CN114806102A - 一种可降解玩具的制备方法及其制得的玩具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可降解玩具的制备方法,包括以下步骤:S1、第一混合物制备:将PBAT、全淀粉塑料与聚乙烯醇共混,得到第一混合物;S2、第二混合物制备:将十二烷基苯磺酸钠和秸秆粉进行共混,得到第二混合物;S3、玩具母料制备:将第二混合物和第一混合物中进行共混,得到玩具母料;S4、将玩具母料放入模具中模压成型,得到玩具胚体,在玩具胚体的表面涂布聚偏氟乙烯涂层,得到成品玩具。本发明延长玩具的使用寿命同时降低了可降解玩具的生产成本,也增加了塑料玩具的力学性能;通过在玩具胚体的表面涂布聚偏氟乙烯涂层,使玩具本体与空气隔离,提高玩具的使用寿命,同时使玩具更耐脏,更容易清洗。
Description
技术领域
本发明涉及玩具领域技术,具体涉及一种可降解玩具的制备方法及其制得的玩具。
背景技术
近几年来,随着高分子材料从上世纪被发明以来,其广泛应用于各个领域,但高分子材料的分子量较大,难以降解与老化,因此在自然界中存在大量的白色黑色垃圾,近些年为解决这些问题,国家大力发展可降解塑料,可降解塑料的改性与商用化也被提上日程。
在玩具领域,塑料制品以其价格低廉、耐用、手感好等特点被广泛应用,但在玩具领域可降解塑料的应用很少,其原因在于可降解塑料的价格较高且使用寿命短。针对以上现象,有必要开发新的塑料玩具。
发明内容
本发明针对现有技术存在之缺失,提供了一种可降解玩具的制备方法及其制得的玩具,其能提高塑料玩具的降解速度,降低可降解塑料玩具的生产成本,同时提高玩具的使用寿命。
为实现上述目的,本发明采用如下之技术方案:
一种可降解玩具的制备方法,包括以下步骤:
S1、第一混合物制备:将PBAT、全淀粉塑料与聚乙烯醇共混,得到第一混合物;
S2、第二混合物制备:将十二烷基苯磺酸钠和秸秆粉进行共混,得到第二混合物;
S3、玩具母料制备:将第二混合物和第一混合物中进行共混,得到玩具母料;
S4、将玩具母料放入模具中模压成型,得到玩具胚体,在玩具胚体的表面涂布聚偏氟乙烯涂层,得到成品玩具。
作为一种优选方案,第一混合物中,PBAT占比为60~80wt%,全淀粉塑料占比为20~40wt%,聚乙烯醇占比为1~3wt%。
作为一种优选方案,第二混合物占玩具母料总质量的20~30%。
作为一种优选方案,第二混合物中,秸秆粉和十二烷基苯磺酸钠的比例为10:1~3。
作为一种优选方案,在制备玩具母料时,还加入了双马来酰亚胺进行共混,所述双马来酰亚胺占玩具母料总质量的0.1~3%。双马来酰亚胺为分子间偶联剂,在玩具成型过程中,将其中的聚合物分子链连接起来,形成交联网格结构,从而延长玩具的使用寿命。
作为一种优选方案,所述秸秆粉的颗粒大小为200~300目。
作为一种优选方案,各步骤中,共混时,共混的方式选自但不限于双锥共混。
作为一种优选方案,步骤S4中,模压成型的温度为180℃。
作为一种优选方案,涂布聚偏氟乙烯涂层的方式包括但不限于高温喷涂或浸渍。通过涂布聚偏氟乙烯涂层,使得玩具本体与空气隔离,防止氧化,同时,聚偏氟乙烯涂层使得玩具更容易清洗,更耐脏。
本发明还提供一种由前述的可降解玩具的制备方法制备的玩具。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果,具体而言,母料为可降解的PBAT(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)和全淀粉塑料的共混物,添加十二烷基苯磺酸钠处理后的秸秆粉,同时加入双马来酰亚胺作为偶联剂,从而在延长玩具的使用寿命同时降低了可降解玩具的生产成本,也增加了塑料玩具的力学性能;通过在玩具胚体的表面涂布聚偏氟乙烯涂层,使玩具本体与空气隔离,提高玩具的使用寿命,同时使玩具更耐脏,更容易清洗。
为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能,下面结合具体实施例来对本发明作进一步详细说明:
具体实施方式
一种可降解玩具的制备方法,包括以下步骤:
S1、第一混合物制备:将PBAT、全淀粉塑料与聚乙烯醇共混,得到第一混合物;第一混合物中,PBAT占比为60~80wt%,全淀粉塑料占比为 20~40wt%,聚乙烯醇占比为1~3wt%;
S2、第二混合物制备:将十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和秸秆粉进行共混,得到第二混合物;第二混合物中,秸秆粉和十二烷基苯磺酸钠的比例为10:1~3;所述秸秆粉的颗粒大小为200~300目;
S3、玩具母料制备:将第二混合物和第一混合物中进行共混,得到玩具母料;第二混合物占玩具母料总质量的20~30%;
S4、将玩具母料放入模具中模压成型,得到玩具胚体,在玩具胚体的表面涂布聚偏氟乙烯涂层,得到成品玩具;模压成型的温度为180℃;涂布聚偏氟乙烯涂层的方式包括但不限于高温喷涂或浸渍。通过涂布聚偏氟乙烯涂层,使得玩具本体与空气隔离,防止氧化,同时,聚偏氟乙烯涂层使得玩具更容易清洗,更耐脏。
本发明中,在制备玩具母料时,还加入了双马来酰亚胺(BMI)进行共混,所述双马来酰亚胺占玩具母料总质量的0.1~3%。双马来酰亚胺为分子间偶联剂,在玩具成型过程中,将其中的聚合物分子链连接起来,形成交联网格结构,从而延长玩具的使用寿命。
各步骤中,共混时,共混的方式选自但不限于双锥共混。
本发明还提供一种由前述的可降解玩具的制备方法制备的玩具。
实施例1:
1、制备样品
第一步:将PBAT粉与全淀粉塑料按照质量比7:3的比例进行共混,在共混前加入聚乙二醇,共混的方法为双锥共混,共混后形成第一混合物,装袋备用,聚乙二醇占第一混合物总质量的3%。
第二步:将秸秆粉与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)进行共混,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)占总量的10%,秸秆粉的颗粒大小为200目,同样的采用双锥共混,并称第二混合物,装袋备用。
第三步:将第一混合物和第二混合物按照7:3的比例进行双锥共混,此时加入双马来酰亚胺(BMI),占比为2%,形成第三混合物。
第四步:将第三混合物置于模具中,模压成型,模压温度为180℃。
第五步:模压成型后,将玩具表面高温喷涂一层PVDF。
比较例1、比较例2:
比较例1提供了一种可降解玩具的制备方法,其制备方法与实施例1 的制备方法大致相同,在此不再赘述,不同之处在于:
比较例1中未使用十二烷基苯磺酸钠处理秸秆粉;
比较例2中使用的秸秆粉颗粒为50目。
2、表征与测试
在测试之前为了使得实验数据更具说服力,需要将玩具制备成相同大小的样品条,并且进行拉伸测试。
3、测试结果的比较与分析
将实施例1和比较例1和比较例2进行拉伸测试,测量其拉伸断裂强度,按照国标GB/T 1040-92进行制样与分析,得到数据后,如表一,为方便展示,将实施例1中得到的数据设置为1,等比换算比较例1中材料的拉伸强度为0.72,而比较例2的拉伸强度为0.61。比较例1和比较例2的拉伸强度小于实施例1的原因为秸秆粉未经过表面处理,在基底中发生了团聚的现象,使得材料的力学性能下降。比较例2中秸秆粉的颗粒太大,虽然经过表面处理但仍旧使得聚合物之间的分子间作用力变小,因此材料的力学性能增强。
样品名称 | 变量 | 拉伸强度 |
实施例1 | 秸秆粉200目,SDBS处理 | 1 |
比较例1 | 秸秆粉200目,未处理 | 0.72 |
比较例2 | 秸秆粉50目,SDBS处理 | 0.61 |
表1:秸秆粉的不同状态对材料力学性能的影响
比较例3、4、5:
比较例3、4、5:提供了一种可降解玩具的制备方法,其制备方法与实施例1的制备方法大致相同,在此不再赘述,不同之处在于:
实施例1中BMI添加量为2%;
比较例3中BMI添加量为0%;
比较例4中BMI添加量为5%;
比较例5中BMI添加量为10%.
