CN101831152B - 一种热塑性完全生物降解塑料 - Google Patents

Abstract

一种热塑性完全生物降解塑料，由35-45份PBS、35-45份变性淀粉、5-6份EAA、4-5份皮革粉、5-7份木粉、23份壳聚糖和2-3份复合偶联剂组成，其制备方法为：将变性淀粉、PBS、EAA、皮革粉、木粉、壳聚糖和复合偶联剂用高速混合机混合后取出冷却，然后送入捏合机捏合25-35分钟，捏合后的混合物料送入双螺杆挤出机熔融造粒，即制成热塑性完全生物降解塑料。本发明，生产工艺简单，在原料中大量使用淀粉，节约了石油资源，生产成本低；100天降解率达到68％以上，防止“白色污染”；制成的热塑性完全生物降解塑料加工性好，既可用于注塑，又能用于生产吹塑薄膜和压延薄膜。

Description

一种热塑性完全生物降解塑料

技术领域

本发明涉及一种降解塑料，具体地说是一种热塑性完全生物降解塑料。

背景技术

为了缓解石油化工产品求大于供的矛盾、消灭“白色污染”，我们国家成功研究出多种完全生物降解塑料的生产方法。其中有聚乳酸酯(PLA)、PVA、PVB等十多个品种。如聚乳酸酯完全生物降解塑料是：将玉米淀粉糖化，制成高浓度乳酸，然后制成聚乳酸。一是工艺复杂、生产成本偏高；二是PLA不能与PE、PP共熔，回收再生料难，限制了使用范围；PVA完全生物降解塑料，耐水成膜性差，PVB完全降解塑料是将PVA水溶液加入醛类物质反应成预聚物，然后通过雾化干燥而成，从而改变了PVB完全生物降解塑料的耐水性。但目前因为国内此种干燥设备还达不到技术要求，至今未规模化生产。其它完全生物降解塑料只能用于注塑、一次性快餐盒，不能生产各种规格的薄膜制品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热塑性完全生物降解塑料，具有降解率高，生产工艺简单、生产成本低，既能注塑又能吹塑、压延薄膜的优点。

本发明解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种热塑性完全生物降解塑料，由PBS、变性淀粉、EAA、皮革粉、木粉、壳聚糖和复合偶联剂组成，其中各原料的重量份数及加入比例为：PBS 35-45份、变性淀粉35-45份、EAA 5-6份、皮革粉4-5份、木粉5-7份、壳聚糖2-3份、复合偶联剂2-3份。

所述的变性淀粉由玉米淀粉、复合偶联剂、丙三醇、碳酰胺和聚己内酯组成，其中各原料的重量份数及加入比例为：玉米淀粉60-65％、复合偶联剂2-3％、丙三醇16-20％、碳酰胺6-8％、聚己内酯8-12％。

所述的变性淀粉，其含水率小于12％。

所述的复合偶联剂由硅烷偶联剂、白油和钛酸酯偶联剂组成，其重量份数及加入比例为硅烷偶联剂1-2％、白油45-52％和钛酸酯偶联剂46-54％。

本发明，一种热塑性完全生物降解塑料的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将变性淀粉加入到高速混合机中，启动高速混合机，使其以250-300转/分钟的转速运转并对高速混合机内的物料加热；

(2)、在高速混合机运转过程中加入复合偶联剂，待高速混合机内混合物料温度升至75-85℃时加入EAA，继续混合至混合物料温度100-110℃时加入PBS、皮革粉、木粉和壳聚糖，继续混合至混合物料温度回升至105-115℃时，调整混合机的转速至700-800转/分钟，待混合物料温升至120℃时，停止混合，将混合物料取出，静置冷却24小时，备用；

(3)、将步骤(2)冷却后的混合物料送入捏合机，开机运转并对混合物料加热，混合物料温度升至100-110℃后继续捏合25-35分钟，捏合后取出混合物料，备用；

(4)、步骤(3)捏合后的混合物料送入双螺杆挤出机，在135-165℃的温度下熔融造粒，即制成热塑性完全生物降解塑料。

本发明的有益效果是：1、生产工艺简单，在原料中大量使用淀粉，节约了石油资源，每生产两吨热塑性完全生物降解塑料可节约一吨石油，生产成本低；2、本发明的热塑性完全生物降解塑料生产的制品使用废弃后自身降解，100天降解率达到68％以上，超过了国家标准，可净化社会环境，防止“白色污染”；3、本发明的热塑性完全生物降解塑料加工性好，既可用于注塑，又能用于生产吹塑薄膜和压延薄膜。

