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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410658491.9 (22)申请日 2014.11.18 C08L 3/02(2006.01) C08L 23/08(2006.01) C08L 23/12(2006.01) C08K 13/02(2006.01) C08K 3/26(2006.01) C08K 5/14(2006.01) C08K 5/10(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 3/34(2006.01) C08K 13/04(2006.01) C08K 7/20(2006.01) C08K 3/36(2006.01) C08K 5。
2、/09(2006.01) B29C 47/92(2006.01) B29B 9/06(2006.01) B29C 47/08(2006.01) (71)申请人 东莞市方中运动制品有限公司 地址 523000 广东省东莞市黄江镇刁朗村金 朗二街 9 号 (72)发明人 赵奎 (74)专利代理机构 北京科亿知识产权代理事务 所 ( 普通合伙 ) 11350 代理人 夏万征 (54) 发明名称 一种木薯可降解塑料及其生产工艺和生产设 备 (57) 摘要 本发明涉及可降解塑料及其工艺和设备技术 领域， 尤其涉及一种木薯可降解塑料及其生产工 艺和生产设备， 木薯可降解塑料包括以下重量百 分比的各组分 ：。
3、 木薯淀粉75-91； 聚烯烃5-20； 催化剂0.5-2； 偶联剂0.5-2； 引发剂0.5-2； 填料 1-3 ； 生产工艺包括糊化预处理、 干燥预处 理、 然后高速混炼捏合粉料、 进入双螺杆挤出反应 机进行反应挤出， 最后进行拉条切料干燥分装得 到的木薯可降解塑料， 木薯可降解塑料的生产设 备， 包括用于筛分填料的筛分机和用于混料的搅 拌机， 还包括用于糊化木薯淀粉的糊化设备、 高速 混炼捏合机、 双螺杆混炼挤出反应机及拉条切粒 装置， 搅拌机的连接高速混炼捏合机， 高速混炼捏 合机连接双螺杆混炼挤出反应机， 双螺杆混炼挤 出反应机连接拉条切粒装置， 降解率可达 85以 上。 (51)I。
4、nt.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104448398 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104448398 A 1/2 页 2 1.一种木薯可降解塑料， 其特征在于， 包括以下重量百分比的各组分 ： 木薯淀粉 75-91% ； 聚烯烃 5-20% ； 催化剂 0.5-2% ； 偶联剂 0.5-2% ； 引发剂 0.5-2% ； 填料 1-3%。 2.根据权利要求 1 所述的木薯可降解塑料， 其特征在于 ： 所述催化剂选自有机酸催化 剂， 所述引发剂选自有机过氧化物引发剂， 。
5、所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂。 3.根据权利要求 2 所述的木薯可降解塑料， 其特征在于 ： 所述有机酸催化剂选自甲酸、 乙酸、 丙酸、 丙烯酸、 丁酸、 苯磺酸或者草酸中的任意一种或几种的组合物。 4.根据权利要求 2 所述的木薯可降解塑料， 其特征在于 ： 所述有机过氧化物选自二烷 基过氧化物， 所述二烷基过氧化物选自二甲基过氧化物、 二乙基过氧化物或者二叔丁基过 氧化物中的任意一种或者几种的组合物。 5.根据权利要求 1 所述的木薯可降解塑料， 其特征在于 ： 所述聚烯烃为线性聚乙烯、 聚 丙烯中的任意一种或者几种的组合物。 6.根据权利要求 1 所述的木薯可降解塑料， 其特征在于 ： 所。