2、表征与测试
测试方法与比较例1中的测试方法相同,此处不再赘述。
3、测试结果的比较与分析
实施例1和比较例3、4、5的区别在于BMI添加量的多少,BMI作为偶联剂,其添加量的多少能够决定材料的力学性能。如表2所示为方便展示,将实施例1中得到的数据设置为1其他诗句进行等比换算。比较例3 中,未添加BMI,其拉伸性能下降的主要原因为秸秆粉作为填料,使得聚合物分子链之间的相互作用力降低,因此在不发生交联的情况下,其力学性能降低,且材料比较脆,不耐摔。比较例4中,拉升强度上升了0.24,但BMI的添加量增加了2.5倍,从经济价值考虑吧,成本增高且性能改变不明显,因此不与采用。比较例5中BMI的添加量为10%,此时相对于实施例1拉伸强度增加了两倍,在BMI添加量过多的时候,材料的颜色会变为深黄色,不美观的同时曾本增高,且此时材料硬度过大,手感不佳同时过度交联使得材料难以降解,因此不予选用。
样品名称 | BMI添加量 | 拉伸强度 |
实施例1 | 2% | 1 |
比较例3 | 0% | 0.72 |
比较例4 | 5% | 1.24 |
比较例5 | 10% | 1.98 |
表2:不同含量的BMI的材料的力学性能
本发明的优点如下:
在本发明中将两种可降解的母料PBAT与全淀粉塑料进行共混,并向其中加入了SDBS处理后的秸秆粉,以降低成本,同时加入了偶联剂BMI,使得聚合物分子链之间发生交联反应,延长使用寿命,在采用模压的方式成型后,向表面高温喷涂了一层PVDF,使得玩具与空气隔离同时赋予其耐油污的优点。本发明制备成本低,所有原料容易获得,且本发明中制备的玩具力学性能优异且能够降解,制备过程无污染,产品手感细腻,适合用来做玩具。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,故凡是依据本发明的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种可降解玩具的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、第一混合物制备:将PBAT、全淀粉塑料与聚乙烯醇共混,得到第一混合物;
S2、第二混合物制备:将十二烷基苯磺酸钠和秸秆粉进行共混,得到第二混合物;
S3、玩具母料制备:将第二混合物和第一混合物中进行共混,得到玩具母料;
S4、将玩具母料放入模具中模压成型,得到玩具胚体,在玩具胚体的表面涂布聚偏氟乙烯涂层,得到成品玩具。
2.根据权利要求1所述的一种可降解玩具的制备方法,其特征在于,第一混合物中,PBAT占比为60~80wt%,全淀粉塑料占比为20~40wt%,聚乙烯醇占比为1~3wt%。
3.根据权利要求1所述的一种可降解玩具的制备方法,其特征在于,第二混合物占玩具母料总质量的20~30%。
4.根据权利要求1或3所述的一种可降解玩具的制备方法,其特征在于,第二混合物中,秸秆粉和十二烷基苯磺酸钠的比例为10:1~3。
5.根据权利要求1所述的一种可降解玩具的制备方法,其特征在于,在制备玩具母料时,还加入了双马来酰亚胺进行共混,所述双马来酰亚胺占玩具母料总质量的0.1~3%。
6.根据权利要求1所述的一种可降解玩具的制备方法,其特征在于,所述秸秆粉的颗粒大小为200~300目。
7.根据权利要求1所述的一种可降解玩具的制备方法,其特征在于,各步骤中,共混时,共混的方式选自但不限于双锥共混。
8.根据权利要求1所述的一种可降解玩具的制备方法,其特征在于,步骤S4中,模压成型的温度为180℃。
9.根据权利要求1所述的一种可降解玩具的制备方法,其特征在于,涂布聚偏氟乙烯涂层的方式包括但不限于高温喷涂或浸渍。
10.一种由权利要求1-9任意一项所述的可降解玩具的制备方法制备的玩具。
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