单，生产过程更安全。
2、多功能降解塑料母粒以氧化钙和淀粉作为降解塑料主要原料，工业氧化钙价格低，至少比淀粉的低50%以上，比塑料原料都便宜，作为降解塑料的主要原料，必定大大的降低使用成本，降解塑料制品价格，更容易被市场接受。
3、多功能降解塑料母粒以氧化钙和淀粉作为降解塑料主要原料，代替了部分淀粉在降解塑料中的应用，减少淀粉类物质的供应缺口，减少粮食的消耗。
4、多功能降解塑料母粒以氧化钙和淀粉作为降解塑料主要原料，氧化钙具有一定的消菌作用，在降解塑料制品的生产运输及使用过程中不会滋养细菌。
5、多功能降解塑料母粒以氧化钙和淀粉作为降解塑料主要原料，氧化钙粉不是易燃易爆粉尘，大量生产时不会产粉尘爆炸；氧化钙具有吸水性与淀粉混合烘干改性，能有效的解决淀粉的水份处理的难题，并降低粉尘烛爆炸的机率。
6、多功能降解塑料母粒以氧化钙和淀粉作为降解塑料主要原料，氧化钙无色无味，添加在塑料袋里面，不会产生异味；用淀粉做的塑料制品带有一股面包味。以氧化钙为主要原料，再加入适量的淀粉，能有效的减少降解塑料制品的异味。
7、多功能降解塑料母粒以氧化钙和淀粉作为降解塑料主要原料，适量当氧化钙与塑料均匀结合后受到了塑料的包埋后，化学性能很稳定，反应速度非常缓慢。在湿润的环境里或在空气中，CaO+H2O=Ca（OH）2，Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O 在高温环境下，CaO+CO2=CaCO3。
8、使用多功能降解塑料母粒降解可根据客户产品的特性，灵活调配降解原料组合及比例，控制降解周期，同时能更有效的促进制品全面降解。
9、使用多功能降解塑料母粒生产降解塑料，不用改造塑料制品生产设备。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
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。
本发明提供的一种实施例：
实施例一：
采购纯度≥95%、细度 为1000-2000目（≤0.005mm）的氧化钙，在加热110℃的高速搅拌机组中将比例34kg氧化钙和30kg淀粉用2kg偶联剂改性处理，适当降温冷却，再加25kg塑料原料、3kg光降解剂、2kg硬脂酸钙、4kg润滑分散剂搅拌均匀，将搅拌均匀的原料输送到双螺杆造粒机组或密炼机组，经塑化挤出造粒制成多功能降解母粒，将多功能降解母粒按20%-100%的添加量与定量原料搅拌均匀，经塑料制品机械生产具有降解性能的塑料制品，如一次性托盘、塑料袋，该制品在废弃后，其成份中的氧化钙会缓慢地与环境中的水分反应，淀粉会被微生物分解,在阳光作用下会加快脆化，得多途径的的降解，最终完全降解变成二氧化碳(CO2 )或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。
实施例二：
采购纯度≥95%、细度 为1000-2000目（≤0.005mm）的氧化钙，在加热110℃的高速搅拌机组中将比例68kg氧化钙和60kg淀粉用4kg偶联剂改性处理，适当降温冷却，再加50kg塑料原料、6kg光降解剂、4kg硬脂酸钙、8kg润滑分散剂搅拌均匀，将搅拌均匀的原料输送到双螺杆造粒机组或密炼机组，经塑化挤出造粒制成多功能降解母粒，将根据客户产品特性而定做的多功能降解塑料母粒可当成塑料原料，可以直接生产成制品，该制品在废弃后，其成份中的氧化钙会缓慢地与环境中的水分反应，淀粉会被微生物分解,在阳光作用下会加快脆化，得多途径的的降解，最终完全降解变成二氧化碳(CO2 )或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。