6、述填料选自钛白粉、 碳酸 钙、 滑石粉、 二氧化硅或者玻璃微珠中的任意一种或者几种的组合物。 7.根据权利要求 1-6 任一项所述的木薯可降解塑料的生产工艺， 其特征在于， 包括以 下步骤 ： 1） 首先按配方称取各种物料， 然后将木薯淀粉糊化， 在 35-80下加温变性， 然后脱水 处理 ； 2） 往经过步骤 1 预处理的木薯淀粉中加入偶联剂， 在 40-100加热 1-2h, 进行干燥预 处理 ； 3） 往聚烯烃里加入催化剂， 在 30-80下搅拌加热 10-100min ； 4） 将步骤3所得的混合物与步骤2所得的混合物进行混合， 然后加入填料， 进行混料处 理， 然后将混合均匀的物料加。
7、入到反应釜中， 在 80-200下反应 1-2h; 然后将反应得到的 物料送入高速混炼挤出机中， 得到粉料 ； 5） 步骤 4 所得的粉料通过进料装置送入双螺杆混炼挤出反应机， 所述双螺杆混炼挤出 反应机的一区温度介于 100 250之间， 二区温度介于 100 240之间， 三区温度介于 100230之间， 经过一区时， 加入引发剂， 反应1-3min,然后排气 ； 然后进入二区， 加入引 发剂， 反应 1-3min, 然后排气 ； 最后进入三区， 进行脱挥发分处理， 脱挥发分处理产生的废 气， 通入中和处理设备中进行吸收， 双螺杆混炼挤出机内压力为 5 10Mpa， 然后经过挤出 出料 ；。
8、 6） 将经过步骤 5 挤出的物料进行拉条、 切料， 得到所需的木薯可降解塑料母料， 最后干 燥封袋， 得到成品。 8.根据权利要求 7 所述的木薯可降解塑料的生产工艺， 其特征在于 ： 所述步骤 4 的填 料经过筛分处理， 所述填料的粒径介于 100-500m。 9.根据权利要求 1-6 任一项所述的木薯可降解塑料的生产设备， 包括用于筛分填料的 权 利 要 求 书 CN 104448398 A 2 2/2 页 3 筛分机和用于混料的搅拌机， 其特征在于 ： 还包括用于糊化木薯淀粉的糊化设备、 高速混炼 捏合机、 双螺杆混炼挤出反应机及拉条切粒装置， 所述搅拌机连接所述高速混炼捏合机， 所 。
9、述高速混炼捏合机连接所述双螺杆混炼挤出反应机， 所述双螺杆混炼挤出反应机连接所述 拉条切粒装置。 10.根据权利要求 9 所述的木薯可降解塑料的生产设备， 其特征在于 ： 所述双螺杆混炼 挤出反应机分成一区、 二区和三区， 三区连接废气中和处理装置。 权 利 要 求 书 CN 104448398 A 3 1/7 页 4 一种木薯可降解塑料及其生产工艺和生产设备 技术领域 0001 本发明涉及可降解塑料及其工艺和设备技术领域， 尤其涉及一种木薯可降解塑料 及其生产工艺和生产设备。 背景技术 0002 塑料给人们的日常生活带来了种种便利， 但由于有机高分子聚合物难以降解， 造 成了严重污染， 塑料。
10、 “白色污染” 威胁着生态环境， 是个世界性难题。环保可降解塑料的出 现， 为未来塑料行业指明了发展方向。 0003 现有的可降解塑料包括淀粉添加型、 光降解型、 植物纤维型， 其中淀粉添加型塑料 的强度、 拉伸性、 透光性均较差， 且降解时间难以控制， 寿命短 ； 光降解塑料受天气影响较 大， 无光或阴天的时候不易降解 ； 植物纤维塑料存在强度低、 抗风雨能力差、 易破碎等问题， 因此现有的可降解塑料产品普遍存在缺陷， 难以大规模推广应用。 0004 因此， 急需提供一种木薯可降解塑料及其工艺流程和生产设备， 以解决上述问题。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种木薯可降解塑料， 降解。
11、率高， 机械性能强， 明显改善材料 的应用性能。 0006 本发明的另一目的是提供一种木薯可降解塑料的生产工艺， 步骤简单， 有效地降 低了产品成本。 0007 本发明的另一目的是提供一种木薯可降解塑料的生产设备， 可以满足大规模工业 化生产。 0008 为有效解决上述问题， 本发明采取的技术方案如下 ： 0009 一种木薯可降解塑料， 包括以下重量百分比的各组分 ： 0010 0011 具体地， 所述催化剂选自有机酸催化剂， 所述引发剂选自有机过氧化物引发剂， 所 述偶联剂选自钛酸酯偶联剂。 说 明 书 CN 104448398 A 4 2/7 页 5 0012 具体地， 所述有机酸催化剂选。
