CN102219985A - 非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非主粮植物淀粉改性全生物分解专用树脂，首先将非粮植物淀粉进行脱水干燥，尔后取干燥后的非粮植物淀粉100份加入湿润糊化剂22～30份混匀，使淀粉浸湿浸透糊化、然后再加入相容剂20～30份，扩链剂0～2份，开口剂2～15份，聚乳酸0～100份，可全生物分解的二元酸二元醇共聚物150～250份混合均匀，投入双螺杆双排气挤出造料机组中或双螺杆双排气挤出压片机组中在合适的温度和压力下挤出造粒或压片，制成非粮植物淀粉改性全生物分解专用树脂或片材，本发明具有全生物降解功能，使用废弃后能很快分解成二氧化碳和水，很快被环境消纳。
Description
技术领域
本发明涉及一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂及其制备方法。
背景技术
我国全生物降解塑料起步较晚，尤其是全生物分解树脂的研制寥寥无几，近年来,仅有上海石化、鑫富药业、海正药业、和兴化工等少数几家在研究开发全生物分解树脂，上海石化研发的是丁二酸―丁二醇―对苯二甲酸的共聚物，鑫富药业研发的是丁二酸―丁二醇―已二酸的共聚物，海正药业研发的是乳酸的聚合物，和兴化工研发的是丁二酸―丁二醇的共聚物，这些全生物分解树脂都存在着成本高，产出低，售价高的问题，难以得到推广和应用。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种成本低的非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂及其制备方法。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂，其原料组成包括下列组分及重量份数比：
非主粮植物淀粉100份，湿润糊化剂22～30份，相容剂20～30份，扩链剂0～2份，开口剂2～15份，聚乳酸0～100份，可全生物分解的二元酸二元醇共聚物150～250份。
作为本发明的进一步改进，非主粮植物淀粉为木薯淀粉、绿豆淀粉、甘薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉或藕淀粉中的一种或二种的组合物。
作为本发明的进一步改进，湿润糊化剂为丙三醇、二甘醇和乙二醇中的一种。
作为本发明的进一步改进，相容剂为山梨醇、木糖醇和甘露醇中的一种。
作为本发明的进一步改进，扩链剂为ADR-4268CS型和ADR-4370型扩链剂中的一种。
作为本发明的进一步改进，开口剂为二氧化硅开口剂或二氧化钛开口剂。
作为本发明的进一步改进，聚乳酸为微生物法发酵生成乳酸的聚合物。
作为本发明的进一步改进，可全生物分解的二元酸二元醇共聚物为丁二酸―丁二醇―已二酸共聚物、丁二酸―丁二醇―对苯二甲酸共聚物、丁二醇―已二酸―对苯二甲酸共聚物中的一种或二种的组合物。
一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂的制备方法，它包括下述步骤：
（1）启动加热干燥搅拌锅，在锅体138℃下将木薯淀粉或绿豆淀粉或甘薯淀粉或红薯淀粉或马铃薯淀粉、或菱角淀粉或藕淀粉等非主粮植物淀粉中的一种或二种投入搅拌锅中，搅拌三十分钟，使这些非主粮植物淀粉受热后将所含水份蒸发干净，成为干粉，在料温升到145℃时，放干粉料进入冷锅搅拌冷却到50℃以下后，放料装袋密封待用；
（2）取干燥后的非主粮植物淀粉100份加入湿润糊化剂22～30份混匀；使淀粉浸湿浸透糊化、然后再加入相容剂20～30份，扩链剂0～2份，开口剂2～15份，聚乳酸0～100份，可全生物分解的二元酸二元醇共聚物150～250份混合均匀，投入双螺杆双排气挤出造料机组中或双螺杆双排气挤出压片机组中挤出造粒或压片，制成非主粮植物淀粉改性全生物分解专用树脂或片材。