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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.多功能降解塑料母粒，其特征在于，所述采购纯度≥95%、细度 为1000-2000目（≤0.005mm）的氧化钙，在加热110℃的高速搅拌机组中将比例34kg氧化钙和30kg淀粉用2kg偶联剂改性处理，适当降温冷却，再加25kg塑料原料、3kg光降解剂、2kg硬脂酸钙、4kg润滑分散剂搅拌均匀，将搅拌均匀的原料输送到双螺杆造粒机组或密炼机组，经塑化挤出造粒制成多功能降解母粒，将多功能降解母粒按20%-100%的添加量与定量原料搅拌均匀，经塑料制品机械生产具有降解性能的塑料制品，如一次性托盘、塑料袋，多功能降解塑料母粒100%的添加量是指根据客户产品特性而定做的多功能降解塑料母粒可当成塑料原料，可以直接生产成制品，该制品在废弃后，其成份中的氧化钙会缓慢地与环境中的水分反应，淀粉会被微生物分解,在阳光作用下会加快脆化，得多途径的的降解，最终完全降解变成二氧化碳(CO2 )或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料，包括如下步骤：
步骤一：采购纯度≥95%、细度为1000-2000目（≤0.005mm）的氧化钙；
步骤二：在加热110℃的高速搅拌机组中将比例34kg氧化钙和30kg淀粉用2kg偶联剂改性处理；
步骤三：适当降温后，再加25kg塑料原料、3kg光降解剂、2kg硬脂酸钙、4kg润滑分散剂搅拌均匀；
步骤四：将搅拌均匀的原料输送到双螺杆造粒机组或密炼机组，经塑化挤出造粒制成多功能降解母粒；
步骤五：将多功能降解母粒按20%-100%的添加量与定量原料搅拌均匀，经塑料制品机械生产具有降解性能的塑料制品，如一次性托盘、塑料袋；
步骤六：该制品在废弃后，其成份中的氧化钙会缓慢地与环境中的水分反应，淀粉会被微生物分解,在阳光作用下会加快脆化，得多途径的的降解，最终完全降解变成二氧化碳(CO2 )或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。
2.根据权利要求1所述的多功能降解塑料母粒，其特征在于：所述筛选提取精细氧化钙纯度≥95%、细度为1000-2000目（≤0.005mm）的粉体为原料。
3.根据权利要求1所述的多功能降解塑料母粒，其特征在于：所述氧化钙和淀粉在高速搅拌机中加入偶联剂通过立式搅拌机进行改性处理，搅拌机是平底桶形辐射循环螺旋叶轮机械搅拌式，并附带变频控速、降温冷却功能。
4.根据权利要求3所述的多功能降解塑料母粒，其特征在于：所述氧化钙、淀粉和偶联剂加入比例为34:30:2。
5.根据权利要求1所述的多功能降解塑料母粒，其特征在于：所述造粒机采用双螺杆造粒机，且双螺杆造粒机型号50以上，且设备的长径比≥40：1，44：1且在为宜，且螺杆造粒机加热圈为1.5KW-2KW，也可用密炼机组生产。
6.根据权利要求1所述的多功能降解塑料母粒，其特征在于：所述塑料原料、光降解剂、硬脂酸钙和润滑分散剂加入比例为25：3:2:4。
7.根据权利要求1所述的多功能降解塑料母粒，其特征在于：所述多功能降解塑料母粒100%的添加量是指根据客户产品特性而定做的多功能降解塑料母粒可当成塑料原料，可以直接生产成制品。
8.根据权利要求1所述的多功能降解塑料母粒，其特征在于：所述制品在废弃后，其成份中的氧化钙会缓慢地与环境中的水分反应，CaO+H2O=Ca（OH）2，Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O，在高温环境下，CaO+CO2=CaCO3淀粉会被微生物分解,在阳光作用下会加快脆化，得多途径的的降解，最终完全降解变成二氧化碳(CO2 )或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料等。
9.根据权利要求8所述的多功能降解塑料母粒，其特征在于：所述制品在光的作用下，光引发剂分解成自由基引发聚合物分解，光敏剂受激发吸收传递能量促进做塑料降解，利用结合氧化钙的吸热和导热性能及化学反应性能、生物降解塑料的微生物发酵分解能力和光降解塑料性能来降解塑料制品。
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