12、自甲酸、 乙酸、 丙酸、 丙烯酸、 丁酸、 苯磺酸或者草酸 中的任意一种或几种的组合物。 0013 具体地， 所述有机过氧化物选自二烷基过氧化物， 所述二烷基过氧化物选自二甲 基过氧化物、 二乙基过氧化物或者二叔丁基过氧化物中的任意一种或者几种的组合物。 0014 具体地， 所述聚烯烃为线性聚乙烯、 聚丙烯中的任意一种或者几种的组合物。 0015 具体地， 所述填料选自钛白粉、 碳酸钙、 滑石粉、 二氧化硅或者玻璃微珠中的任意 一种或者几种的组合物。 其中填料的使用， 可以增强木薯可降解塑料的机械性能， 扩大其应 用范围。 0016 上述木薯可降解塑料的生产工艺， 包括以下步骤 ： 0017 。
13、1) 首先先按配方称取各种物料， 然后将木薯淀粉糊化， 在 35-80下加温变性， 然 后脱水处理 ； 0018 2) 往经过步骤 1 预处理的木薯淀粉中加入偶联剂， 在 40-100加热 1-2h, 进行干 燥预处理 ； 0019 3) 往聚烯烃里加入催化剂， 在 30-80下搅拌加热 10-100min ； 0020 4)将步骤3所得的混合物与步骤2所得的混合物进行混合， 然后加入填料， 进行混 料处理， 然后将混合均匀的物料加入到反应釜中， 在 80-200下反应 1-2h ； 然后将反应得 到的物料送入高速混炼挤出机中， 得到粉料 ； 0021 5) 步骤 4 所得的粉料通过进料装置送。
14、入双螺杆混炼挤出反应机， 所述双螺杆混炼 挤出反应机的一区温度介于 100 250之间， 二区温度介于 100 240之间， 三区温度 介于 100 230之间， 经过一区时， 加入引发剂， 反应 1-3min, 然后排气 ； 然后进入二区， 加入引发剂， 反应 1-3min, 然后排气 ； 最后进入三区， 进行脱挥发分处理， 脱挥发分处理产 生的废气， 通入中和处理设备中进行吸收， 双螺杆混炼挤出机内压力为 5 10Mpa， 然后经 过挤出出料 ； 0022 6) 将经过步骤 5 挤出的物料进行拉条、 切料， 得到所需的木薯可降解塑料母料， 最 后干燥封袋， 得到成品。 0023 具体地， 。
15、所述步骤 4 的填料经过筛分处理， 所述填料的粒径介于 100-500m。 0024 上述的木薯可降解塑料的生产设备， 包括用于筛分填料的筛分机和用于混料的搅 拌机， 还包括用于糊化木薯淀粉的糊化设备、 高速混炼捏合机、 双螺杆混炼挤出反应机及拉 条切粒装置， 所述搅拌机连接所述高速混炼捏合机， 所述高速混炼捏合机连接所述双螺杆 混炼挤出反应机， 所述双螺杆混炼挤出反应机连接所述拉条切粒装置。 0025 具体地， 所述双螺杆混炼挤出反应机分成一区、 二区和三区， 三区连接废气中和处 理装置。 附图说明 0026 附图 1 为本发明的木薯可降解塑料的生产设备的连接示意图。 0027 附图 2 为。
16、本发明的木薯可降解塑料的生产设备中的双螺杆混炼挤出反应机的结 构示意图。 具体实施方式 说 明 书 CN 104448398 A 5 3/7 页 6 0028 下面结合实施例对发明作进一步的说明， 这是本发明的较佳实施例。 0029 实施例 1 0030 一种木薯可降解塑料， 包括以下重量百分比的各组分 ： 0031 0032 实施例 2 0033 一种木薯可降解塑料， 包括以下重量百分比的各组分 ： 0034 0035 0036 实施例 3 0037 一种木薯可降解塑料， 包括以下重量百分比的各组分 ： 0038 说 明 书 CN 104448398 A 6 4/7 页 7 0039 实施例。
17、 4 0040 一种木薯可降解塑料， 包括以下重量百分比的各组分 ： 0041 0042 实施例 5 0043 一种木薯可降解塑料， 包括以下重量百分比的各组分 ： 0044 0045 实施例 6 0046 一种木薯可降解塑料， 包括以下重量百分比的各组分 ： 0047 说 明 书 CN 104448398 A 7 5/7 页 8 0048 实施例 7 0049 实施例 1 所述的木薯可降解塑料的生产工艺， 包括以下步骤 ： 0050 1) 首先称取木薯淀粉 750g、 线性聚乙烯 200g、 甲酸 20g、 钛酸酯 5g、 二甲基过氧化 物 5g、 碳酸钙 20g, 接着将木薯淀粉糊化， 在。
18、 35下加温变性， 然后脱水处理 ； 0051 2) 往经过步骤 1 预处理的木薯淀粉中加入钛酸酯， 在 40加热 2h, 进行干燥预处 理 ； 0052 3) 往线性聚乙烯里加入甲酸催化剂， 在 30下搅拌加热 100min ； 0053 4)将步骤3所得的混合物与步骤2所得的混合物进行混合， 然后加入碳酸钙， 进行 混料处理， 然后将混合均匀的物料加入到反应釜中， 在 80下反应 2h ； 然后将反应得到的 物料送入高速混炼捏合机中， 得到粉料 ； 0054 5) 步骤 4 所得的粉料通过进料装置送入双螺杆混炼挤出反应机， 所述双螺杆混 炼挤出反应机的一区温度为 100， 二区温度 110。
19、， 三区温度介于 125之间， 经过一区 时， 加入二甲基过氧化物， 反应 1min, 然后排气 ； 然后进入二区， 加入二甲基过氧化物， 反应 1min, 然后排气 ； 最后进入三区， 进行脱挥发分处理， 双螺杆混炼挤出机内压力为 5Mpa， 然 后经过挤出出料 ； 0055 6) 将经过步骤 5 挤出的物料进行拉条、 切料， 得到所需的木薯塑可降解塑料母料， 最后干燥封袋， 得到成品。 0056 所述步骤 4 的碳酸钙经过筛分处理， 所述碳酸钙的粒径为 100m。 0057 具体地所述步骤 5 的脱挥发分处理产生的废气， 通入中和处理设备中进行吸收。 0058 实施例 8 0059 实施例。
20、 2 所述的木薯可降解塑料的生产工艺， 包括以下步骤 ： 0060 1) 首先称取木薯淀粉 910g、 聚丙烯 50g、 乙酸 10g、 钛酸酯 10g、 二乙基过氧化物 10g、 钛白粉 10g, 接着将木薯淀粉糊化， 在 80下加温变性， 然后脱水处理 ； 0061 2) 往经过步骤 1 预处理的木薯淀粉中加入钛酸酯， 在 100加热 1h, 进行干燥预 处理 ； 0062 3) 往聚丙烯里加入乙酸催化剂， 在 80下搅拌加热 10min ； 0063 4)将步骤3所得的混合物与步骤2所得的混合物进行混合， 然后加入钛白粉， 进行 混料处理， 然后将混合均匀的物料加入到反应釜中， 在 20。
21、0下反应 1h ； 然后将反应得到的 物料送入高速混炼捏合机中， 得到粉料 ； 说 明 书 CN 104448398 A 8 6/7 页 9 0064 5) 步骤 4 所得的粉料通过进料装置送入双螺杆混炼挤出反应机， 所述双螺杆混 炼挤出反应机的一区温度为 250， 二区温度 240， 三区温度介于 230之间， 经过一区 时， 加入二乙基过氧化物， 反应 3min, 然后排气 ； 然后进入二区， 加入二乙基过氧化物， 反应 3min, 然后排气 ； 最后进入三区， 进行脱挥发分处理， 双螺杆混炼挤出机内压力为 10Mpa， 然 后经过挤出出料 ； 0065 6) 将经过步骤 5 挤出的物料进。
22、行拉条、 切料， 得到所需的木薯可降解塑料母料， 最 后干燥封袋， 得到成品。 0066 所述步骤 4 的经过筛分处理， 所述钛白粉的粒径为 500m。 0067 具体地所述步骤 5 的脱挥发分处理产生的废气， 通入中和处理设备中进行吸收。 0068 实施例 9 0069 实施例 3 所述的木薯可降解塑料的生产工艺， 包括以下步骤 ： 0070 1)首先称取木薯淀粉830g、 聚丙烯120g、 丙酸15g、 钛酸酯20g、 二叔丁基过氧化物 20g、 滑石粉 10g, 接着将木薯淀粉糊化， 在 50下加温变性， 然后脱水处理 ； 0071 2) 往经过步骤 1 预处理的木薯淀粉中加入钛酸酯， 。
