CN115286906A - 一种农用可降解薄膜材料、制备工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种农用可降解薄膜材料、制备工艺及设备，涉及薄膜制备技术领域，该薄膜材料包括如下重量份的原料：聚乳酸50‑60份，聚乙烯50‑60份，辅料20‑30份，制备工艺包括如下步骤：原料在线混合、挤出、造粒、吹塑、牵引和卷绕成膜等步骤，本发明制备出的可降解薄膜具有优良的力学性能及生物降解性能，能够广泛应用于农业领域，此外，本发明中涉及到的在线混合设备采用断续送料的方式，能够实现原料的在线混合，无需单独设置相应的储料罐作为中转。

Description

一种农用可降解薄膜材料、制备工艺及设备
技术领域
本发明属于薄膜制备技术领域，具体涉及一种农用可降解薄膜材料，该种薄膜材料的制备工艺以及应用于该制备工艺的在线混合设备。
背景技术
为了减轻塑料薄膜对环境的污染，人们相继研发出了一些可降解塑料薄膜。可现有的部分薄膜材料在拉伸性能及断裂伸长率方面还存在一些不足之处，且传统的塑料薄膜的制备工艺一般包括混合、挤出、造粒、吹塑等步骤，其中，原料的混合在整个制备工艺中尤为重要，目前的混合工艺中多采用预混的方式，即先将各原料混合好后储存在一个储料罐内，再根据需要由输送机构从储料罐内将混合料转移至挤出机的料仓内，此种方式效率低，且占用储料罐等设施，还需配备专门的输送机构，设备成本高，且若储料罐内的混合料用不完，则只能放那暂存，导致设备利用率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农用可降解薄膜的制备工艺，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种农用可降解薄膜，包括如下重量份的原料：聚乳酸50-60份，聚乙烯50-60份，辅料20-30份；
辅料为预先配置，且包括以下质量分数的原料：玉米芯粉50％-60％，增塑剂10％-30％，纳米羟基磷灰石10％-30％。
一种农用可降解薄膜的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将等量的粉状聚乳酸、聚乙烯、辅料分别由三个储料桶排入到在线混合设备中的三个呈周向120°等角度排列的料斗内，待填满料斗后，料斗正向旋转60°并被过滤罩一盖住其上端口，其余三个呈周向120°等角度排列的料斗分别移动至三个储料桶的下端准备上料，接着将气源与输料管侧面设置的进气管接通，打开进气管上设置的电动球阀，并向进气管内通入高速气体，高速气体在混料桶内形成螺旋状的气流并产生负压，将填满的料斗内的原料吸入到混料桶内进行混合，待混合结束后，关闭气源，打开混料桶下端的排料口，将混合好的混合料直接向下排入双螺杆挤出机的料仓内，关闭排料口，移开***，排完原料的料斗反向旋转60°并再次移动至三个储料桶的下端准备上料，该过程中，与在线混合设备中的支撑组件相连接的清理组件对附着在混料桶内壁上的物料进行一次刮除清理；
S2、双螺杆挤出机内熔融挤出造粒得到改性母粒；
S3、改性母粒加到吹膜机中经吹塑、牵引和卷绕成膜，得到可降解薄膜。
应用于上述农用可降解薄膜的制备工艺的在线混合设备，包括支撑组件、混料桶、分料组件、清理组件以及动力组件，所述混料桶转动连接与支撑组件的下端并借助于动力组件实现混料桶的旋转，所述分料组件安装于混料桶的外侧且分料组件中的料斗通过输料管与混料桶连通，所述清理组件转动连接与混料桶的内壁且其上端与支撑组件连接以实现附着在混料桶内壁上的物料的刮除清理，所述混料桶的上端安装有过滤罩二。
优选的，所述支撑组件包括圆盘、环形件一和环形件二，圆盘通过螺杆与环形件一连接固定，环形件一、环形件二均借助于回转支承与混料桶转动连接，环形件一位于环形件二的上方。
优选的，所述动力组件包括伺服电机、主齿轮及齿圈，所述伺服电机安装于圆盘的上端且其输出端连接至主齿轮，主齿轮与齿圈啮合，齿圈安装于混料桶的上端外周。
优选的，所述分料组件包括环形件三、料斗、输料管、进气管以及电动球阀，所述料斗有六个且呈60°等角度设置于环形件三上，料斗的下端连接至输料管，输料管的下端连接至混料桶的外壁，且料斗、输料管及混料桶能够相互连通，所述进气管安装于输料管的侧壁上，电动球阀安装于输料管与料斗之间，输料管的下端的气流方向与混料桶的内壁相切。
优选的，所述清理组件包括支撑件、刮板以及连接柱，所述支撑件转动连接与混料桶的内壁，所述刮板有六个且呈60°等角度设置于支撑件的下端，支撑件的上端通过连接柱与圆盘连接，连接柱穿过过滤罩二上的轴孔。
优选的，所述料斗的上端面与环形件三的上端面共面且环形件三还借助于肋板与混料桶连接。
本发明的优点在于：
(1)本发明制备出的可降解薄膜具有优良的力学性能及降解性能，能够广泛应用于农业领域。
(2)本发明中涉及到的在线混合设备采用断续送料的方式，能够实现原料的在线混合，当其中三个料斗进行装料时，其余三个料斗进行原料的混合，如此反复，提高了混合的效率，且当不需要向挤出机供料时，只需关闭该装置即可，无需单独设置相应的储料罐作为中转；此外，本发明采用采用螺旋式气流的的混合方式，相比传统的机械搅拌式，混合的更为均匀，维护成本低，不易造成堵塞，也不会产生因搅拌造成的原料过热现象；本发明中的清理机构还能够在料斗切换的同时对混料桶的内壁附着的混合料进行刮除清理处理，保证了混料桶内壁的清洁。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2、图3为本发明中在线混合设备不同视角的结构示意图。
图4为在线混合设备中混料桶及分料组件部分的结构示意图。
图5为图4的俯视图。
图6为图5中沿A-A方向的剖视图。
图7为在线混合设备中混料桶及支撑组件部分的俯视图。
图8为图7中沿B-B方向的剖视图。
图9为图7中沿C-C方向的剖视图。
其中：
1支撑组件，10圆盘，11环形件一，12环形件二，13回转支承，2混料桶，3分料组件，30环形件三，31料斗，32输料管，33进气管，34电动球阀，35肋板，4清理组件，40支撑件，41刮板，42连接柱，5动力组件，50伺服电机，51主齿轮，52齿圈，6储料桶，7过滤罩一，8过滤罩二，9***。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种农用可降解薄膜，包括如下重量份的原料：聚乳酸50份，聚乙烯50份，辅料20份；
辅料为预先配置，且包括以下质量分数的原料：玉米芯粉50％，增塑剂25％，纳米羟基磷灰石25％。
实施例2
一种农用可降解薄膜，包括如下重量份的原料：聚乳酸55份，聚乙烯55份，辅料25份；
辅料为预先配置，且包括以下质量分数的原料：玉米芯粉55％，增塑剂15％，纳米羟基磷灰石30％。
实施例3
一种农用可降解薄膜，包括如下重量份的原料：聚乳酸60份，聚乙烯60份，辅料30份；
辅料为预先配置，且包括以下质量分数的原料：玉米芯粉60％，增塑剂20％，纳米羟基磷灰石20％。
本实施例中还公开了一种农用可降解薄膜的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将等量的粉状聚乳酸、聚乙烯、辅料分别由三个储料桶6排入到在线混合设备中的三个呈周向120°等角度排列的料斗31内，待填满料斗31后，料斗31正向旋转60°并被过滤罩一7盖住其上端口，其余三个呈周向120°等角度排列的料斗31分别移动至三个储料桶6的下端准备上料，接着将气源与输料管32侧面设置的进气管33接通，打开进气管33上设置的电动球阀34，并向进气管33内通入高速气体，高速气体在混料桶2内形成螺旋状的气流并产生负压，将填满的料斗31内的原料吸入到混料桶2内进行混合，待混合结束后，关闭气源，打开混料桶2下端的排料口，将混合好的混合料直接向下排入双螺杆挤出机的料仓内，关闭排料口，移开***9，排完原料的料斗31反向旋转60°并再次移动至三个储料桶6的下端准备上料，该过程中，与在线混合设备中的支撑组件1相连接的清理组件4对附着在混料桶2内壁上的物料进行一次刮除清理；
S2、双螺杆挤出机内熔融挤出造粒得到改性母粒；
S3、改性母粒加到吹膜机中经吹塑、牵引和卷绕成膜，得到可降解薄膜。
采用上述方法获得的薄膜(厚度为0.04mm)的拉伸强度为36.2-40.1MPa，断裂伸长率为805.5％-828.2％，均满足行业标准。
应用于上述农用可降解薄膜的制备工艺的在线混合设备，包括支撑组件1、混料桶2、分料组件3、清理组件4以及动力组件5，所述混料桶2转动连接与支撑组件1的下端并借助于动力组件5实现混料桶2的旋转，所述分料组件3安装于混料桶2的外侧且分料组件3中的料斗31通过输料管32与混料桶2连通，所述清理组件4转动连接与混料桶2的内壁且其上端与支撑组件1连接以实现附着在混料桶2内壁上的物料的刮除清理，所述混料桶2的上端安装有过滤罩二8。
在本实施例中，所述支撑组件1包括圆盘10、环形件一11和环形件二12，圆盘10通过螺杆与环形件一11连接固定，环形件一11、环形件二12均借助于回转支承13与混料桶2转动连接，环形件一11位于环形件二12的上方。
在本实施例中，所述动力组件5包括伺服电机50、主齿轮51及齿圈52，所述伺服电机50安装于圆盘10的上端且其输出端连接至主齿轮51，主齿轮51与齿圈52啮合，齿圈52安装于混料桶2的上端外周。
在本实施例中，所述分料组件3包括环形件三30、料斗31、输料管32、进气管33以及电动球阀34，所述料斗31有六个且呈60°等角度设置于环形件三30上，料斗31的下端连接至输料管32，输料管32的下端连接至混料桶2的外壁，且料斗31、输料管32及混料桶2能够相互连通，所述进气管33安装于输料管32的侧壁上，电动球阀34安装于输料管32与料斗31之间，输料管32的下端的气流方向与混料桶2的内壁相切，所述料斗31的上端面与环形件三30的上端面共面且环形件三30还借助于肋板35与混料桶2连接。
在本实施例中，所述清理组件4包括支撑件40、刮板41以及连接柱42，所述支撑件40转动连接与混料桶2的内壁，所述刮板41有六个且呈60°等角度设置于支撑件40的下端，支撑件40的上端通过连接柱42与圆盘10连接，连接柱42穿过过滤罩二8上的轴孔。
本发明中在线混合设备的详细工作过程如下：
粉状聚乳酸、聚乙烯、辅料分别位于三个储料桶6内，而三个储料桶6的下端分别紧贴三个呈周向120°等角度排列的料斗31的上端，并在重力的作用下逐渐将原料填满三个料斗31，其余三个呈周向120°等角度排列的料斗31的上端被过滤罩一7盖住，待装料的三个料斗31填满原料后，伺服电机50驱动料斗31沿着混料桶2的轴线正向旋转60°，填满原料的料斗31被过滤罩一7盖住其上端口，其余三个呈周向120°等角度排列的料斗31分别移动至三个储料桶6的下端准备上料，接着将与气源连接的***9横向移动至与输料管32侧面设置的进气管33接通，该输料管32指的是与填满的料斗31相连接的输料管32，打开进气管33上设置的电动球阀34(其余三个处于装料状态的料斗31下方且与该料斗31相连接的输料管32上的电动球阀34关闭，以防止窜料)，并向进气管33内通入高速气体，高速气体在混料桶2内形成螺旋状的气流并产生负压，将填满的料斗31内的原料吸入到混料桶2内进行混合，原料进入混料桶2内后形成螺旋上升的状态并被充分混合，气体经混料桶2上端的过滤罩二8排出，待混合结束后，关闭气源，打开混料桶2下端的排料口，将混合好的混合料排入双螺杆挤出机的料仓内，关闭排料口，移开***9，排完原料的料斗31反向旋转60°并再次移动至三个储料桶6的下端准备上料，该过程中，由于与圆盘10相连接的刮板41不动，而混料桶2在旋转，故刮板41能够对附着在混料桶2内壁上的物料进行一次刮除清理，另外，因为所述刮板41有六个且呈60°等角度设置于支撑件40的下端，故能够对混料桶2的内壁做360°无死角清理。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种农用可降解薄膜，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚乳酸50-60份，聚乙烯50-60份，辅料20-30份；
辅料为预先配置，且包括以下质量分数的原料：玉米芯粉50％-60％，增塑剂10％-30％，纳米羟基磷灰石10％-30％。
2.一种根据权利要求1所述的农用可降解薄膜的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将等量的粉状聚乳酸、聚乙烯、辅料分别由三个储料桶(6)排入到在线混合设备中的三个呈周向120°等角度排列的料斗(31)内，待填满料斗(31)后，料斗(31)正向旋转60°并被过滤罩一(7)盖住其上端口，其余三个呈周向120°等角度排列的料斗(31)分别移动至三个储料桶(6)的下端准备上料，接着将气源与输料管(32)侧面设置的进气管(33)接通，打开进气管(33)上设置的电动球阀(34)，并向进气管(33)内通入高速气体，高速气体在混料桶(2)内形成螺旋状的气流并产生负压，将填满的料斗(31)内的原料吸入到混料桶(2)内进行混合，待混合结束后，关闭气源，打开混料桶(2)下端的排料口，将混合好的混合料直接向下排入双螺杆挤出机的料仓内，关闭排料口，移开***(9)，排完原料的料斗(31)反向旋转60°并再次移动至三个储料桶(6)的下端准备上料，该过程中，与在线混合设备中的支撑组件(1)相连接的清理组件(4)对附着在混料桶(2)内壁上的物料进行一次刮除清理；
S2、双螺杆挤出机内熔融挤出造粒得到改性母粒；
S3、改性母粒加到吹膜机中经吹塑、牵引和卷绕成膜，得到可降解薄膜。
3.根据权利要求2所述的一种农用可降解薄膜的制备工艺的在线混合设备，其特征在于，包括支撑组件(1)、混料桶(2)、分料组件(3)、清理组件(4)以及动力组件(5)，所述混料桶(2)转动连接与支撑组件(1)的下端并借助于动力组件(5)实现混料桶(2)的旋转，所述分料组件(3)安装于混料桶(2)的外侧且分料组件(3)中的料斗(31)通过输料管(32)与混料桶(2)连通，所述清理组件(4)转动连接与混料桶(2)的内壁且其上端与支撑组件(1)连接以实现附着在混料桶(2)内壁上的物料的刮除清理，所述混料桶(2)的上端安装有过滤罩二(8)。
4.根据权利要求3所述的一种在线混合设备，其特征在于，所述支撑组件(1)包括圆盘(10)、环形件一(11)和环形件二(12)，圆盘(10)通过螺杆与环形件一(11)连接固定，环形件一(11)、环形件二(12)均借助于回转支承(13)与混料桶(2)转动连接，环形件一(11)位于环形件二(12)的上方。
5.根据权利要求4所述的一种在线混合设备，其特征在于，所述动力组件(5)包括伺服电机(50)、主齿轮(51)及齿圈(52)，所述伺服电机(50)安装于圆盘(10)的上端且其输出端连接至主齿轮(51)，主齿轮(51)与齿圈(52)啮合，齿圈(52)安装于混料桶(2)的上端外周。
6.根据权利要求2所述的一种在线混合设备，其特征在于，所述分料组件(3)包括环形件三(30)、料斗(31)、输料管(32)、进气管(33)以及电动球阀(34)，所述料斗(31)有六个且呈60°等角度设置于环形件三(30)上，料斗(31)的下端连接至输料管(32)，输料管(32)的下端连接至混料桶(2)的外壁，且料斗(31)、输料管(32)及混料桶(2)能够相互连通，所述进气管(33)安装于输料管(32)的侧壁上，电动球阀(34)安装于输料管(32)与料斗(31)之间，输料管(32)的下端的气流方向与混料桶(2)的内壁相切。
7.根据权利要求4所述的一种在线混合设备，其特征在于，所述清理组件(4)包括支撑件(40)、刮板(41)以及连接柱(42)，所述支撑件(40)转动连接与混料桶(2)的内壁，所述刮板(41)有六个且呈60°等角度设置于支撑件(40)的下端，支撑件(40)的上端通过连接柱(42)与圆盘(10)连接，连接柱(42)穿过过滤罩二(8)上的轴孔。
8.根据权利要求2所述的一种在线混合设备，其特征在于，所述料斗(31)的上端面与环形件三(30)的上端面共面且环形件三(30)还借助于肋板(35)与混料桶(2)连接。
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