專利名稱：以淀粉為基料的全降解仿紙材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及淀粉、直鏈淀粉或支鏈淀粉或它們的衍生物或降解產(chǎn)物的組合物，以及含有高分子物質(zhì)的薄膜或片材的制造，尤其涉及一種以淀粉為基料的全降解仿紙材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有廣泛用于包裝業(yè)的塑料，不能自降解，其廢棄物嚴(yán)重污染人類和動植物的生存環(huán)境。在石油化學(xué)塑料中摻入淀粉一類的天然可降解大分子，可以縮短塑料降解的周期，其實(shí)只是在外形上破碎。目前，尚未見有真正的全降解塑料。另一種以完全可降解的天然纖維素材料制成的紙容器，存在耐水性、耐油性差，成本高，強(qiáng)度低的缺陷，應(yīng)用范圍有限，而且，紙制品的生產(chǎn)對水和大氣的污染，比塑料制品的生產(chǎn)要嚴(yán)重幾倍或幾十倍。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出一種以淀粉為基料的全降解仿紙材料及其制備方法。采用的技術(shù)方案如下這種以淀粉為基料的全降解仿紙材料，成品厚度為0.25～2.50毫米，其特征是各組分和百分比含量分別是淀粉52.08～76.92％；聚丙乙烯10.07～24.60％；聚乙烯2.42～10.17％；成核劑0.63～3.54％；能改善制品透明度的成核劑0.08～0.60％；耐久性增塑劑0.23～1.79％；耐候性增塑劑(即抗凍劑)1.55～4.17％；抗氧劑0.38～1.80％；穩(wěn)定劑0.39～2.38％；防水劑0.78～2.63％；
吸濕劑0.77～2.40％；潤滑劑0.78～2.98％；脫模劑0.23～1.79％。
這種以淀粉為基料的全降解仿紙材料的進(jìn)一步特征是淀粉可以是玉米淀粉，也可以是馬鈴薯淀粉，還可以是稻麥淀粉；成核劑可以是尿素，即碳酰胺，也可以是ε-己內(nèi)酰胺；能改善制品透明度的成核劑是取代二(苯亞甲基)山梨醇；耐久性增塑劑是聚脂增塑劑；耐候性增塑劑(即抗凍劑)可以是環(huán)氧大豆油，也可以是甘油，還可以是復(fù)合甘油；抗氧劑可以是2，2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，即抗氧劑2246，也可以是三(2，4-二叔丁基苯)亞磷酸脂，即抗氧劑168，還可以是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯，即抗氧劑1010；穩(wěn)定劑、吸濕劑可以分別是硬脂酸鋅、硬脂酸鈣，也可以分別是硬脂酸鈣、硬脂酸鋅；防水劑可以是微晶蠟，也可以是石蠟；潤滑劑是滑石粉；脫模劑是硬脂酸。
以淀粉為基料的全降解仿紙材料的制備方法，其特征是依次有以下工序(1)將淀粉和聚丙乙烯、聚乙烯加入高速混合機(jī)進(jìn)行混合，運(yùn)行時間為1～2分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為80～120轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)內(nèi)溫度為95～120℃；(2)再將成核劑、能改善制品透明度的成核劑、耐久性增塑劑、耐候性增塑劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑、防水劑、吸濕劑、潤滑劑和脫模劑，加入高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合，運(yùn)行時間為25～35分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為700～860轉(zhuǎn)/分鐘；(3)放料進(jìn)入冷卻混合機(jī)進(jìn)行冷卻，運(yùn)行時間為5～10分鐘，冷卻混合機(jī)轉(zhuǎn)速為50～100轉(zhuǎn)/分鐘；(4)出料，即得到所需粉料；(5)將粉料計量送入由雙螺桿擠出機(jī)、帶有與機(jī)筒相連接的增壓連接組件的衣架式機(jī)頭模具、三輥壓光機(jī)、切邊組件、冷卻組件、牽引機(jī)和收卷機(jī)組成的全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為300～400轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)內(nèi)各職能段的溫度分別為140～185℃，整個過程依序為輸送混煉、剪切塑化、脫水排氣、增壓擠出、壓光切邊、冷卻牽引和收卷成品。
本發(fā)明以具有良好生物降解性能的高分子化合物——淀粉為主要成分，加入可生物降解的聚合物，在特定的溫度、壓力下混煉，并在混合體中添加成核劑、增塑劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑、防水劑、吸濕劑、潤滑劑和脫模劑，通過物理與化學(xué)改性，進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)修飾與自組復(fù)合，從耐高溫、耐水、耐油、耐滲漏、抗沖擊強(qiáng)度、不變形、柔韌性等方面，提高其適用性能，并使其在生物環(huán)境中被腐蝕、吸收、降解、磨損和失效，從而達(dá)到全降解的目的。
本發(fā)明對照現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，組分新穎，配料科學(xué)，制備簡單，成本較低，特別是無毒、無公害，可完全生物降解，廢棄后可用作堆肥，也可作為蘑菇類食用菌或其它無土栽培物的培養(yǎng)基組分，焚燒后為白色灰燼，無熔滴物。本發(fā)明的仿紙材料耐熱性、耐水性、耐油性好，可熱壓成型，可廣泛應(yīng)用于制作各種一次性包裝容器尤其是食品容器，或其它制品，本發(fā)明的仿紙材料耐候性、適印性佳，還可廣泛作為各種一次性圖文信息尤其是廣告的印制載體。
一種以淀粉為基料的全降解仿紙材料的制備方法該全降解仿紙材料的制備方法，依次有以下工序(1)將玉米淀粉和聚丙乙烯、聚乙烯加入高速混合機(jī)進(jìn)行混合，運(yùn)行時間為2分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)內(nèi)溫度為110℃；(2)再將成核劑、能改善制品透明度的成核劑、耐久性增塑劑、耐候性增塑劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑、防水劑、吸濕劑、潤滑劑和脫模劑，加入高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合，運(yùn)行時間為30分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘；(3)放料進(jìn)入冷卻混合機(jī)進(jìn)行冷卻，運(yùn)行時間為8分鐘，冷卻混合機(jī)轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘；(4)出料，即得到所需粉料；(5)將粉料計量送入由雙螺桿擠出機(jī)、帶有與機(jī)筒相連接的增壓連接組件的衣架式機(jī)頭模具、三輥壓光機(jī)、切邊組件、冷卻組件、牽引機(jī)和收卷機(jī)組成的全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為360轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)內(nèi)各職能段的溫度分別為140～185℃，整個過程依序為輸送混煉、剪切塑化、脫水排氣、增壓擠出、壓光切邊、冷卻牽引和收卷成品。