具体实施方式

一种热塑性完全生物降解塑料，由PBS、变性淀粉、EAA、皮革粉、木粉、壳聚糖和复合偶联剂组成，其中各原料的重量份数及加入比例为：PBS 35-45份、变性淀粉35-45份、EAA 5-6份、皮革粉4-5份、木粉5-7份、壳聚糖2-3份、复合偶联剂2-3份。

所述的变性淀粉由60-65％玉米淀粉、2-3％复合偶联剂、16-20％丙三醇、6-8％碳酰胺和8-12％聚己内酯组成。其制备方法为：按照上述比例，将120目的玉米淀粉加入到高速混合机中，启动混合机以300转/分钟的转速运转；至玉米淀粉含水率小于12％时，加入复合偶联剂；继续混合至混合机内混合料温度为80℃时，加入丙三醇；继续混合至混合机内混合料温度为100℃时，加入碳酰胺和聚己内酯；继续混合至混合料温度为110℃时，调整混合机转速至800转/分钟；继续混合至混合料温度为120℃时，关闭混合机，取出混合料，静置冷却12小时，即制得变性淀粉。

所述的变性淀粉，其含水率小于12％。

制备降解塑料所用的复合偶联剂与制备变性淀粉用的复合偶联剂相同，所述的复合偶联剂由硅烷偶联剂、白油和钛酸酯偶联剂组成，其重量份数及加入比例为硅烷偶联剂1-2％、白油45-52％和钛酸酯偶联剂46-54％。其配制方法为：按照上述重量份数比，将硅烷偶联剂加入到白油中，搅拌均匀，制成液体料，然后与钛酸酯偶联剂均匀混合，即成为复合偶联剂。原料可以选用硅烷550和钛酸酯偶联剂A150。

所述的壳聚糖，其制备方法为：以虾壳或蟹壳为原料，先制得甲壳素，然后用PH值为14的浓碱，在80℃的条件下，使甲壳素的一部分脱除乙酰基，获得脱除乙酰基80％以上的壳聚糖产品。其分子量为3×10⁵。

所述的皮革粉，按照重量配比，其蛋白质含量为50％以上，其细度为80-100目。

所述的木粉，可以选用纯杨木粉、榆木粉、柳木粉或桃木粉，其细度为100-300目。

所述的EAA，即乙烯丙烯酸共聚物，采用美国进口1420-1产品。

所述的PBS，即聚丁二酸丁二醇酯，是一种市售的全生物降解塑料。举例说明本技术方案(以下所取份数均为重量份数)：

实施例1

一种热塑性完全生物降解塑料的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将40份变性淀粉加入到高速混合机中，启动高速混合机，使其以250转/分钟的转速运转并对高速混合机内的物料加热；

(2)、在高速混合机运转过程中加入2份复合偶联剂，待高速混合机内混合物料温度升至75℃时加入5份EAA，继续混合至混合物料温度100℃时加入39份PBS、4份皮革粉、7份木粉和3份壳聚糖，继续混合至混合物料温度回升至105℃时，调整混合机的转速至700转/分钟，待混合物料温升至120℃时，停止混合，将混合物料取出，静置冷却24小时，备用；

(3)、将步骤(2)冷却后的混合物料送入捏合机，开机运转并对混合物料加热，混合物料温度升至100℃后继续捏合25分钟，捏合后取出混合物料，备用；

(4)、步骤(3)捏合后的混合物料送入双螺杆挤出机，在135℃的温度下熔融造粒，即制成热塑性完全生物降解塑料。

其中，所述的变性淀粉由63％玉米淀粉、2％复合偶联剂、18％丙三醇、7％碳酰胺和10％聚己内酯制成。

所述的复合偶联剂由1％硅烷偶联剂、49％白油和50％钛酸酯偶联剂组成。

实施例2

一种热塑性完全生物降解塑料的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将45份变性淀粉加入到高速混合机中，启动高速混合机，使其以300转/分钟的转速运转并对高速混合机内的物料加热；

(2)、在高速混合机运转过程中加入2份复合偶联剂，待高速混合机内混合物料温度升至80℃时加入6份EAA，继续混合至料温110℃时加入35份PBS、5份皮革粉、5份杨木粉和2份壳聚糖，继续混合至混合物料温度回升至110℃时，调整混合机的转速至800转/分钟，待混合物料温升至120℃时，停止混合，将混合物料取出，静置冷却24小时，备用；

