CN1160401C - 淀粉基降解环保材料及制造方法 - Google Patents
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Abstract
淀粉基降解环保材料及制造方法，它涉及一种用于制造一次性餐具和一次性包装物的可快速降解的原材料，以及该原材料的制造方法。它由以下重量百分比的成份组成：淀粉51～80%、改性辅料10～20%、植物糖6～12.5%、增塑剂1.3～6%、降解控制剂0.2～1%、聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物2～8.5%、几丁质几丁聚糖0.5～1%。其制造方法是：(1)称取原料；(2)进行聚合反应共混共聚改性；(3)用积木式平行双螺杆挤出机进行三级混炼。该材料解决了已有的降解材料存在的机械强度差，可塑性差的问题。该方法具有工艺线路短、成本低的优点。该材料适合制成各种一次性餐盒和包装物等。
Description
技术领域：本发明涉及一种用于制造一次性餐具和一次性包装物的可快速降解的原材料，以及该原材料的制造方法。
背景技术：一次性发泡塑料餐具虽然给人们的生活带来方便，但是它却给环境造成了严重的白色污染，这种发泡餐具在土壤中要经过几十年至上百年才能够降解，如将其燃烧处理又产生有害气体，给人们的生存环境带来了严重的损害。上述发泡餐具在60℃的温度下会产生毒素，严重的损害了人们的身体健康。近几年来出现的一些淀粉基降解材料虽然解决了发泡塑料造成的白色污染问题，但是这些降解材料由于机械强度差、可塑性差，因而不能广泛的应用。现有的降解材料的生产工艺线路较长，生产成本较高；在生产工艺中要用两套混炼装置，生产过程中不易保温、工艺线路复杂、产品质量达不到要求。
发明内容：本发明是研制一种淀粉基降解环保材料及制造方法，该降解材料解决了已有的降解材料存在的机械强度差、可塑性差的问题，该制造方法具有工艺线路短、成本低的优点。本发明的淀粉基降解环保材料由以下重量百分比的成份组成：淀粉51～80％、改性辅料10～20％、植物糖6～12.5％、增塑剂1.3～6％、降解控制剂0.2～1％、聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物2～8.5％、几丁质几丁聚糖0.5～1％。本发明的淀粉基降解环保材料由于采用了天然高分子及其衍生物(如：破坏性淀粉、活性淀粉)与改性植物糖，并由色拉油做增塑剂，加入降解控制剂由脂肪族聚酯聚己内酯与碳源进行菌种培养产生出的聚羟基丁酸酯共聚物，几丁质聚糖等不同的物质聚合反应，并共混改性，加入植物油增塑润滑剂制造出的产品，其机械强度好、可塑性强，因此用途广泛。该产品成本适中，并能控制降解速度和降解时间。本发明的制造方法是按如下步骤进行的：(1)按重量百分比称取各原料：淀粉51～80％、改性辅料10～20％、植物糖6～12.5％、增塑剂1.3～6％、降解控制剂0.2～1％、聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物2～8.5％、几丁质几丁聚糖0.5～1％；(2)将上述原料进行聚合反应共混共聚改性；(3)然后将原料放入积木式平行双螺杆挤出机中进行三级混炼，挤出机中螺杆的长度与直径的比为(44～56)∶1，在螺杆上分布有三个混炼段。本发明的生产方法中只需用一套混炼装置，节省了一套混炼装置，并且利于生产过程的保温，简化并缩短了工艺线路，降低了生产成本，提高了产品的质量。本发明的材料的降解机理是：通过微生物和各种细菌及酶的作用，将材料分解成二氧化碳和水，降低分子量，使分子链断裂成低分子量碎片及多孔破坏结构，增大材料的表面积，在细菌与酶的作用下发生各种分解反应，从而达到被多种微生物代谢的程度，由多种生物参加和光合作用的综合作用，最终完全降解。本发明的材料是成本适中的可控制降解速度和降解时间的新型全降解材料。降解后可改良土壤，进行良性的循环。本发明的材料适合制成一次性餐盒、一次性食品包装物、工业包装物、药用包装物、日用包装物。用本发明的材料制成的一次性餐具无毒、无害、无异味、耐水、耐油、耐热(+150℃)、耐冷(-20℃)、抗压，并可以在蒸锅、微波炉中加热使用。本发明材料所生产的制品质地细腻、色泽宜人。其制品废弃后一方面可回收再加工制成有机肥料，或制成工业包装制品，或者是作为蘑菇生长基；另一方面可降解成肥料，进行良性循环，使之回归大自然。本发明的材料制成餐盒的成本是纸浆制品餐盒成本的40％，是植物纤维制品成本的50％。
具体实施方式一：本实施方式的淀粉基降解环保材料由以下重量百分比的成份组成：淀粉61.5～76％、改性辅料10～15％、植物糖6～9％、增塑剂1.5～4％、降解控制剂0.7～1％、聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物5～8.5％、几丁质几丁聚糖0.8～1％。其制造方法是按下述步骤进行的：(1)称取上述各原料；(2)将上述原料进行聚合反应共混共聚改性；(3)然后将原料放入积木式平衡双螺杆挤出机中进行三级混炼，挤出机中螺杆的长度与直径的比为(44～50)∶1，在螺杆上分布有三个混炼段；(4)最后将挤出机内的原料造粒制成成品。