CN1903922A - 一种可完全生物降解塑料树脂及其薄膜类制品的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可完全生物降解塑料树脂及其薄膜类制品的生产方法。制造可完全生物降解塑料树脂的主要原料包括玉米淀粉、木薯淀粉、硬脂酸、滑石粉、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和全生物材料，制备时先将各种材料按比例进行混合，再经特别改进的双螺杆挤出机造粒。本生产过程工艺简单，工序少，效率高，采用该种塑料树脂制成的薄膜制品废弃在大自然中，在受到自然界微生物、各种菌类作用下，3个月至半年时间内将被完全分解成二氧化碳和水，分解速度快，是节省石油资源、治理“白色污染”、节约能耗和对农业产品增值加工的理想材料。
Description
技术领域
本发明涉及包装材料，具体涉及一种可完全生物降解塑料树脂的生产方法，本发明还涉及采用这种可完全生物降解塑料树脂的薄膜类制品生产方法。
背景技术
众所周知，现在石油资源日益紧缺，油价不断攀升，给人们日常生活、工作带来了诸多不良影响，严重影响了社会经济的发展速度，也是地区之间资源争夺的不安定因素。长期以来，我们所使用的塑料薄膜类制品都是用石油合成树脂，如聚氯乙烯，聚乙烯等材料制成的一次性薄膜类制成品，用完后被废弃为垃圾，这种垃圾需200年左右才能被分解，因此有的被随处丢弃，造成了危害很大的“白色污染”，有的被堆埋、或焚烧，极大的浪费了上亿年才能形成的石油资源，在处理弃置塑料薄膜类制品过程中会产生有害物质直接污染大气或水源，由于石油化工塑料不降解特性，其残留的塑料破坏了土壤结构，使许多良田减产，土壤沙漠化，河流堵塞，造成洪涝灾害。近年来，解决“白色污染”对人类产生的危害正被许多国家政府提到日程议事上，呼声越来越高，各国相继投入了大量的财力物力，并拿出了相应的治理措施，但效果均不明显。“白色污染”正在不断地破环我们赖以生存的自然环境，全世界正在努力的想办法治理或消除“白色污染”给人们带来的危害。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可完全生物降解塑料树脂及完全生物降解薄膜类制品的生产方法。若采用这种方法生产的降解塑料包装膜，可从根本上解决包装材料在使用完以后，丢弃在大自然中或堆埋在垃圾中，可在3个月至半年的时间内被完全分解成二氧化碳和水等，是一种有益于植物生长的物质的可完全生物降解的包装材料。
本发明的另一个目的是能够解决取代石油资源消耗的问题。所述可全生物降解材料为全生物材料，不含4P(即PE、PP、PVC、PS)是一种全新的生物降解材料，能够有效的替代石油资源。全世界每年用于包装材料上的聚烯烃材料数以亿万吨计，都是石油产品裂解制得的。我们成功地将淀粉基制造的包装材料，在石油价格不断攀升之际，每年将为国家节省大量石油资源。
本发明提供的技术方案如下：
本发明的生产可完全生物分解树脂的主要原料包括淀粉、硬脂酸、滑石粉、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和BASF公司推出的新型环保产品，商品名为ECOFLEX-全生物降解材料。其中所述各成份的重量份数配比为：
淀粉 25-35份
硬脂酸 0.2-0.5份
硬脂酸钙 0.5-1.5份
单甘酯 1.0-3.0份
滑石份 5-8份
甘油 5-10份
山梨醇 3-6份
乙烯丙烯酸共聚物 12-16份
ECOFLEX 45-60份
其中所述淀粉可采用农业高产作物玉米制得的工业一级淀粉。所述硬脂酸化工商品有售，其作用在于提高塑料树脂的流动性能。所述的甘油，山梨醇化工市场有售。所述BASF公司的ECOFLEX可替代现有的石油化工塑料，在土壤或堆肥环境条件下可在几周内降解而不留残留物。可用于食品包装，特别是高级食品或绿色食品的包装。其降解机理是天然存在的酶能够攻击它而发生生物降解，该材料通过了欧洲、日本等国家的生物降解材料体系的测试和认证。