作为本发明的进一步改进，步骤（2）中所述开口剂为二氧化硅开口剂或二氧化钛开口剂，二氧化硅开口剂的制备：取100㎏(1250～3000目)二氧化硅粉投入高冷混锅中，搅拌到料温升至105℃，投入2㎏铝酸酯偶联剂，再搅拌到料温升至115℃时，投入1.5㎏硬酯酸，再搅拌到料温升至125℃时放入冷混锅中，冷却到50℃以下时投入30㎏丁二酸―丁二醇共聚物，搅拌均匀，十分钟后出锅，投入双螺杆造粒机组中进行挤出风冷拉条切粒装袋，即成二氧化硅开口剂；
二氧化钛开口剂的制备：取100㎏(1250～3000目)二氧化钛粉投入高冷混锅中，搅拌到料温升至105℃，投入2㎏钛酸酯偶联剂，再搅拌到料温升至115℃时，投入1.5㎏硬酯酸，再搅拌到料温升至125℃时放入冷混锅中，冷却到50℃以下时投入30㎏丁二酸―丁二醇共聚物，搅拌均匀，十分钟后出锅，投入双螺杆造粒机组中进行挤出风冷拉条切粒装袋，即成二氧化钛开口剂。
本发明的有益效果是：本发明使用了非主粮植物淀粉，使所获产品既有全生物分解的功能，又可起到环境保护的作用，废弃后自行降解不污染环境，还能起到资源替代，缓解日益枯竭的石油资源，另一方面，它还支持了农业生产，为农村非主粮植物淀粉找到了新的市场，同时它还是低碳经济，促进了我国国民经济和社会持续发展，符合国家能源发展战略和能源结构调整目标的要求，符合当前建设“资源节约型、环境友好型社会”的要求。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本发明提出一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂，其原料组成包括下列组分及重量份数比：
非主粮植物淀粉100份，湿润糊化剂22～30份，相容剂20～30份，扩链剂0～2份，开口剂2～15份，聚乳酸0～100份，可全生物分解的二元酸二元醇共聚物150～250份。
其中，非主粮植物淀粉为木薯淀粉、绿豆淀粉、甘薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉或藕淀粉中的一种或二种的组合物。
其中，湿润糊化剂为丙三醇、二甘醇和乙二醇中的一种。
其中，相容剂为山梨醇、木糖醇和甘露醇中的一种。
其中，扩链剂为ADR-4268CS型和ADR-4370型扩链剂中的一种。
其中，开口剂为自制的超细二氧化硅开口剂或自制的超细二氧化钛开口剂。
其中，聚乳酸为微生物法发酵生成乳酸的聚合物。
其中，可全生物分解的二元酸二元醇共聚物为丁二酸―丁二醇-已二酸共聚物、丁二酸―丁二醇―对苯二甲酸共聚物、丁二醇―已二酸―对苯二甲酸共聚物中的一种或二种。
本发明所述非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂的制备方法，它包括下述步骤：
（1）启动加热干燥搅拌锅，在锅体138℃下将木薯淀粉或绿豆淀粉或甘薯淀粉或红薯淀粉或马铃薯淀粉、或菱角淀粉或藕淀粉等非主粮植物淀粉中的一种或二种投入搅拌锅中，高速搅拌三十分钟，使这些非主粮植物淀粉受热后将所含水份蒸发干净，成为干粉，在料温升到145℃时，放干粉料进入冷锅搅拌冷却到50℃以下后，放料装袋密封待用；
（2）取干燥后的非主粮植物淀粉100份加入湿润糊化剂22～30份混匀；使淀粉浸湿浸透糊化、然后再加入相容剂20～30份，扩链剂0～2份，开口剂2～15份，聚乳酸0～100份，可全生物分解的二元酸二元醇共聚物150～250份混合均匀，投入双螺杆双排气挤出造料机组中或双螺杆双排气挤出压片机组中在合适的温度和压力下挤出造粒或压片，制成非主粮植物淀粉改性全生物分解专用树脂或片材。
其中，步骤（2）中开口剂为自制超细二氧化硅开口剂或自制超细二氧化钛开口剂，自制超细二氧化硅开口剂的制备：取100㎏(1250～3000目)超细二氧化硅粉投入高冷混锅中，高速搅拌到料温升至105℃，投入2㎏铝酸酯偶联剂，再高速搅拌到料温升至115℃时，投入1.5㎏硬酯酸，再高速搅拌到料温升至125℃时放入冷混锅中，冷却到50℃以下时投入30㎏丁二酸-丁二醇共聚物，搅拌均匀，约十分钟后出锅，投入TE75型双螺杆造粒机组中进行挤出风冷拉条切粒装袋，即成自制超细二氧化硅开口剂；
