CN108329529A - 一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种完全生物降解共聚挤出片材原料,包括以下重量份的原料:聚乳酸(PLA)13‑17份、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)14‑16份、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)13‑17份、植物淀粉27‑33份、秸杆纤维素8‑12份、填料14‑16份、增塑剂0.5‑2份、抗氧化剂0.2‑1份。本发明的一种完全生物降解共聚挤出片材原料,该材料降解效果很好,同时降解后的产物不会造成二次污染,此外本发明的生物降解材料能耐高温、耐低温。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品生产工艺。
背景技术
目前在国内外市场上主导于国计民生关联密切的一次性包装系列,主要分为三类:塑料基材质(PP,PS等)、淀粉基材质(PP+淀粉等)、完全生物降解材质(PLA,PBS,甘蔗渣、纸质品等);塑料基材质产品:此类材质产品在完成它的使用功能后作为生活拉圾抛弃物是几百年都无法降解,属非降解物质,留下了新的污染源--“白色污染”,对人类生存环境造成不可估量的破坏,塑料基材质产品在一次性包装用品领域中必将会被淘汰出局;淀粉基材质产品:是近十几年来保护生态环境过程中的初级过渡产品,它的基础载体还是离不开塑料树脂,淀粉只是作为填充物,淀粉基材质产品在使用后变为生活拉圾,焚烧时可以降低二恶因、二氧化碳的排放,减少对空气的污染,填埋时还是存在着降解速率不理想的慨况,此类产品还是处于塑料成份多与少的问题而不是解决有和没有的问题,仍属过渡阶段产品;生物降解材质产品:是当今最理想材质,产品在使用后变为生活拉圾,焚烧时不会产生有害气体,对空气不会造成污染;填埋时会被微生物或小动物侵蚀而转化为二氧化碳和水,完全利用生物体系功能而达到产品全面降解,植物淀粉辅以PLA、PBAT、PBS生物降解树脂为主要原材料制品中各项使用功能都能达到传统塑料的功能,完全生物降解项目产品将是未来主导一次性包装的主流方向。
现有技术中,可生物降解材料降解效果不是很好,同时降解后的产物会造成二次污染,此外,现有的生物降解材料不能耐高温、耐低温,限制了生物降解材料在轻工、食品一次性包装容器具等技术上的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品生产工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种完全生物降解共聚挤出片材原料,包括以下重量份的原料:
聚乳酸(PLA)13-17份、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)14-16份、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)13-17份、植物淀粉27-33份、秸杆纤维素8-12份、填料14-16份、增塑剂0.5-2份、抗氧化剂0.2-1份。
作为本发明的进一步方案是:所述完全生物降解共聚挤出片材原料包括以下重量份的原料:
聚乳酸(PLA)15份、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)15份、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)15份、植物淀粉30份、秸杆纤维素10份、填料15份、增塑剂1.25份、抗氧化剂0.6份。
作为本发明的进一步方案是:所述填料为重质碳酸钙、滑石粉,按照重量比(9-13):4。
作为本发明的进一步方案是:所述填料为重质碳酸钙、滑石粉,按照重量比11:4组成的混合物。
本发明还提供一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,按要求称量各组分原料;
步骤二,将将植物淀粉与硬酯酸进行脱辉酯化反应,得到改性热塑性淀粉;
步骤三,将步骤二得到的改性热塑性淀粉、聚乳酸(PLA)、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、重质碳酸钙、滑石粉按顺序依次加入到高速搅拌机中,搅拌转速为600-700r/min,搅拌时间为15-20分钟,再向其中加入增塑剂、抗氧化剂,继续搅拌1-2h,得到混合物C;
步骤四,将步骤三得到的混合物C送入到平行双螺杆造粒机机充分混炼,在温度160-200℃的环境下拉线,通过-1-1℃水温急速冷却后佐以逻旋式冷风干燥,用切粒机制成颗粒均匀的原料;
步骤五,将步骤四得到颗粒均匀的原料投入到双螺杆片材挤出机上,在辊压光状态下挤压出适用于加工各种类状包装容品、不同厚度的片材;
步骤六,将步骤五得到的片材在装载着各类产品模具的吸塑负压热成型机上二次加热,温度控制在320-350℃状态下软化片材后热成型相关制品并通过裁切机整型,随后进行包装、灭菌、包装成品进仓,即得本发明的完全生物降解共聚挤出片材原料及制品,整型后产品耐热温度100℃或置于冷温度-25℃,置放时间为120小时,不影响产品各项使用功能。
作为本发明的进一步方案是:所述步骤四中在温度180℃的环境下拉线,通过0℃水温急速冷却。
作为本发明的进一步方案是:所述步骤五中以低于800r/min转速,温度为小于或等于180℃三辊压光状态下挤压。