本发明的可完全生物降解塑料树脂的生产方法是将淀粉、硬脂酸、硬脂酸钙、单甘酯、滑石粉混合，搅拌均匀，在搅拌过程中依次加入乙烯丙烯酸共聚物、ECOFLEX、山梨醇、甘油，搅拌均匀后得到混合料即可。
本发明可完全生物降解塑料树脂的生产方法还包括将混合料经造粒、真空包装和检验步骤，产品合格后方可销售。
其中所述的各材料的混合是经过高速混合机搅拌完成。
所述混合料搅拌均匀后，造粒过程需在互相啮合的同向双螺杆挤出机中进行。以ZSK-58挤出机组为例，具体过程是：将ZSK-58互相啮合的向双螺杆挤出机机筒进行预热，温度设置为：
第一区145摄氏度、第二区160摄氏度、第三区160摄氏度、第四区160摄氏度、第五区150摄氏度、第六区145摄氏度
当机器各区的预热温度达到所设置的温度后，启动主电机调速器，将螺杆转速调至200RPM/MIN；启动混合喂料器，设定喂料机的喂料频率，向ZSK-58同向双螺杆挤出机喂料；当熔融物料从模头的出料孔挤出时，出料需经水冷却，再经风机风干，最后将出料送入造粒机组造粒。所制粒料直径在2-3MM，粒料的长度在3-4MM，表面为微黄色的圆柱颗粒。所述的出料冷却过程应保持在20摄氏度左右。因生物降解塑料树脂具有吸湿的特性，包装时应排出包装袋内的空气，内袋采用PE膜热合密封，外袋选用纸塑复合袋进行缝合防潮包装，生产过程中应对树脂的水份、融体指数等相应的技术指标进行控制、检测，经检验合格后包装计量，按25公斤每袋进行包装，出具检验报告方可销售。
本发明的可完全生物降解塑料树脂的生产方法的优点是工艺简单，采用一步法把各种原料混合，通过双螺杆挤出机造粒，且淀粉不需改性直接作原料，使加工过程工序减少了许多环节，效益提高了。所制成的树脂，可在通用塑料成型设备上加工成品。原料采用农业高产作物可再生资源玉米制造的玉米淀粉作为本发明的主要原材料，节省了大量的石油资源，我国作为农业大国，解决了农产品的出路，同时增加了农产品的附加值，有利于农业的发展。利用乙烯丙烯酸共聚物对淀粉基及ECOFLEX进行改性、接枝，分子键重组达到可被微生物最终分解成二氧碳和水不留下任何残留物，消除了大量塑料薄膜类制品因不能分解废弃后造成的“白色污染”给人类带来了危害。
采用本发明的可完全生物降解塑料树脂加工成薄膜类制品时工艺也很简单，具体过程是：将L/D大于或等于28∶1的吹膜机及流延机组进预热，以吹膜机组为例，温度设置为：
第一区120摄氏度、第二区140摄氏度、第三区150摄氏度、第四区150摄氏度、第五区140摄氏度、第六区135摄氏度。
当各区温度达到设定的温度后，加入生物降解树脂，启动主电机，调节螺杆转速至300-450RPM/MIN，当熔融物料从模口出来后，开启气泵充气至所需的尺寸，启动牵引辊，调节牵引速度，正常后开启收卷机组收卷即可。
本发明对加工设备的要求不高，混料过程只需一台高速混合机把各种物料搅拌均匀即可。可完全生物降解塑料树脂的生产，在国产机电一体的双螺杆挤出机上经过捏合块特殊组合改进就可以完成，只需5分钟就可以完成复杂的加工过程，制成合格的完全生物降解塑料树脂。设备投资较小，所用能耗较低。
具体实施方式
实例：
提供一种可完全生物降解树脂，其原料包括淀粉、硬脂酸、硬脂酸钙、单甘酯、滑石粉、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和BASF公司推出的新型环保产品，商品名为ECOFLEX-全生物降解材料。其中：淀粉25-35份、硬脂酸0.2-0.5份、硬脂酸钙0.5-1.5份、单甘酯1.0-3.0份、滑石份5-8份、甘油5-10份、山梨醇3-6份、乙烯丙烯酸共聚物12-16份、ECOFLEX其所长45-60份。
制备时按以下步骤进行：
1、依次称取25公斤玉米淀粉、0.2公斤的硬脂酸、5公斤的滑石粉、0.5公斤的硬脂酸钙、1.0公斤的单甘酯、15公斤的乙烯丙烯酸共聚物和50公斤的ECOFLEX-全生物降解材料，加入到200L的高速混合机内，然后开启搅拌电机搅拌2分钟。