在上述第(2)步骤中，采用的设备是油加热高混与冷混一体机，温度在70～90℃时加入淀粉和改性辅料，并高速混合，至80～110℃再加入聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物并高速混合，继续加热至100～120℃时分2～5次将植物糖、增塑剂、降解控制剂和几丁质几丁聚糖加入；进行聚合反应共混共聚改性，温度为130～160℃，时间为25～30分钟；最后放料至冷混中混合，并降温至70～90℃。上述淀粉为天然高分子淀粉，它为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉或水稻淀粉。上述植物糖为木糖、麦芽糖或淀粉糖。上述改性辅料为聚乙烯醇。上述增塑剂为色拉油。上述的材料可以由正压成型机、负压成型机(包括双倍、双面加热正、负压成型机)、注塑机制成各种一次性食品包装物、工业包装物、药用包装物、日用品包装物。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，淀粉基降解环保材料由以下重量百分比的成份组成：淀粉55～69.3％、改性辅料15～20％、植物糖9～12.5％、增塑剂4～6％、降解控制剂0.2～0.7％、聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物2～5％、几丁质几丁聚糖0.5～0.8％。其工艺过程和所采用的原料与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一、二不同的是，在其制造方法的第(3)步骤结束后，将从积木式平行双螺杆挤出机中出来的原料经增压装置，在120～190℃下制成板材，所用增压装置为熔体泵。上述过程使原料不经造粒直接制成板材，进一步简化工艺，降低了成本。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一、二、三不同的是，所用挤出机中螺杆的长度与直径的比为(50～56)∶1。其它组成、制造方法与具体实施方式一、二、三相同。
Claims (10)
1、淀粉基降解环保材料，其特征在于它由以下重量百分比的成份组成：淀粉51～80％、改性辅料10～20％、植物糖6～12.5％、增塑剂1.3～6％、降解控制剂0.2～1％、聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物2～8.5％、几丁质几丁聚糖0.5～1％。
2、根据权利要求1所述的淀粉基降解环保材料，其特征在于它由以下重量百分比的成份组成：淀粉61.5～76％、改性辅料10～15％、植物糖6～9％、增塑剂1.5～4％、降解控制剂0.7～1％、聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物5～8.5％、几丁质几丁聚糖0.8～1％。
3、根据权利要求1所述的淀粉基降解环保材料，其特征在于由以下重量百分比的成份组成：淀粉55～69.3％、改性辅料15～20％、植物糖9～12.5％、增塑剂4～6％、降解控制剂0.2～0.7％、聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物2～5％、几丁质几丁聚糖0.5～0.8％。
4、根据权利要求1、2或3所述的淀粉基降解环保材料，其特征在于上述淀粉为天然高分子淀粉，它为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉或水稻淀粉。
5、根据权利要求1、2或3所述的淀粉基降解环保材料，其特征在于上述植物糖为木糖、麦芽糖或淀粉糖。
6、根据权利要求1、2或3所述的淀粉基降解环保材料，其特征在于上述改性辅料为聚乙烯醇。
7、根据权利要求1、2或3所述的淀粉基降解环保材料，其特征在于上述增塑剂为色拉油。
8、淀粉基降解环保材料的制造方法，其特征在于它是按如下步骤进行的：(1)按重量百分比称取各原料：淀粉51～80％、改性辅料10～20％、植物糖6～12.5％、增塑剂1.3～6％、降解控制剂0.2～1％、聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物2～8.5％、几丁质几丁聚糖0.5～1％；(2)将上述原料进行聚合反应共混共聚改性；(3)然后将原料放入积木式平行双螺杆挤出机中进行三级混炼，挤出机中螺杆的长度与直径的比为(44～56)∶1，在螺杆上分布有三个混炼段。
9、根据权利要求8所述的淀粉基降解环保材料的制造方法，其特征在于在上述第(2)步骤中，采用的设备是油加热高混与冷混一体机，温度在70～90℃时加入淀粉和改性辅料，并高速混合，至80～110℃再加入聚己内酯与聚羟基丁酸酯共聚物并高速混合，继续加热至100～120℃时分2～5次将植物糖、增塑剂、降解控制剂和几丁质几丁聚糖加入；进行聚合反应共混共聚改性，温度为130～160℃，时间为25～30分钟；最后放料至冷混中混合，并降温至70～90℃。
10、根据权利要求8所述的淀粉基降解环保材料的制造方法，其特征在于在其制造方法的第(3)步骤结束后，将从积木式平行双螺杆挤出机中出来的原料经增压装置，在120～190℃下制成板材，所用增压装置为熔体泵。
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