自制超细二氧化钛开口剂的制备：取100㎏(1250～3000目)超细二氧化钛粉投入高冷混锅中，高速搅拌到料温升至105℃，投入2㎏钛酸酯偶联剂，再高速搅拌到料温升至115℃时，投入1.5㎏硬酯酸，再高速搅拌到料温升至125℃时放入冷混锅中，冷却到50℃以下时投入30㎏丁二酸―丁二醇共聚物，搅拌均匀，约十分钟后出锅，投入TE75型双螺杆造粒机组中进行挤出风冷拉条切粒装袋，即成自制超细二氧化钛开口剂。
实施例一：取前述干燥脱水后的木薯淀粉100㎏投入搅拌机中，起动后缓缓投入丙三醇25㎏，搅拌五分钟后，将溢出粘在锅盖和锅壁上的粉料用毛刷扫入锅内，再搅拌二分钟，使淀粉完全浸湿浸透，尔后投入山梨醇25㎏，ADR-4370型扩链剂1㎏，自制超细二氧化硅开口剂10㎏，丁二酸―丁二醇―已二酸共聚物200㎏搅拌均匀，约十分钟后出锅，投入TE75型双螺杆造粒机组中进行挤出风冷拉条切粒，
表一：双螺杆造粒机组工艺温度表
加热到上述设定温度后，保温三十分钟，开启主机，控制主机电流在200A左右，熔体压力控制在1～5 Mpa之间，开启真空排气装置，控制真空度约在0.08Mpa。调控计量喂料双螺杆转速恒定在220转／分钟，调整拉条牵引速度约为25米／分钟，在挤出拉条符合所需大小要求后，将拉条塞入切粒机中切成大小均匀的圆柱状粒子。再计量装袋密封包装，使之成为具有全生物分解功能的吹膜级全生物分解专用树脂。然后将此粒料倒入吹膜机中，控制吹膜温度约130～150℃之间，控制吹胀比约2～4之间，使其吹制成型为可全生物分解的筒膜，再将此筒膜送入制袋机中便可制出可全生物分解的膜袋产品。
实施例二：取前述干燥脱水后的红薯淀粉100㎏投入搅拌机中，起动后缓缓投入二甘醇30㎏，搅拌五分钟后，将溢出粘在锅盖和锅壁上的粉料用毛刷扫入锅内，再搅拌二分钟，使淀粉完全浸湿浸透，尔后投入甘露醇22㎏，ADR-4268CS型扩链剂2㎏，自制超细二氧化钛开口剂5㎏，聚乳酸50㎏，丁二酸―丁二醇―对苯二甲酸共聚物150㎏搅拌均匀，约十分钟后出锅，投入75型双螺杆片材机料斗中进行挤出压片，
表二：双螺杆片材机组工艺温度表
加热到上述设定温度后，保温三十分钟，开启主机，控制主机电流在200A左右，熔体压力控制在1～5 Mpa之间，开启真空排气装置，控制真空度约在0.08Mpa。调控计量喂料双螺杆转速恒定在220转／分钟，根据所要生产产品的厚度调整二只压延棍之间间隙，调整压延棍牵引速度分别为23米／分钟，23.1米／分钟，23.2米／分钟，23.3米／分钟，调整T模模口间隙，控制片材横向厚薄度偏差在±0.02 mm之间。在挤出片材调整完好，符合质量要求后，挤出机挤出片状熔融体时就进入上中压轴中，经挤压后冷却定型 ，形成可全生物降解片材。再将此片材按照所需的产品模具进行吸塑或冲塑，使之成为可全生物降解包装容器。
实施例三：取前述干燥脱水后的马铃薯淀粉100㎏投入搅拌机中，起动后缓缓投入已二醇22㎏，搅拌五分钟后，将溢出粘在锅盖和锅壁上的粉料用毛刷扫入锅内，再搅拌二分钟，使淀粉完全浸湿浸透，尔后投入木糖醇25㎏，ADR-4370型扩链剂1㎏，自制超细二氧化硅开口剂10㎏，丁二醇―已二酸―对苯二甲酸250㎏搅拌均匀，约十分钟后出锅，投入TE75型双螺杆造粒机组中进行挤出风冷拉条切粒，
表三：双螺杆造粒机组工艺温度表
加热到上述设定温度后，保温三十分钟，开启主机，控制主机电流在220A左右，熔体压力控制在1～5 Mpa之间，开启真空排气装置，控制真空度约在0.08Mpa。调控计量喂料双螺杆转速恒定在220转／分钟，调整拉条牵引速度约为25米／分钟，在挤出拉条符合所需大小要求后，将拉条塞入切粒机中切成大小均匀的圆柱状粒子。再计量装袋密封包装，使之成为具有全生物分解功能的吹膜级全生物分解专用树脂。然后将此粒料倒入吹膜机中，控制吹膜温度约130～150℃之间，控制吹胀比约2～4之间，使其吹制成型为可全生物分解的筒膜，再将此筒膜送入制袋机中便可制出可全生物分解的膜袋产品。