23、在 60加热 1.5h 进行干燥预 处理 ； 0072 3) 往聚丙烯里加入丙酸催化剂， 在 50下搅拌加热 50min ； 0073 4)将步骤3所得的混合物与步骤2所得的混合物进行混合， 然后加入滑石粉， 进行 混料处理， 然后将混合均匀的物料加入到反应釜中， 在 60下反应 1.5h ； 然后将反应得到 的物料送入高速混炼捏合机中， 得到粉料 ； 0074 5) 步骤 4 所得的粉料通过进料装置送入双螺杆混炼挤出反应机， 所述双螺杆混炼 挤出反应机的一区温度为 220， 二区温度 210， 三区温度介于 200之间， 经过一区时， 加入二叔丁基过氧化物， 反应 2min, 然后排气 ； 。
24、然后进入二区， 加入二叔丁基过氧化物， 反 应 2min, 然后排气 ； 最后进入三区， 进行脱挥发分处理， 双螺杆混炼挤出机内压力为 8Mpa， 然后经过挤出出料 ； 0075 6) 将经过步骤 5 挤出的物料进行拉条、 切料， 得到所需的木薯可降解塑料母料， 最 后干燥封袋， 得到成品。 0076 所述步骤 4 的经过筛分处理， 所述钛白粉的粒径为 300m。 0077 具体地所述步骤 5 的脱挥发分处理产生的废气， 通入中和处理设备中进行吸收。 0078 实施例 10 0079 如图1所示， 实施例1-6所述的木薯可降解塑料的生产设备， 包括用于筛分填料的 筛分机和用于混料的搅拌机， 还。
25、包括用于糊化木薯淀粉的糊化设备、 高速混炼捏合机、 双螺 杆混炼挤出反应机及拉条切粒装置， 所述搅拌机的连接所述高速混炼捏合机， 所述高速混 炼捏合机连接所述双螺杆混炼挤出反应机， 所述双螺杆混炼挤出反应机连接所述拉条切粒 装置。 0080 如图 2 所示， 所述双螺杆混炼挤出反应机 1 分成一区 11、 二区 12 和三区 13， 三区 13 连接废气综合处理装置。 0081 其中筛分机用于筛分处理填料， 使填料的粒径介于 100um-500um, 增大接触面积， 使反应更加完全。其中填料的使用， 可以增强木薯可降解塑料的机械性能， 扩大其应用范 围。 说 明 书 CN 104448398 。
26、A 9 7/7 页 10 0082 高速混炼捏合机用于将步骤 2 和步骤 3 所得的物料进行混合并获得粉料。 0083 粉料通过加料装置进入双螺杆混炼挤出反应机， 双螺杆混炼挤出反应机分成一 区、 二区和三区， 然后在一区加入催化剂加速反应， 催化反应的同时， 会产生大量气体， 为了 促进反应的进行， 反应 1-3min 后， 要将产生的气体排出 ； 然后物料进入二区， 加入引发剂 引发反应， 引发剂引发反应， 引发反应的同时， 会产生大量气体， 为了促进反应的进行， 反应 1-3min 后， 要将产生的气体排出 ； 然后进入三区， 三区为脱挥发分区， 物料中会包裹未完全 排出的气体， 因此双。
27、螺杆会挤压物料， 同时由于里面处于高压状态， 未排出的物料会受到被 双螺杆挤压而将物料中的残留气体排出， 防止气体包裹继续反应， 产生不必要的副产物， 影 响产品的制备。 0084 实施例 7-9 制备的木薯可降解塑料的降解率， 测试方法如下 ： 将木薯可降解塑料 掩埋入土， 掩埋时间 20-30 天， 然后测试降解率如表 1 所示 ： 0085 名称掩埋时间 (d)降解率 实施例 1 2086 实施例 2 2589 实施例 3 3092 0086 表 1 0087 由表 1 可知， 本发明生产的木薯可降解塑料的降解率达到 85以上， 完全满足可 降解塑料的标准。 0088 本发明并不限于上述实施方式， 凡采用和本发明相似结构及其方法来实现本发明 目的的所有方式， 均在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 104448398 A 10 1/1 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104448398 A 11 。