一種高性能完全生物降解塑料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及降解塑料領(lǐng)域，特別是涉及一種高性能完全生物降解塑料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)塑料制品的需求越來越大，塑料制品在日常生活中的普遍使用極大地豐富和方便了人們的生活，但產(chǎn)生的廢棄物由于難于分解造成了大量的永久性垃圾。我國是塑料大國，同時(shí)也是塑料垃圾污染嚴(yán)重的國家，因此，發(fā)展和使用生物降解塑料是我國塑料行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。
[0003]目前，業(yè)界開發(fā)的可完全生物降解的塑料種類很多，大多以植物淀粉為原料，也實(shí)現(xiàn)了資源的高效綜合利用。但這些塑料產(chǎn)品在使用過程中大都存在如下問題:1、防水性能不足，有滲水現(xiàn)象;2、強(qiáng)度和韌性不盡如人意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種高性能完全生物降解塑料的制備方法，能夠解決現(xiàn)有生物降解塑料在防水性能和力學(xué)性能方面存在的不足之處。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種高性能完全生物降解塑料的制備方法，包括如下步驟:
(1)制備豆渣與玉米黃粉母粒:取20?30份玉米黃粉和10?15份豆渣混合均勻后，加入5?8份甘油和5?8份質(zhì)量濃度為55?65%的乙醇溶液，混合均勻后投入雙螺桿擠壓機(jī)，在一定溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和喂料速度下擠出并剪切成母粒；
(2)制備植物淀粉/聚乙烯醇共混物母粒:取30?40份植物淀粉和35?55份聚乙烯醇混合均勻后，加入10?15份復(fù)合增塑劑和5?8份聚已內(nèi)酯，混合均勻后投入雙螺桿擠壓機(jī)，在一定溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和喂料速度下擠出并剪切成母粒；
(3)混料:將步驟(I)中制備的豆渣與玉米黃粉母粒和步驟(2)中制備的植物淀粉/聚乙稀醇共混物母粒混合，然后加入8?15份耐水劑、4?6份殼聚糖10?20份增強(qiáng)纖維和0.5?I份防老劑，攪拌混合均勻，得到混合物料；
(4)擠出造粒:將步驟(3)中得到的混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，在一定的溫度及螺桿轉(zhuǎn)速下熔體擠出、造粒，再進(jìn)行注塑樣條或吹塑、熱壓成相應(yīng)的塑料制品。
[0006]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(I)中，所述溫度為60?65°C，螺桿轉(zhuǎn)速為125?1301'/111；[11，喂料速度為40?458/111；[11。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(2)中，所述溫度為90?100°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50?60r/min，喂料速度為60?70g/min。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(2)中，所述植物淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、葛根淀粉和馬鈴薯淀粉中的至少一種;所述復(fù)合增塑劑為甘油、聚乙二醇和水以質(zhì)量比55?65:15?28:0?5的混合物。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(3)中，所述增強(qiáng)纖維為竹纖維、劍麻纖維和秸桿纖維以1:1:3?5的比例混合的混合纖維;所述耐水劑為聚(β-羥基丁酸酯)。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(4)中，所述溫度為175?185°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50?60r/min。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種高性能完全生物降解塑料的制備方法，操作簡(jiǎn)便，容易實(shí)現(xiàn)，其通過合理的配方設(shè)計(jì)和制備工藝，使得生物降解塑料具有優(yōu)異的防水性能、較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和良好的韌性，綜合性能優(yōu)異，市場(chǎng)前景廣闊，其應(yīng)用將極大地降低我國塑料垃圾的數(shù)量。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例包括:
實(shí)施例1
一種高性能完全生物降解塑料的制備方法，包括如下步驟:
(1)制備豆渣與玉米黃粉母粒:取20份玉米黃粉和10份豆渣混合均勻后，加入5份甘油和5份質(zhì)量濃度為55?65%的乙醇溶液，混合均勻后投入雙螺桿擠壓機(jī)，在60°C、125r/min的螺桿轉(zhuǎn)速和40g/min的喂料速度下擠出并剪切成尺寸為直徑3mm，長3mm的母粒；
(2)制備植物淀粉/聚乙烯醇共混物母粒:取30份植物淀粉和35份聚乙烯醇混合均勻后，加入10份復(fù)合增塑劑和5份聚已內(nèi)酯，混合均勻后投入雙螺桿擠壓機(jī)，在90 V、50r/min的螺桿轉(zhuǎn)速和60g/min的喂料速度下擠出并剪切成直徑為3mm，長度為3mm的母粒；
其中，所述植物淀粉為玉米淀粉或馬鈴薯淀粉;所述復(fù)合增塑劑為甘油、聚乙二醇和水以質(zhì)量比55:15:0的混合物；
(3)混料:將步驟(I)中制備的豆渣與玉米黃粉母粒和步驟(2)中制備的植物淀粉/聚乙烯醇共混物母?；旌?，然后加入8份耐水劑聚(β-羥基丁酸酯)、4份殼聚糖、10份增強(qiáng)纖維和
0.5份防老劑1010，攪拌混合均勻，得到混合物料；
其中，所述增強(qiáng)纖維為竹纖維、劍麻纖維和水稻秸桿纖維以1: 1:3的比例混合的混合纖維；
(4)擠出造粒:將步驟(3)中得到的混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，在175°C的溫度及50r/min的螺桿轉(zhuǎn)速下熔體擠出、造粒，再進(jìn)行注塑樣條或吹塑、熱壓成相應(yīng)的塑料制品。
[0014]實(shí)施例2
一種高性能完全生物降解塑料的制備方法，包括如下步驟:
