CN1560132A - 不含pe、pp、ps、pvc四种成分的生物降解塑料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不含PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PVC(聚氯乙烯)四种成分的完全生物降解塑料的生产方法，它包括以淀粉、粘合剂、合成生物降解树脂主料、合成生物降解树脂辅料和助剂按一定的质量百分比构成的配比，以及混料、高速匀质化、混炼和造粒的制作工艺过程。用此塑料粒加工的制品，在标准堆肥状态下，6个月内分解超过90％以上，尤其用于既有较高生物降解环保要求，又有良好力学性能要求的农膜、育苗杯、食品(饮料)杯(袋)、购物袋及医疗一次性用品等塑料制品的生产。
Description
淀粉与合成树脂共混生产的生物降解塑料以其低廉的价格和良好的加工性能成为最具市场竞争优势的生物降解塑料品种之一，其中合成树脂即指PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PVC(聚氯乙烯)这四种使用非常广泛的合成材料。由于它们极难降解，尽管围绕淀粉的掺量、变性、加工工艺、配方、树脂改性等已有大量的专利文献报道，但共混过程并未从根本上改变合成树脂的结构，因此当淀粉快速降解后，残留的破碎合成聚合物相的降解仍然十分缓慢，由此这种成分的生物降解塑料很难回避“化整为零污染”、“难以回收”等论点的批评。
专利申请号94194905.2及95191396.4(美国，甘保尔公司)介绍了包含两种无规重复单体单元的生物降解共聚物及制品的制作方法，这一方法从单体合成开始，工艺复杂，其完全生物降解性及力学性能可靠。专利申请号90103240.9(意大利，蝴蝶有限公司)采用乙烯/乙烯醇共聚物和解体淀粉共混制作，其完全生物降解性、力学性能及成本均有优势，但工艺仍然复杂。专利申请号96106752.7、92113100.3(中国科学院化学研究所)及96117591.5(中国科学院成都有机化学研究所)，其侧重点仍为化学合成方法制造生物降解共聚物。
针对以上问题，本发明从现有合成生物降解聚合物中选择至少两种具有主链含有酯基和侧链含有酯基特征的聚合物构成合成生物降解树脂混合物的主料，同时再从现有合成生物降解聚合物中选择至少两种具有侧链含有羟基、羧基或酯基特征的乙烯类共聚物的混合物构成合成生物降解树脂混合物的辅料，再与淀粉、粘合剂及其它助剂共同组成为原料，通过合理搭配，用共混方法生产出不含PE、PP、PS、PVC四种成分的完全生物降解塑料，这一方法工艺简单，兼顾成本、加工性能、生物降解性及制作工艺的方便性等因素。
本发明的具体方法是，将10～60％已脱水、脱脂，并细化后的淀粉与2～20％粘合剂、10～80％合成生物降解树脂主料、5～35％合成生物降解树脂辅料及1％～15％助剂混合，加入搅拌机中，密封并高速搅拌5-20min，转速1000-2800r/min，然后导入双螺杆挤塑机中混炼，控制温度120-200℃，压力8-20MPa，时间3-30min，在高剪切力作用下，使之充分共混、均质化，再经造粒成型即得到白色产品粒，整个工艺过程简单、快速。其中所用淀粉粒径≤10μm；所用合成生物降解树脂主料为至少两种具有主链含有酯基或侧链含有酯基特征的合成生物降解聚合物构成，如PCL(聚己内酯)或PLA(聚乳酸)与PBS(聚琥珀酸丁烯酯)的混合料，混合比1∶(0.1～10)；所用合成生物降解树脂辅料为至少两种具有侧链含有羟基、羧基或酯基特征的乙烯类共聚物的混合物构成，如EVA(乙烯/醋酸乙烯酯共聚物)、EVOH(乙烯/乙烯醇共聚物)或EAA(乙烯/丙烯酸/醋酸酯共聚物)等，最好采用EAA与EVOH或EAA与EVA的混合料，混合比1∶(0.1～10)；所用的粘合剂为甘油；所用的助剂可以为碳酸钙、硬脂酸钙、二丁醇、乙酸乙酯、硅酸盐、山梨醇等，依据塑料加工方法(吹膜、注塑或吸塑)及制品的强度、弹性、硬度等性能要求作出调整。
实施例1
取淀粉25％、PLA 35％、PBS 15％、EAA 4％、EVA 6％、甘油10％及助剂5％，混合，在高速搅拌机中以1400r/min，搅拌10min，得到均匀的白色粉末，通过料斗导入双螺杆挤塑机，控制温度120-180℃，压力5-15MPa，混炼6min后，挤出，同时切料造粒，冷却，得到粒径2mm左右的白色颗粒产品。该品在堆肥状态下6个月内，降解率≥90％，一年后全部分解。
实施例2
取变性淀粉38％、PCL 10％、PBS 25％、EAA 4％、EVOH 6％、甘油10％及助剂7％，混合，在高速搅拌机中以1400r/min，搅拌10min，得到均匀的白色粉末，通过料斗导入双螺杆挤塑机，控制温度120-185℃，压力5-15MPa，混炼5min后，挤出，同时切料造粒，冷却，得到粒径2mm左右的白色颗粒。该品在堆肥状态下6个月内，降解率≥90％，一年后全部分解。
Claims (7)
1、本发明涉及一种不含PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PVC(聚氯乙烯)四种成分的完全生物降解塑料的生产方法，它包括按以下质量百分比构成的配比及制作工艺。
1)配比：淀粉10～60％，粘合剂2～20％，合成生物降解树脂主料10～80％，合成生物降解树脂辅料5～35％，助剂1％～15％；
2)工艺：将上述物料按比例混合，高速匀质化后，经一定温度、压力、时间下的高剪切混炼过程，再经冷却、造粒得到产品。
2、根据权利要求1的方法，其中所用淀粉是经脱水、脱脂、并超细后的淀粉，也可采用变性淀粉，用量10～60％，最好为20～45％，粒径≤10μm；
3、根据权利要求1的方法，其中所用合成生物降解树脂主料为至少两种具有主链含有酯基和侧链含有酯基特征的合成生物降解聚合物混合构成，如PCL(聚己内酯)或PLA(聚乳酸)与PBS(聚琥珀酸丁烯酯)的混合料，混合比1∶(0.1～10)，最好为1∶(0.3～3)，用量10～80％，最好为20～65％；
4、根据权利要求1的方法，其中所用合成生物降解树脂辅料为至少两种具有侧链含有羟基、羧基或酯基特征的乙烯类共聚物的混合物构成，如EVA(乙烯/醋酸乙烯酯共聚物)、EVOH(乙烯/乙烯醇共聚物)或EAA(乙烯/丙烯酸/醋酸酯共聚物)等，最好采用EVA或EVOH和EAA的混合料，混合比1∶(0.1～10)，最好为1∶(0.3～3)，用量3～35％，最好为8～30％；
5、根据权利要求1的方法，其中所用的粘合剂为甘油，用量2～20％，最好为5～14％；
6、根据权利要求1的方法，其中高速匀质化过程是在不加热条件下，密封的高速搅拌机中实现的，搅拌速度1000～2800r/min，最好1400～1800r/min，搅拌时间5～20min，最好6～15min；
7、根据权利要求1的方法，其中混炼过程是在双螺杆挤塑机中实现的，其温度为120～200℃，压力为3～20MPa，时间为3～30min，最好温度为120～180℃，压力5～15MPa，时间5～15min。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C57 | Notification of unclear or unknown address | ||
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Addressee: Chen Mingtong Document name: The request for reexamination is deemed to have not been submitted |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |