一种氯化钙可降解薄膜母料及其制备方法.pdf

本发明公开了一种氯化钙可降解薄膜母料及其制备方法，包括以下质量百分比组分，无水氯化钙40％～60％、聚乙烯34％～55％、铝酸酯偶联剂2％～3％、硬酯酸0.5％～0.8％、亲水树脂1％～2％和高岭土0.1％～1％。将上述原料在高速混合机分步混合后在同向平行双螺杆挤出机挤出制成母料，物料在挤出过程中，同向平行双螺杆挤出机的螺杆从前到后控制的四段温度分别为：120～130℃、135～145℃、150～155℃、160～165℃；机头温度为：165～170℃。本发明把氯化钙在母料中的添加比例控制在40％-60％之间制成母料，添加该母料制成的垃圾包装材料具有明显的消除异味效果且易于降解。

1.  一种氯化钙降解薄膜母料，其特征在于，包括以下质量百分比组分，无水氯化钙40％～60％、聚乙烯34％～55％、铝酸酯偶联剂2％～3％、硬酯酸0.5％～0.8％、亲水树脂1％～2％和高岭土0.1％～1％。

2.  根据权利要求1所述的氯化钙降解薄膜母料，其特征在于，所述无水氯化钙CaCl₂含量≥99％、相对密度为2.15g/ml、颗粒度为800-1600目、白度＞90、水份≤0.1％。

3.  根据权利要求1或2所述的氯化钙降解薄膜母料，其特征在于，所述氯化钙在母料中的添加比例为40％-60％。

4.  一种如权利要求1所述氯化钙降解薄膜母料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：准备原料，按质量百分比，无水氯化钙40％～60％、聚乙烯34％～55％、铝酸酯偶联剂2％～3％、硬酯酸0.5％～0.8％、亲水树脂1％～2％和高岭土0.1％～1％；
步骤2：将无水氯化钙和高岭土加入高速混合机以1400～1500rpm转速混合5～15分钟，使高速混合机中氯化钙、高岭土温度达到100℃～110℃；
步骤3：停机后加入铝酸酯偶联剂，开机以700～800rpm转速混合13～18分钟；
步骤4：加入聚乙烯后变换高速混合机转速为1400～1500rpm混合5～8分钟；
步骤5：依次加入硬酯酸、亲水树脂，高速混合机以1400～1500rpm转速混合15～30分钟停机；
步骤6：将高速混合机混合完成后的物料采用同向平行双螺杆挤出机以螺杆转数40～50r/min进行挤出，再将挤出物料依次通过风冷热切粒和自动灌装，最终制成氯化钙降解薄膜母料颗粒。

5.  根据权利要求4所述的氯化钙降解薄膜母料制备方法，其特征在于，所述物料在挤出过程中，所述同向平行双螺杆挤出机的螺杆从前到后控制的四段温度分别为：120～130℃、135～145℃、150～155℃、160～165℃；机头温度为：165～170℃。

一种氯化钙可降解薄膜母料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料母料及其制备方法，特别是涉及一种氯化钙可降解薄膜母料及其制备方法。
背景技术
长期以来，聚乙烯高分子包装材料在垃圾处理领域应用广泛，这类包装材料一般只有对垃圾的包装功能。随着人们生活水平的提高，绿色、健康、环保已成为全社会的发展理念，同时，室内空气质量问题也倍受重视，居室健康环保问题，已成为当下民众最为关注的主题。空气质量的好坏，对人体健康有着直接的影响，卫生间垃圾、厨房厨余等垃圾污染、臭味污染，家庭厨余及湿垃圾处理方式多为填埋。已成为家居与环境污染的重要污染源之一。为解决家庭垃圾污染问题，垃圾消除异味包装材料越来越受到社会的广泛关注。
目前多采用添加吸附剂来实现特别包装材料消除异味功能。如通过将无机材料(例如硅藻土)填加到聚乙烯中，制成具有物理吸附功能包装材料，但对异味的消除作用不明显。申请号为201310482203.4的中国专利申请公开了《一种氯化钙聚烯烃复合材料及其制备方法》，该申请中使用氯化钙与聚乙烯材料制备可消除垃圾臭味的垃圾包装产品，但在湿垃圾填埋处理中不能进行降解，给环境造成了二次污染。中国专利“全淀粉型生物降解塑料”(申请号200310111110.7)和“可全降解添加剂及全降解塑料制品”(申请号98114170.6)报道了由淀粉、纤维素等易生物降解的材料加工而成的生物降解塑料，这类塑料虽然能够被完全生物降解，但大都存在生产技术工艺复杂、价格昂贵，且存在机械强度差及耐热、耐水性弱等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是提供一种能够消除异味且易降解的氯化钙可降解薄膜母料；本发明要解决的另一技术问题是提供一种上述母料的制备方法。
本发明一种氯化钙降解薄膜母料采用的技术方案是，包括以下质量百分比组分，无水氯化钙40％～60％、聚乙烯34％～55％、铝酸酯偶联剂2％～3％、硬酯酸0.5％～0.8％、亲水树脂1％～2％和高岭土0.1％～1％。
进一步改进的技术方案是，所述无水氯化钙CaCl₂含量≥99％、相对密度 为2.15g/ml、颗粒度为800-1600目、白度＞90、水份≤0.1％，所述氯化钙在母料中的添加比例为40％-60％。
本发明一种氯化钙降解薄膜母料的制备方法采用的技术方案是，包括以下步骤：
步骤1：准备原料，按质量百分比，无水氯化钙40％～60％、聚乙烯34％～55％、铝酸酯偶联剂2％～3％、硬酯酸0.5％～0.8％、亲水树脂1％～2％和高岭土0.1％～1％；
步骤2：将无水氯化钙和高岭土加入高速混合机以1400～1500rpm转速混合5～15分钟，使高速混合机中氯化钙、高岭土温度达到100℃～110℃；
步骤3：停机后加入铝酸酯偶联剂，开机以700～800rpm转速混合13～18分钟；
步骤4：加入聚乙烯后变换高速混合机转速为1400～1500rpm混合5～8分钟；
步骤5：依次加入硬酯酸、亲水树脂，高速混合机以1400～1500rpm转速混合15～30分钟停机；
步骤6：将高速混合机混合完成后的物料采用同向平行双螺杆挤出机以螺杆转数40～50r/min进行挤出，再将挤出物料依次通过风冷热切粒和自动灌装，最终制成氯化钙降解薄膜母料颗粒。
进一步改进的技术方案是，所述物料在挤出过程中，所述同向平行双螺杆挤出机的螺杆从前到后控制的四段温度分别为：120～130℃、135～145℃、150～155℃、160～165℃；机头温度为：165～170℃。
本发明的有益效果是：本发明主要利用聚乙烯与氯化钙通过有效的偶联结合实现功能性高分子材料的功能要求。
(1)选择氯化钙和聚乙烯混合改性，把氯化钙在母料中的添加比例控制在40％-60％之间制成母料，加入该母料生产的垃圾袋，各项物理指标符合GB/T4456-2008国家标准。加入5％～50％该母料的薄膜，可见光透过率为85.5-86.7％，与普通聚乙烯薄膜相近，符合农膜国家标准GB4455-2006。
(2)选择氯化钙作为母料填充材料，针对厕所垃圾及湿垃圾的特殊性，因其臭味来源主要是粪便所产生氨气和硫化氢气体，利用氯化钙与氨气及硫化氢对生产稳定的络合物特性，达到从根源上达到消除臭味、净化空气的目的。
(3)选择亲水树脂及高岭土作为助剂材料，高岭土作为天然的微生物培养 基，能聚集更多微生物，使塑料薄膜发生生物降解，填加一定比例的聚乙二醇亲水性树脂材料使得该塑料薄膜能更容易吸收空气土壤中的水分，加速降解的发生，从而在填埋处理后能够促进降解。
(4)氯化钙原料无需特殊加工处理，选择聚乙烯作为载体树脂，母料的混合和挤出采用通用设备，生产工艺简单，具有较强的成本优势。
具体实施方式
氯化钙技术指标如下：无水氯化钙CaCl₂含量≥99％、相对密度为2.15g/ml、颗粒度为800-1600目、白度＞90、水份≤0.1％。
高岭土技术指标如下：白度＞90、SiO₂含量≥45％、Al₂O₃含量≥35％、水份≤0.1％。
无水氯化钙的添加比例为40％-60％。
载体树脂选择软化点低，包覆效果好的聚乙烯树脂。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
按质量百分比准备如下原料，无水氯化钙40％、聚乙烯55％、铝酸酯偶联剂3％、硬酯酸0.5％、亲水树脂1％和高岭土0.5％。其中：无水氯自产，无水氯化钙CaCl₂含量≥99％、相对密度为2.15g/ml、颗粒度为800目、白度＞90、水份≤0.1％；高岭土自产，白度为91、SiO₂含量为45％、Al₂O₃含量为35％、水份为0.1％，颗粒度为1250目；聚乙烯牌号为DNDA8320，由抚顺石化公司生产；铝酸酯偶联剂牌号为DL-411-A，由南京品宁偶联剂有限公司生产；硬酯酸牌号为1801，由吴江市新昌精细化工有限公司生产；亲水树脂(聚乙二醇)型号为PEG400，由抚顺佳化化工有限公司生产。
采用张家港格兰机械有限公500A型高速混合机以1400～1500rpm转速将无水氯化钙和高岭土加入高速混合机以1400～1500rpm转速混合5～15分钟，使高速混合机中氯化钙、高岭土温度达到100℃～110℃；停机后加入铝酸酯偶联剂，开机以700～800rpm转速混合13～18分钟；加入聚乙烯后变换高速混合机转速为1400～1500rpm混合5～8分钟；步骤5：依次加入硬酯酸、亲水树脂，高速混合机以1400～1500rpm转速混合15～30分钟停机；将高速混合机混合完成后的物料采用南京海思挤出设备有限公司型号为TSE-65B同向平行双螺杆挤出机以螺杆转数40～50r/min进行挤出，螺杆直径为71mm，长径比44，工作参数为：主机功率75kw，真空负压-0.08～-0.05MPa。再将挤出 物料依次通过风冷热切粒和自动灌装，最终制成氯化钙降解薄膜母料颗粒。进一步改进的技术方案是，所述物料在挤出过程中，同向平行双螺杆挤出机的螺杆从前到后控制的四段温度分别为：120～130℃、135～145℃、150～155℃、160～165℃；机头温度为：165～170℃。再将挤出物料依次通过风冷热切粒和自动灌装，最终制成氯化钙降解薄膜母料颗粒。母料为4mm长近似圆柱状颗粒，每10g母料颗粒在600个左右。
本实施例中对氯化钙降解薄膜母料力学性能测试采用WDS-50型万能材料试验机，测试方法采用国家标准GB/T 1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》。
表1为本实施例氯化钙降解薄膜母料的技术指标。
表1