2、称取8公斤的甘油、4公斤的山梨醇依次缓慢的加入到运行中的高速混合机内，开启低速转高速运行按钮使得物料在里面能够充分的搅拌均匀，2分钟以后转为低速运行，开启放料口放料到装料容器内以备生产树脂用。
3、合上ZSK-58双螺杆挤出机电源，开启挤出机预热开关，给双螺杆挤出机加热，将温控仪表温度设定为：
第一区145摄氏度、第二区160摄氏度、第三区160摄氏度、第四区160摄氏度、第五区150摄氏度、第六区145摄氏度，加热时间为1.5小时，待温度达到后启动电机螺杆调节开关将转速调整至200RPM/MIN；设定好喂料机的喂料频率；启动混合喂料机向ZSK-58双螺杆挤出机喂料。
4、当熔融状态物从模头挤出时成条状；将条料引入水槽内水冷；然后牵引至造粒机时将条料进行造粒，全部正常后，对树脂进行检测。
5、造粒机出来的颗粒，表面为微黄色；颗粒装入外袋为纸塑复合袋；内袋为PE的内胶袋内，计量25公斤/每袋；排出内外袋里的空气，PE内胶袋进行热合，外袋缝合；堆放。产品出厂时出具检测报告。
提供一种采用可完全生物降解塑料树脂颗粒加工成膜薄膜类制品的方法：
将L/D大于或等于28∶1的吹膜机及流延机组进预热，以吹膜机组为例，温度设置为：
第一区120摄氏度、第二区140摄氏度、第三区150摄氏度、第四区150摄氏度、第五区140摄氏度、第六区135摄氏度
当各区温度达到设定的温度后，加入树脂颗粒料，启动主电机，调节螺杆转速至300-450RPM/MIN，当熔融物料从模口出来后，开启气泵充气至所需的尺寸，启动牵引辊，调节牵引速度，开启收卷机组收卷即可。
Claims (6)
1、一种可完全生物降解塑料树脂，其特征在于，树脂由下列组份构成：淀粉、硬脂酸、滑石粉、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和商品名为ecoflex-全一物降解材料；其中所述各成份的重量份数配比为：
淀粉25-35份、硬脂酸0.2-0.5份、硬脂酸钙0.5-1.5份、单甘酯1.0-3.0份、滑石份5-8份、甘油5-10份、山梨醇3-6份、乙烯丙烯酸共聚物12-16份、ECOFLEX 45-60份。
2、如权利要求1所述的可完全生物降解塑料树脂，其特征在于，所述淀粉采用农业高产作物玉米可再生资源制造的工业一级淀粉。
3、一种生产如权利要求1所述可完全生物降解塑料树脂的方法；其特征在于，生产步骤如下：
先将玉米淀粉、硬脂酸、滑石粉、乙烯丙烯酸共聚物和商品名为ECOFLEX-全生物降解材料，加入到高速混合机内，搅拌2分钟，然后缓慢的加入甘油、山梨醇开启低速转高速运行按使得物料在里面能够充分的搅拌均匀。
4、根据权利要求3所述可完全生物降解塑料树脂的方法；其特征在于，各种物料的混炼、熔融在互相啮合的双螺杆挤出机中进行，具体过程是：将同向旋转，互相啮合的ZSK-58双螺杆挤出机机筒预热，第一区145摄氏度、第二区160摄氏度、第三区160摄氏度、第四区160摄氏度、第五区150摄氏度、第六区145摄氏度，当遇热温度达到后，启动主调速电机，将螺杆转速调整至200RPM/MIN，设定混合喂料机的喂料频率，向双螺杆挤出机喂料；当熔条料从模头出料孔挤出后，引入水冷至切粒机切制成粒度在2-3MM，长度在3-4MM，圆柱形颗粒。
5、如权利要求4所述可完全生物降解塑料树脂的生产方法；其特征在于，所述水冷却水温度应保持在20摄氏度左右。
6、一种采用可完全生物降解塑料树脂颗粒加工成膜薄膜类制品的方法：其特征在于，包括如下步骤：
将L/D大于或等于28∶1的吹膜机及流延机组进行预热，以吹膜机组为例，温度设置为：
第一区120摄氏度、第二区140摄氏度、第三区150摄氏度、第四区150摄氏度、第五区140摄氏度、第六区135摄氏度
当各区温度达到设定的温度后，加入树脂颗粒料，启动主电机，调节螺杆转速至300-450RPM/MIN，当熔融物料从模口出来后，开启气泵充气至所需的尺寸，启动牵引辊，调节牵引速度，正常后开启收卷机组收卷即可。
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