該成卷仿紙片材用于制作一次性餐具，具有外在感觀好，色澤鮮艷，耐高溫可達(dá)到110℃、耐低溫可達(dá)到零下18℃，其降解性能優(yōu)于現(xiàn)有的紙餐盒和纖維餐盒，是快餐行業(yè)包裝的優(yōu)選替代材料。
權(quán)利要求
1.一種以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是各組分和百分比含量分別是淀粉52.08～76.92％，聚丙乙烯10.07～24.60％，聚乙烯2.42～10.17％，成核劑0.63～3.54％，能改善制品透明度的成核劑0.08～0.60％，耐久性增塑劑0.23～1.79％，耐候性增塑劑1.55～4.17％，抗氧劑0.38～1.80％，穩(wěn)定劑0.39～2.38％，防水劑0.78～2.63％，吸濕劑0.77～2.40％，潤滑劑0.78～2.98％，脫模劑0.23～1.79％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是淀淀粉可以是玉米淀粉，也可以是馬鈴薯淀粉，還可以是稻麥淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是成核劑可以是尿素，也可以是ε-己內(nèi)酰胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是能改善制品透明度的成核劑是取代二(苯亞甲基)山梨醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是耐久性增塑劑是聚脂增塑劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是耐候性增塑劑可以是環(huán)氧大豆油，也可以是甘油，還可以是復(fù)合甘油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是抗氧劑可以是2，2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，也可以是三(2，4-二叔丁基苯)亞磷酸脂，還可以是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是穩(wěn)定劑、吸濕劑可以分別是硬脂酸鋅、硬脂酸鈣，也可以分別是硬脂酸鈣、硬脂酸鋅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是防水劑可以是微晶蠟，也可以是石蠟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是潤滑劑是滑石粉。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淀粉為基料的全降解仿紙材料，其特征是脫模劑是硬脂酸。
12.一種以淀粉為基料的全降解仿紙材料的制備方法，其特征是依次有以下工序12·1將淀粉和聚丙乙烯、聚乙烯加入高速混合機(jī)進(jìn)行混合，運(yùn)行時間為1～2分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為80～120轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)內(nèi)溫度為95～120℃；12·2再將成核劑、能改善制品透明度的成核劑、耐久性增塑劑、耐候性增塑劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑、防水劑、吸濕劑、潤滑劑和脫模劑，加入高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合，運(yùn)行時間為25～35分鐘，高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速為700～860轉(zhuǎn)/分鐘；12·3放料進(jìn)入冷卻混合機(jī)進(jìn)行冷卻，運(yùn)行時間為5～10分鐘，冷卻混合機(jī)轉(zhuǎn)速為50～100轉(zhuǎn)/分鐘；12·4出料，即得到所需粉料；12·5將粉料計量送入由雙螺桿擠出機(jī)、帶有與機(jī)筒相連接的增壓連接組件的衣架式機(jī)頭模具、三輥壓光機(jī)、切邊組件、冷卻組件、牽引機(jī)和收卷機(jī)組成的全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為300～400轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)內(nèi)各職能段的溫度分別為140～185℃，整個過程依序為輸送混煉、剪切塑化、脫水排氣、增壓擠出、壓光切邊、冷卻牽引和收卷成品。
全文摘要
一種以淀粉為基料的全降解仿紙材料，各組分和百分比含量分別是，淀粉52.08～76.92％，聚丙乙烯10.07～24.60％，聚乙烯2.42～10.17％，成核劑0.63～3.54％，能改善制品透明度的成核劑0.08～0.60％，耐久性增塑劑0.23～1.79％，耐候性增塑劑1.55～4.17％，抗氧劑0.38～1.80％，穩(wěn)定劑0.39～2.38％，防水劑0.78～2.63％，吸濕劑0.77～2.40％，潤滑劑0.78～2.98％，脫模劑0.23～1.79％。制備方法是將淀粉和聚丙乙烯、聚乙烯加入高速混合機(jī)進(jìn)行混合，再將其它組分加入高速混合機(jī)進(jìn)行高速混合，放料進(jìn)入冷卻混合機(jī)進(jìn)行冷卻運(yùn)行，出料，將粉料送入全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備制成片材。組分新穎，制備簡單，特別是無毒、無公害，可完全生物降解，焚燒后無熔滴物?？捎糜谥谱鞲鞣N一次性包裝容器或其它制品，還可作為各種一次性圖文信息的印制載體。
文檔編號C08L3/02GK1403496SQ02130898
公開日2003年3月19日 申請日期2002年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月28日
發(fā)明者王惠群 申請人:汕頭市奇佳機(jī)械廠有限公司