CN1232834A - 生物降解塑料母料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生物降解塑料母料的制备方法,它包括变性淀粉的制备和降解母料的制备,变性淀粉的制备又包括干燥、微细化、离心分离和淀粉的覆羟改性处理;降母母料的制备包括冷混、造粒即可制得降解塑料用的生物降解塑料的母料;本发明具有成本低,淀粉和树脂极易相容,制品中淀粉含量较高,降解容易的显著优点。
Description
本发明属于生物降解工程系列，特别涉及一种生物降解塑料母料的制备方法。
解决塑料污染和公害早已成为国内外许多专家研究和关注的问题，因此研究和开发降解塑料的新型产品已成为解决污染，治理环保的重要课题，逐渐被人们认识和接受。而目前开发的选用淀粉作为生物降解塑料原料的厂家，大多是对淀粉未进行改性处理或仅是进行简单处理后，作为添加剂添加到PE中，不利于淀粉与PE树脂相容，淀粉含水份较高，粒径较大，再则不进行细化覆羟改性处理，会造成制品中淀粉含量低，降解速度慢，物理性能差相对成本较高的缺陷。
本发明的目的旨在提供一种淀粉和树脂极易相容，制品中淀粉相对含量较高，成本较低，降解容易，使用性能良好的生物降解塑料母料的制备方法，以克服现有技术中不足。
本发明的技术方案是以如下方案实现的：一种生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于：它包括变性淀粉的制备和降解母料的制备，
(一)变性淀粉的制备方法依次如下：
(1)工业淀粉干燥处理使其水份低于0.5％以下，它可选择两种干燥方式：
a、干式脱水法，采用强力干燥机脱水，加热温度160-170℃，干燥后淀粉加入工业白油或高沸点溶剂油用量为淀粉量的100-200％和粒度阻聚剂，其用量为淀量的1-5％制成浆料待用；
b、液相脱水法，首先将是淀粉量的100-200％工业白油或高沸点溶剂油与淀粉配制成浆料，同时加入是淀粉量的1-5％的粒度阻聚剂，将浆料输送到真空夹套内通有导热油的反应釜内进行真空脱水，真空***压力为0.05-0.095MPa，浆料温度90℃-180℃，
(2)淀粉浆微细化处理，使其粒径达到10μ以下，它可选择两种方式：
a、均质机细化：均质机压力在400-800Kg，细化粒径达10μ以下，
b、砂磨机细化：经砂磨处理后淀粉细度达10μ以下，
(3)淀粉浆离心分离：采用离心机将淀粉与油相液体分离，分离出淀粉滤饼，
(4)覆羟改性：将上述(3)的淀粉滤饼投放到高速混合机中，待温度达到100-120℃后加入覆羟改性剂其加量为淀粉的1-5％，同时加入氧化促降剂和润滑剂其加量分别为淀粉量的1-10％，混合10--20分钟，温度130-170℃，出料后成为变性淀粉SMA，
(二)降解母料的制备方法依次如下：
(1)冷混：将上述变性淀粉加入到低速混合机中与加量为淀粉用量的50-80％的树脂冷混，同时加入加量是淀粉用量的1-10％的增塑剂，加量分别是淀粉用量1-5％的润滑剂和促降剂，搅拌10-30分钟后出料备造粒用：
(2)造粒：选用长径的双螺杆挤出机将上述(二)(1)中备料进行造粒即可得到淀粉含量达75％以上具有生物降解用的母料。
上述(1)中的粒度阻聚剂采用的是阴离子表面活性剂。
上述(4)中的覆羟改性剂可选用铝酸化合物，氧化促降剂可选用环氧乙酰蓖麻油、玉米油或环氧大豆油；润滑剂可选用白油、硬脂酸、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯。
上述(二)(1)中所述的树脂可选用LDPE，HDPE，LLDPE或低分子聚乙烯。
上述(二)(1)中所述的增塑剂可选用己二酸二辛酯，癸二酸二辛酯，邻苯二甲酸二辛酯。