实施例四：取前述干燥脱水后的红薯淀粉100㎏投入搅拌机中，起动后缓缓投入丙三醇26㎏，搅拌五分钟后，将溢出粘在锅盖和锅壁上的粉料用毛刷扫入锅内，再搅拌二分钟，使淀粉完全浸湿浸透，尔后投入山梨醇22㎏，ADR-4268CS型扩链剂2㎏，自制超细二氧化钛开口剂8㎏，聚乳酸80㎏，丁二酸―丁二醇―对苯二甲酸共聚物180㎏搅拌均匀，约十分钟后出锅，投入75型双螺杆片材机料斗中进行挤出压片，
表四：双螺杆片材机组工艺温度表
加热到上述设定温度后，保温三十分钟，开启主机，控制主机电流在200A左右，熔体压力控制在1～5 Mpa之间，开启真空排气装置，控制真空度约在0.08Mpa。调控计量喂料双螺杆转速恒定在220转／分钟，根据所要生产产品的厚度调整二只压延棍之间间隙，调整压延棍牵引速度分别为23米／分钟，23.1米／分钟，23.2米／分钟，23.3米／分钟，调整T模模口间隙，控制片材横向厚薄度偏差在±0.02 mm之间。在挤出片材调整完好，符合质量要求后，挤出机挤出片状熔融体时就进入上中压轴中，经挤压后冷却定型 ，形成可全生物降解片材。再将此片材按照所需的产品模具进行吸塑或冲塑，使之成为可全生物降解包装容器。
实施例五：取前述干燥脱水后的木薯淀粉100㎏投入搅拌机中，起动后缓缓投入丙三醇28㎏，搅拌五分钟后，将溢出粘在锅盖和锅壁上的粉料用毛刷扫入锅内，再搅拌二分钟，使淀粉完全浸湿浸透，尔后投入山梨醇20㎏，ADR-4268CS型扩链剂2㎏，自制超细二氧化硅开口剂2㎏，聚乳酸100㎏，丁二酸―丁二醇―已二酸共聚物150㎏搅拌均匀，约十分钟后出锅，投入TE75型双螺杆造粒机组中进行挤出风冷拉条切粒，
表五：双螺杆造粒机组工艺温度表
加热到上述设定温度后，保温三十分钟，开启主机，控制主机电流在200A左右，熔体压力控制在1～5 Mpa之间，开启真空排气装置，控制真空度约在0.08Mpa。调控计量喂料双螺杆转速恒定在220转／分钟，调整拉条牵引速度约为25米／分钟，在挤出拉条符合所需大小要求后，将拉条塞入切粒机中切成大小均匀的圆柱状粒子。再计量装袋密封包装，使之成为具有全生物分解功能的注塑级全生物分解专用树脂。然后将此粒料倒入注塑机中，控制注塑温度约140～160℃之间，制成相应的注塑制品。
实施例六：取前述干燥脱水后的马铃薯淀粉100㎏投入搅拌机中，起动后缓缓投入二甘醇24㎏，搅拌五分钟后，将溢出粘在锅盖和锅壁上的粉料用毛刷扫入锅内，再搅拌二分钟，使淀粉完全浸湿浸透，尔后投入甘露醇30㎏，，自制超细二氧化钛开口剂15㎏，丁二酸―丁二醇―对苯二甲酸共聚物250㎏搅拌均匀，约十分钟后出锅，投入TE75型双螺杆造粒机组中进行挤出风冷拉条切粒，
表六：双螺杆造粒机组工艺温度表
加热到上述设定温度后，保温三十分钟，开启主机，控制主机电流在220A左右，熔体压力控制在1～5 Mpa之间，开启真空排气装置，控制真空度约在0.08Mpa。调控计量喂料双螺杆转速恒定在220转／分钟，调整拉条牵引速度约为25米／分钟，在挤出拉条符合所需大小要求后，将拉条塞入切粒机中切成大小均匀的圆柱状粒子。再计量装袋密封包装，使之成为具有全生物分解功能的吹膜级全生物分解专用树脂。然后将此粒料倒入吹膜机中，控制吹膜温度约130～150℃之间，控制吹胀比约2～4之间，使其吹制成型为可全生物分解的筒膜，再将此筒膜送入制袋机中便可制出可全生物分解的膜袋产品。
Claims (10)
1.一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂，其特征在于：其原料组成包括下列组分及重量份数比：
非主粮植物淀粉100份，湿润糊化剂22～30份，相容剂20～30份，扩链剂0～2份，开口剂2～15份，聚乳酸0～100份，可全生物分解的二元酸二元醇共聚物150～250份。
