全生物降解塑料原料及其制备方法.pdf

本发明涉及一种生物降解工程系列，尤其涉及一种全生物降解塑料原料及其制备方法。一种全生物降解塑料原料，其组成为：(按重量百分比)淀粉30－60％、润滑剂5－20％、乙烯－丙烯酸共聚物5－25％、流滴剂0－5％、聚乙烯醇0－5％、尿素0－5％、乙烯－乙烯醇共聚物10－30％、相容剂5－60％、增塑剂1－3％、偶联剂0－6％、增强纤维3－8％、交联剂0－3％；一种全生物降解塑料原料的制备方法，其特征是：它包括高速混合、冷混及造粒工序。本发明的有益效果是：制作工艺简单，其制造设备与制造通用塑料的设备相同，可用普通设备连续生产；产品的力学性能接近普通塑料；可完全降解，有利于环保。

1、  一种全生物降解塑料原料，它的组成为：(按重量百分比)
    含水量为7～14％的淀粉         30～60％
    润滑剂                        5～20％
    乙烯-丙烯酸共聚物             5～25％
    流滴剂                        0～8％
    聚乙烯醇                      0～8％
    尿  素                        0～5％
    乙烯-乙烯醇共聚物             10～30％
    相容剂                        1～60％
    增塑剂                        1～3％
    偶联剂                        0～6％
    增强纤维                      3～8％
    交联剂                        0～3％

2、  根据权利要求1所述的一种全生物降解塑料原料，其特征是：所述流滴剂采用山梨醇。

3、  根据权利要求1所述的一种全生物降解塑料原料，其特征是：所述润滑剂采用脂肪酸、甘油、白油、石蜡。

4、  根据权利要求1所述的一种全生物降解塑料原料，其特征是：相容剂采用苯氧基的聚合物、马来酸酐改性聚烯烃、接枝聚合物、聚己酸内脂

5、  根据权利要求1所述的一种全生物降解塑料原料，其特征是：所述增塑剂采用硬脂酸钙、油酸酯类、环氧类衍生物。

6、  根据权利要求1所述的一种全生物降解塑料原料，其特征是：所述偶联剂采用铝酸酯类、藻酸。

7、  根据权利要求1所述的一种全生物降解塑料原料，其特征是：所述增强纤维采用玻璃纤维、石棉纤维、硅灰石纤维、陶瓷纤维、碳素纤维或石墨纤维。

8、  根据权利要求1所述的一种全生物降解塑料原料，其特征是：所述交联剂采用有机过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯、谷蛋白。

9、  根据权利要求1所述的一种全生物降解塑料原料的制备方法，其特征是：它包括高速混合、冷混及造粒工序。
(1)、将淀粉、纤维素粉末、硬脂酸钙、谷蛋白加入高速混合机中，待温度达到110～120℃后依次加入甘油、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚己酸内脂、藻酸混合15～20分钟，温度120～175℃；
(2)、出料后再放入冷混机中，加入聚乙烯醇、山梨醇、尿素混合10～20分钟出料备用；
(3)、用螺旋式上料机把原料加入到长径比为48∶1的双螺杆挤出机中挤出造粒，各区温度为I.150～180℃、II.180～200℃、III.200～240℃、IV.200～240℃、V.200～240℃、VI.190～230℃；螺杆转速250r/min。

全生物降解塑料原料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物降解工程系列，尤其涉及一种全生物降解塑料原料及其制备方法。
背景技术
当前，塑料工业发展迅速，年用量已上数亿吨，塑料制品的应用范围已涉及到各个领域，给社会带来了巨大的经济效益，但也因此产生了不小的负面影响。随着塑料废弃物的不断增多，城市的白色垃圾也越来越严重。这主要是因为自然环境中的塑料废弃物分解速度缓慢造成的。上述问题已经引起世界范围内的广泛关注。世界各国已相继开展大量的研究工作来力求解决这一问题。当前主要的解决途径有以下几种：1、掩埋、回收、焚烧。这几种方式需要耗费大量地人力物力，速度缓慢，不易进行，并且焚烧时还会产生有毒气体，造成环境的二次污染。2、研究降解塑料。降解塑料主要包括光降解型和生物降解型。光降解塑料中含有光敏剂，通过吸收紫外线来达到降解目的，缺点是成本高，不易控制其降解速度，埋在地下的不能降解，会给环境土壤和地下水带来危害；生物降解塑料中大多含有淀粉，其制品丢弃后可在一定时间内被微生物分解来达到降解目的，缺点是随着原料中淀粉含量的不断加大其制品的力学性能也逐渐降低，影响了其使用范围。
发明内容
本发明目的旨在克服上述技术的不足，而提供一种全生物降解塑料原料及其制备方法，即可完全生物降解，又可满足力学性能和生物降解速度的要求，适用于吹膜、拉片、注塑、发泡等工艺要求。
为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种全生物降解塑料原料，其组成为：(按重量百分比)淀粉30-60％、润滑剂5-20％、乙烯-丙烯酸共聚物5-25％、流滴剂0-5％、聚乙烯醇0-5％、尿素0-5％、乙烯-乙烯醇共聚物10-30％、相容剂5-60％、增塑剂1-3％、偶联剂0-6％、增强纤维3-8％、交联剂0-3％；
一种全生物降解塑料原料的制备方法，其特征是：它包括高速混合、冷混及造粒工序，
1、将淀粉、纤维素粉末、硬脂酸钙、谷蛋白加入高速混合机中，待温度达到110～120℃后依次加入甘油、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚己酸内脂、藻酸混合15～20分钟，温度120～175℃；
2、出料后再放入冷混机中，加入聚乙烯醇、山梨醇、尿素混合10～20分钟出料备用；
3、用螺旋式上料机把原料加入到长径比为48∶1的双螺杆挤出机中挤出造粒，各区温度为I.150～180℃、II.180～200℃、III.200～240℃、IV.200～240℃、V.200～240℃、VI.190～230℃；螺杆转速250r/min。
本发明的有益效果是：制作工艺简单，其制造设备与制造通用塑料的设备相同，可用普通设备连续生产；产品的力学性能接近普通塑料；可完全降解，有利于环保。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1：(按重量百分比)
一种全生物降解塑料原料，其组份主要有：
淀粉                 50％            甘油          12％
乙烯-丙烯酸共聚物    8％             聚乙烯醇      1％
乙烯-乙烯醇共聚物    15％            聚己酸内脂    7.5％
硬脂酸钙             2％             纤维素粉末    4％
谷蛋白               0.5％
其加工工艺如下：
先将淀粉、纤维素粉末、硬脂酸钙、谷蛋白加入高速混合机中，待温度达到120℃后依次加入甘油、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚己酸内脂混合20分钟，温度165℃。出料后再放入冷混机中，加入聚乙烯醇混合15分钟出料备用。用螺旋式上料机把原料加入到长径比为48∶1的双螺杆挤出机中挤出造粒，各区温度为I.165℃、II.185℃、III.220℃、IV.225℃、V.220℃、VI.210℃；螺杆转速250r/min。
实施例2：(按重量百分比)
其主要组成为：
淀粉                 45％            甘油          8％
乙烯-丙烯酸共聚物    6％             山梨醇        4％
聚乙烯醇             4％             尿素          1％
乙烯-乙烯醇共聚物    24％            聚己酸内脂    1.5％
硬脂酸钙             1％             藻酸          1％
纤维素粉末           4％             谷蛋白        0.5％
先将淀粉、纤维素粉末、硬脂酸钙、谷蛋白加入高速混合机中，待温度达到120℃后加入甘油、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚己酸内脂、藻酸混合20分钟，温度165℃。出料后再放入冷混机中，加入聚乙烯醇、山梨醇、尿素混合15分钟出料备用。用螺旋上料机把原料加入到长径比为48∶1的双螺杆挤出机中挤出造粒，各区温度为I165℃、II185℃、III220℃、IV225℃、V220℃、VI210℃；螺杆转速250r/min，挤出的条状物用风冷切粒机切粒。
制成的原料可用于吹膜、注塑、发泡或挤出片材等。
以上实施例的力学性能检测结果为：
熔体流动速率：2-5g/min    水分≤1.5％    拉伸强度≥12  断裂伸长率≥300