(1)制備豆渣與玉米黃粉母粒:取30份玉米黃粉和15份豆渣混合均勻后，加入8份甘油和8份質(zhì)量濃度為55?65%的乙醇溶液，混合均勻后投入雙螺桿擠壓機(jī)，在65°C、130r/min的螺桿轉(zhuǎn)速和45g/min的喂料速度下擠出并剪切成尺寸為直徑2mm，長2mm的母粒；
(2)制備植物淀粉/聚乙烯醇共混物母粒:取40份植物淀粉和55份聚乙烯醇混合均勻后，加入15份復(fù)合增塑劑和8份聚已內(nèi)酯，混合均勻后投入雙螺桿擠壓機(jī)，在100°C、60r/min的螺桿轉(zhuǎn)速和70g/min的喂料速度下擠出并剪切成直徑為2mm，長度為2mm的母粒；
其中，所述植物淀粉為木薯淀粉和葛根淀粉以任意比例的混合物;所述復(fù)合增塑劑為甘油、聚乙二醇和水以質(zhì)量比65: 28:5的混合物；
(3)混料:將步驟(I)中制備的豆渣與玉米黃粉母粒和步驟(2)中制備的植物淀粉/聚乙烯醇共混物母?；旌?，然后加入15份耐水劑聚(β-羥基丁酸酯)、6份殼聚糖、20份增強(qiáng)纖維和I份防老劑1010，攪拌混合均勻，得到混合物料；
其中，所述增強(qiáng)纖維為竹纖維、劍麻纖維和秸桿纖維以1:1:5的比例混合的混合纖維；
(4)擠出造粒:將步驟(3)中得到的混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，在185°C的溫度及60r/min的螺桿轉(zhuǎn)速下熔體擠出、造粒，再進(jìn)行注塑樣條或吹塑、熱壓成相應(yīng)的塑料制品。
[0015]上述方法所得的生物降解塑料，經(jīng)測(cè)定，其具有完全耐水和防滲水性能，且其拉伸強(qiáng)度達(dá)到22MPa以上，斷裂伸長率為89?105%。
[0016]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高性能完全生物降解塑料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)制備豆渣與玉米黃粉母粒:取20?30份玉米黃粉和10?15份豆渣混合均勻后，加入5?8份甘油和5?8份質(zhì)量濃度為55?65%的乙醇溶液，混合均勻后投入雙螺桿擠壓機(jī)，在一定溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和喂料速度下擠出并剪切成母粒； (2)制備植物淀粉/聚乙烯醇共混物母粒:取30?40份植物淀粉和35?55份聚乙烯醇混合均勻后，加入10?15份復(fù)合增塑劑和5?8份聚已內(nèi)酯，混合均勻后投入雙螺桿擠壓機(jī)，在一定溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和喂料速度下擠出并剪切成母粒； (3 )混料:將步驟(I)中制備的豆渣與玉米黃粉母粒和步驟(2 )中制備的植物淀粉/聚乙稀醇共混物母?；旌希缓蠹尤??15份耐水劑、4?6份殼聚糖10?20份增強(qiáng)纖維和0.5?I份防老劑，攪拌混合均勻，得到混合物料； (4)擠出造粒:將步驟(3)中得到的混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，在一定的溫度及螺桿轉(zhuǎn)速下熔體擠出、造粒，再進(jìn)行注塑樣條或吹塑、熱壓成相應(yīng)的塑料制品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能完全生物降解塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述溫度為60?65°C，螺桿轉(zhuǎn)速為125?1301'/111；[11，喂料速度為40?458/111；[11。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能完全生物降解塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述溫度為90?100°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50?60r/min，喂料速度為60?70g/min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能完全生物降解塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述植物淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、葛根淀粉和馬鈴薯淀粉中的至少一種;所述復(fù)合增塑劑為甘油、聚乙二醇和水以質(zhì)量比55?65:15?28:0?5的混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能完全生物降解塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述增強(qiáng)纖維為竹纖維、劍麻纖維和秸桿纖維以1:1:3?5的比例混合的混合纖維；所述耐水劑為聚(β-羥基丁酸酯)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能完全生物降解塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述溫度為175?185°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50?60r/min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能完全生物降解塑料的制備方法，包括如下步驟：（1）制備豆渣與玉米黃粉母粒；（2）制備植物淀粉/聚乙烯醇共混物母粒；（3）混料；（4）擠出造粒。本發(fā)明的生物降解塑料，經(jīng)測(cè)定，其具有完全耐水和防滲水性能，且其拉伸強(qiáng)度達(dá)到22MPa以上，斷裂伸長率為89～105%。本發(fā)明一種高性能完全生物降解塑料的制備方法，操作簡(jiǎn)便，容易實(shí)現(xiàn)，其通過合理的配方設(shè)計(jì)和制備工藝，使得生物降解塑料具有優(yōu)異的防水性能、較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和良好的韌性，綜合性能優(yōu)異，市場(chǎng)前景廣闊，其應(yīng)用將極大地降低我國塑料垃圾的數(shù)量。
【IPC分類】C08L67/04, C08L29/04, B29C47/92, C08L3/02, C08K5/053, C08L71/02, C08L97/02, C08L5/08, B29B9/06, C08L89/00
【公開號(hào)】CN105647085
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】周建
【申請(qǐng)人】蘇州市湘園特種精細(xì)化工有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日