2.根据权利要求1所述的一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂，其特征在于：所述的非主粮植物淀粉为木薯淀粉、绿豆淀粉、甘薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉或藕淀粉中的一种或二种的组合物。
3.根据权利要求1所述的一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂，其特征在于：所述的湿润糊化剂为丙三醇、二甘醇和乙二醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂，其特征在于：所述的相容剂为山梨醇、木糖醇和甘露醇中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂，其特征在于：所述的扩链剂为ADR-4268CS型和ADR-4370型扩链剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂，其特征在于：所述的开口剂为二氧化硅开口剂或二氧化钛开口剂。
7.根据权利要求1所述的一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂，其特征在于：所述的聚乳酸为微生物法发酵生成乳酸的聚合物。
8.根据权利要求1所述的一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂，其特征在于：所述的可全生物分解的二元酸二元醇共聚物为丁二酸―丁二醇―已二酸共聚物、丁二酸―丁二醇―对苯二甲酸共聚物、丁二醇―已二酸―对苯二甲酸共聚物中的一种或二种的组合物。
9.一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂的制备方法，其特征在于：它包括下述步骤：
（1）启动加热干燥搅拌锅，在锅体138℃下将木薯淀粉或绿豆淀粉或甘薯淀粉或红薯淀粉或马铃薯淀粉或菱角淀粉或藕淀粉中的一种或二种投入搅拌锅中，搅拌三十分钟，使这些非主粮植物淀粉受热后将所含水份蒸发干净，成为干粉，在料温升到145℃时，放干粉料进入冷锅搅拌冷却到50℃以下后，放料装袋密封待用；
（2）取干燥后的非主粮植物淀粉100份加入湿润糊化剂22～30份混匀；使淀粉浸湿浸透糊化、然后再加入相容剂20～30份，扩链剂0～2份，开口剂2～15份，聚乳酸0～100份，可全生物分解的二元酸二元醇共聚物150～250份混合均匀，投入双螺杆双排气挤出造料机组中或双螺杆双排气挤出压片机组中挤出造粒或压片，制成非主粮植物淀粉改性全生物分解专用树脂或片材。
10.根据权利要求9所述的一种非主粮植物淀粉改性的全生物分解专用树脂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述开口剂为二氧化硅开口剂或二氧化钛开口剂，二氧化硅开口剂的制备：取100㎏(1250～3000目)二氧化硅粉投入高冷混锅中，搅拌到料温升至105℃，投入2㎏铝酸酯偶联剂，再搅拌到料温升至115℃时，投入1.5㎏硬酯酸，再搅拌到料温升至125℃时放入冷混锅中，冷却到50℃以下时投入30㎏丁二酸―丁二醇共聚物，搅拌均匀，十分钟后出锅，投入双螺杆造粒机组中进行挤出风冷拉条切粒装袋，即成二氧化硅开口剂；
二氧化钛开口剂的制备：取100㎏(1250～3000目)二氧化钛粉投入高冷混锅中，搅拌到料温升至105℃，投入2㎏钛酸酯偶联剂，再搅拌到料温升至115℃时，投入1.5㎏硬酯酸，再搅拌到料温升至125℃时放入冷混锅中，冷却到50℃以下时投入30㎏丁二酸―丁二醇共聚物，搅拌均匀，十分钟后出锅，投入双螺杆造粒机组中进行挤出风冷拉条切粒装袋，即成二氧化钛开口剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111019 |