(3)、将步骤(2)冷却后的混合物料送入捏合机，开机运转并对混合物料加热，混合物料温度升至110℃后继续捏合30分钟，捏合后取出混合物料，备用；

(4)、步骤(3)捏合后的混合物料送入双螺杆挤出机，在150℃的温度下熔融造粒，即制成热塑性完全生物降解塑料。

其中，所述的变性淀粉由60％玉米淀粉、2％复合偶联剂、20％丙三醇、6％碳酰胺和12％聚己内酯制成。

所述的复合偶联剂由2％硅烷偶联剂、52％白油和46％钛酸酯偶联剂组成。

实施例3

一种热塑性完全生物降解塑料的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将35份变性淀粉加入到高速混合机中，启动高速混合机，使其以280转/分钟的转速运转并对高速混合机内的物料加热；

(2)、在高速混合机运转过程中，变性淀粉含水率降至12％以下时加入3份复合偶联剂，待高速混合机内混合物料温度升至85℃时加入5份EAA，继续混合至料温105℃时加入45份PBS、4份皮革粉、6份木粉和2份壳聚糖，继续混合至混合物料温度回升至115℃时，调整混合机的转速至750转/分钟，待混合物料温升至120℃时，停止混合，将混合物料取出，静置冷却24小时，备用；

(3)、将步骤(2)冷却后的混合物料送入捏合机，开机运转并对混合物料加热，混合物料温度升至105℃后继续捏合28分钟，捏合后关闭捏合机，取出混合物料，备用；

(4)、步骤(3)捏合后的混合物料送入双螺杆挤出机，在165℃的温度下熔融造粒，即制成热塑性完全生物降解塑料。

其中，所述的变性淀粉由65％玉米淀粉、3％复合偶联剂、16％丙三醇、8％碳酰胺和8％聚己内酯制成。

所述的复合偶联剂由1％硅烷偶联剂、45％白油和54％钛酸酯偶联剂组成。

使用本技术方案制成的热塑性完全生物降解塑料降解率高，可以有效减少白色污染，有利于环境保护。

Claims (4)

1.一种热塑性完全生物降解塑料，其特征在于：由PBS、变性淀粉、EAA、皮革粉、木粉、壳聚糖和复合偶联剂组成，其中各原料的重量份数及加入比例为：PBS 35-45份、变性淀粉35-45份、EAA 5-6份、皮革粉4-5份、木粉5-7份、壳聚糖2-3份、复合偶联剂2-3份；

所述的变性淀粉由玉米淀粉、复合偶联剂、丙三醇、碳酰胺和聚己内酯组成，其中各原料的重量份数及加入比例为：玉米淀粉60-65％、复合偶联剂2-3％、丙三醇16-20％、碳酰胺6-8％、聚己内酯8-12％。

2.如权利要求1所述的一种热塑性完全生物降解塑料，其特征在于：所述的变性淀粉，其含水率小于12％。

3.如权利要求1所述的一种热塑性完全生物降解塑料，其特征在于：所述的复合偶联剂由硅烷偶联剂、白油和钛酸酯偶联剂组成，其重量份数及加入比例为硅烷偶联剂1-2％、白油45-52％和钛酸酯偶联剂46-54％。

4.如权利要求1所述的一种热塑性完全生物降解塑料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、将变性淀粉加入到高速混合机中，启动高速混合机，使其以250-300转/分钟的转速运转并对高速混合机内的物料加热；

(2)在高速混合机运转过程中加入复合偶联剂，待高速混合机内混合物料温度升至75-85℃时加入EAA，继续混合至混合物料温度100-110℃时加入PBS、皮革粉、木粉和壳聚糖，继续混合至混合物料温度回升至105-115℃时，调整混合机的转速至700-800转/分钟，待混合物料温升至120℃时，停止混合，将混合物料取出，静置冷却24小时，备用；

(3)、将步骤(2)冷却后的混合物料送入捏合机，开机运转并对混合物料加热，混合物料温度升至100-110℃后继续捏合25-35分钟，捏合后取出混合物料，备用；

(4)、步骤(3)捏合后的混合物料送入双螺杆挤出机，在135-165℃的温度下熔融造粒，即制成热塑性完全生物降解塑料。