作为本发明的进一步方案是:所述步骤六中温度控制在320-350℃加热10秒,脱模2-3秒。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明的一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品,提供一种完全生物降解,在12周以内产品在>2毫米的分数中仍保留了2.1%的测试材料,这对应着97.9%的衰变,因此,可以得出结论:在厚度为3.4mm的试验材料得到足够的崩解。
(2)崩解后的产物不污染环境,制品无毒、无害、无异味、耐酸碱、耐腐蚀、可以耐100℃高温、在-25℃低温下制品依旧保持良好的性能,此外成本低。
(3)适合工业化生产的完全生物降解材料及制品加工通过对天然高分子材料以超细化、脂化、醚化的技术改变天然高分子团的亲水性能,与聚乳酸(PLA),聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT),聚羟基烷酸酯(PHA),聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等生物降解树脂混合共聚;YFR全生物降解改性树脂经过除湿干燥后进行注塑、流延、吸塑等工艺备制出刀、叉、勺、盘、碗、餐盒等包装容器及餐具,降解性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
本实施例的一种完全生物降解共聚挤出片材原料,包括以下重量份的原料:
木聚乳酸(PLA)13份、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)14份、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)13份、植物淀粉27份、秸杆纤维素8份、填料14份、增塑剂0.5份、抗氧化剂0.2份。
本实施例的填料为重质碳酸钙、滑石粉,按照重量比11:4组成的混合物。
本实施例的一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,按要求称量各组分原料;
步骤二,将将植物淀粉与硬酯酸进行脱辉酯化反应,解决其粘性及亲水性,将其改性为热塑性淀粉;
步骤三,将步骤二得到的改性热塑性淀粉、聚乳酸(PLA)、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、重质碳酸钙、滑石粉按顺序依次加入到高速搅拌机中,搅拌转速为600r/min,搅拌时间为15分钟,再向其中加入增塑剂、抗氧化剂,继续搅拌1h,得到混合物C;
步骤四,将步骤三得到的混合物C送入到平行双螺杆造粒机机充分混炼,在温度160℃的环境下拉线,通过-1℃水温急速冷却后佐以逻旋式冷风干燥,用切粒机制成颗粒均匀的原料;
步骤五,将步骤四得到颗粒均匀的原料投入到双螺杆片材挤出机上,在辊压光状态下挤压出适用于加工各种类状包装容品、不同厚度的片材;
步骤六,将步骤五得到的片材在装载着各类产品模具的吸塑负压热成型机上二次加热,温度控制在320℃状态下软化片材后热成型相关制品并通过裁切机整型,将整型后产品置于-25℃,置放时间为120小时,随后进行包装、灭菌、包装成品进仓,即得本发明的完全生物降解共聚挤出片材原料及制品,整型后产品耐热温度100℃或置于冷温度-25℃,置放时间为120小时,不影响产品各项使用功能。
本实施例的步骤五中以低于800r/min转速,温度为小于或等于180℃三辊压光状态下挤压。
本实施例的步骤六中温度控制在320℃加热10秒,脱模2秒。
实施例2:
本实施例的一种完全生物降解共聚挤出片材原料,包括以下重量份的原料:
木聚乳酸(PLA)17份、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)16份、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)17份、植物淀粉33份、秸杆纤维素12份、填料16份、增塑剂2份、抗氧化剂1份。
本实施例的填料为重质碳酸钙、滑石粉,按照重量比11:4组成的混合物。
本实施例的一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,按要求称量各组分原料;
步骤二,将将植物淀粉与硬酯酸进行脱辉酯化反应,解决其粘性及亲水性,将其改性为热塑性淀粉;
步骤三,将步骤二得到的改性热塑性淀粉、聚乳酸(PLA)、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、重质碳酸钙、滑石粉按顺序依次加入到高速搅拌机中,搅拌转速为700r/min,搅拌时间为20分钟,再向其中加入增塑剂、抗氧化剂,继续搅拌2h,得到混合物C;
步骤四,将步骤三得到的混合物C送入到平行双螺杆造粒机机充分混炼,在温度200℃的环境下拉线,通过1℃水温急速冷却后佐以逻旋式冷风干燥,用切粒机制成颗粒均匀的原料;
步骤五,将步骤四得到颗粒均匀的原料投入到双螺杆片材挤出机上,在辊压光状态下挤压出适用于加工各种类状包装容品、不同厚度的片材;
步骤六,将步骤五得到的片材在装载着各类产品模具的吸塑负压热成型机上二次加热,温度控制在350℃状态下软化片材后热成型相关制品并通过裁切机整型,将整型后产品置于-25℃,置放时间为120小时,随后进行包装、灭菌、包装成品进仓,即得本发明的完全生物降解共聚挤出片材原料及制品,整型后产品耐热温度100℃或置于冷温度-25℃,置放时间为120小时,不影响产品各项使用功能。
本实施例的步骤五中以低于800r/min转速,温度为小于或等于180℃三辊压光状态下挤压。
本实施例的步骤六中温度控制在320-350℃加热10秒,脱模2-3秒。
实施例3:
本实施例的一种完全生物降解共聚挤出片材原料,包括以下重量份的原料:
聚乳酸(PLA)15份、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)15份、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)15份、植物淀粉30份、秸杆纤维素10份、填料15份、增塑剂1.25份、抗氧化剂0.6份。
本实施例的填料为重质碳酸钙、滑石粉,按照重量比11:4组成的混合物。
本实施例的一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,按要求称量各组分原料;
步骤二,将将植物淀粉与硬酯酸进行脱辉酯化反应,解决其粘性及亲水性,将其改性为热塑性淀粉;
步骤三,将步骤二得到的改性热塑性淀粉、聚乳酸(PLA)、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、重质碳酸钙、滑石粉按顺序依次加入到高速搅拌机中,搅拌转速为650r/min,搅拌时间为17.5分钟,再向其中加入增塑剂、抗氧化剂,继续搅拌1.5h,得到混合物C;
步骤四,将步骤三得到的混合物C送入到平行双螺杆造粒机机充分混炼,在温度180℃的环境下拉线,通过0℃水温急速冷却后佐以逻旋式冷风干燥,用切粒机制成颗粒均匀的原料;
步骤五,将步骤四得到颗粒均匀的原料投入到双螺杆片材挤出机上,在辊压光状态下挤压出适用于加工各种类状包装容品、不同厚度的片材;
步骤六,将步骤五得到的片材在装载着各类产品模具的吸塑负压热成型机上二次加热,温度控制在335℃状态下软化片材后热成型相关制品并通过裁切机整型,将整型后产品置于-25℃,置放时间为120小时,随后进行包装、灭菌、包装成品进仓,即得本发明的完全生物降解共聚挤出片材原料及制品,整型后产品耐热温度100℃或置于冷温度-25℃,置放时间为120小时,不影响产品各项使用功能。
本实施例的步骤五中以低于800r/min转速,温度为小于或等于180℃三辊压光状态下挤压。
本实施例的步骤六中温度控制在335℃加热10秒,脱模2.5秒。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种完全生物降解共聚挤出片材原料,其特征在于,包括以下重量份的原料:
聚乳酸(PLA)13-17份、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)14-16份、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)13-17份、植物淀粉27-33份、秸杆纤维素8-12份、填料14-16份、增塑剂0.5-2份、抗氧化剂0.2-1份。
2.根据权利要求1所述的一种完全生物降解共聚挤出片材原料,其特征在于,所述完全生物降解共聚挤出片材原料包括以下重量份的原料:
木聚乳酸(PLA)15份、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)15份、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)15份、植物淀粉30份、秸杆纤维素10份、填料15份、增塑剂1.25份、抗氧化剂0.6份。
3.根据权利要求1或2所述的一种完全生物降解共聚挤出片材原料,其特征在于,所述填料为重质碳酸钙、滑石粉,按照重量比(9-13):4。
4.根据权利要求3所述的一种完全生物降解共聚挤出片材原料,其特征在于,所述填料为重质碳酸钙、滑石粉,按照重量比11:4组成的混合物。
5.一种制备如权利要求1-4任一项所述的完全生物降解共聚挤出片材原料及制品的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,按要求称量各组分原料;
步骤二,将将植物淀粉与硬酯酸进行脱辉酯化反应,得到改性热塑性淀粉;
步骤三,将步骤二得到的改性热塑性淀粉、聚乳酸(PLA)、聚对笨二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、重质碳酸钙、滑石粉按顺序依次加入到高速搅拌机中,搅拌转速为600-700r/mi n,搅拌时间为15-20分钟,再向其中加入增塑剂、抗氧化剂,继续搅拌1-2h,得到混合物C;
步骤四,将步骤三得到的混合物C送入到平行双螺杆造粒机机充分混炼,在温度160-200℃的环境下拉线,通过-1-1℃水温急速冷却后佐以逻旋式冷风干燥,用切粒机制成颗粒均匀的原料;
步骤五,将步骤四得到颗粒均匀的原料投入到双螺杆片材挤出机上,在辊压光状态下挤压出适用于加工各种类状包装容品、不同厚度的片材;
步骤六,将步骤五得到的片材在装载着各类产品模具的吸塑负压热成型机上二次加热,温度控制在320-350℃状态下软化片材后热成型相关制品并通过裁切机整型,随后进行包装、灭菌、包装成品进仓,即得本发明的完全生物降解共聚挤出片材原料及制品,整型后产品耐热温度100℃或置于冷温度-25℃,置放时间为120小时,不影响产品各项使用功能。
6.根据权利要求5所述的一种完全生物降解共聚挤出片材原料及制品的制备方法,其特征在于,所述步骤四中在温度180℃的环境下拉线,通过0℃水温急速冷却。
7.根据权利要求5所述的一种完全生物降解共聚挤出片材原料,其特征在于,所述步骤五中以低于800r/mi n转速,温度为小于或等于180℃三辊压光状态下挤压。
8.根据权利要求5所述的一种完全生物降解共聚挤出片材原料,其特征在于,所述步骤六中温度控制在320-350℃加热10秒,脱模2-3秒。
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