本发明的特点是：淀粉改性处理后成为变性淀粉SMA，其含水份低于0.5％，细度低于10μ，达到与聚乙烯树脂相容，极易在自然条件下被微生物侵蚀，聚乙烯中改性淀粉加入量越大，微生物消耗淀粉并在塑料淀粉中产生空洞也越多，降解也就越容易。因此制品中本淀粉含量可高达75％以上，成本大大低于PE树脂，同时在制品中母料加入量可高达80％左右，降解容易，且物理性能满足使用要求。
下面结合实施例详述本发明：
实施例1，称取2000Kg含水量12％左右的玉米淀粉加入到5000立升带导热油夹套的真空反应釜中，边加搅拌边加入2000Kg白油，加入40Kg阴离子表面活性剂作为粒度阻聚剂，其作用是阻止淀粉在脱水过程中积集及淀粉中的水份易使淀粉糊化的发生，开始升温并打开真空***，***压力由0.05MPa到0.095MPa，温度逐步升高，最高温度掌握在90-180℃之间，待水份脱净后(水份低于0.5％以下)，停止抽空。冷却，将脱水后的浆料，放到砂磨机进行砂磨处理或经均质机进行微细化，均质机压力为400-800Kg，细化后的淀粉细度达10μ以下，其细化目的增大表面活化面积，有利于淀粉覆羟改性及生产薄度为0.008mm的超薄薄膜，选用三足离心机进行甩干及淀粉与油相液体分离，分离出淀粉滤饼进行高混，高混釜内加入覆羟改性剂铝酸化合物40Kg进行覆羟改性，目的改善聚乙烯与超细淀粉间的共混性，提高了淀粉在基料中的分散和采油性，保证淀粉与PE相容，同时加入氧化促降剂环氧乙酰蓖麻油100Kg，其作用当与土壤或水中的盐类接触时，在阳光、热、氧以及自身氧化剂的作用下，变成过氧化物，产生侵袭塑料分子结构的游离基和生成多种含氧化合物，导致高聚物的氧化断裂，使高聚物分子量下降到能被微生物同化的水平，和润滑剂白油100Kg混合10-20分钟，温度150℃，出料成为变性淀粉SMA。将上述变性淀粉SMA放入低速冷混釜内与1300Kg的PE树脂相混，PE树脂根据生产要求可选用LDPE，HDPE，LLDPE及低分布聚乙烯，并加入100Kg增塑剂己二酸二辛酯，目的增加制品的塑性赋予制品柔韧性和分别加入40Kg的润滑剂和促降剂，搅拌20分钟出料备造粒用，选用螺杆直径80厘米，长径比48的双螺杆挤出机进行造粒，即可得到淀粉含量达75％以上，具有生物降解塑料用的母料。
实施例2，将2000Kg米淀粉连续向两组串联带有导热油加热***的强力干燥机内送料，加热温度160℃，经过两级干燥后再经冷却，淀粉含水量低于0.5％以下，干燥后淀粉，加入2000Kg高沸点溶剂油搅拌成浆料，通过砂磨机研磨微细化，使淀粉粒径达10μ以下，再进行离心甩干，所得滤饼进行高混，冷混工艺配方同上例，选用长径比48的双螺杆挤出机进行造粒，即可得到具有生物降解塑料的母料。
Claims (5)
1、一种生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于：它包括变性淀粉的制备和降解母料的制备：
(一)变性淀粉的制备方法依次如下：
(1)工业淀粉干燥处理，使其水份低于0.5％以下，它可选择两种干燥方式：
a、干式脱水法，采用强力干燥机脱水，加热温度160-170℃，干燥后淀粉加入工业白油或高沸点溶剂油用量为淀粉量的100-200％和粒度阻聚剂，其用量为淀量的1-5％制成浆料待用；
b、液相脱水法，首先将是淀粉量的100-200％工业白油或高沸点溶剂油与淀粉配制成浆料，同时加入是淀粉量的1-5％的粒度阻聚剂，将浆料输送到真空夹套内通有导热油的反应釜内进行真空脱水，真空***压力为0.05-0.095MPa，浆料温度90℃-180℃，
(2)淀粉浆微细化处理，使其粒径达到10μ以下，它可选择两种方式：
a、均质机细化：均质机压力在400-800Kg，细化粒径达10μ以下；
b、砂磨机细化：经砂磨处理后淀粉细度达10μ以下，
(3)淀粉浆离心分离：采用离心机将淀粉与油相液体分离，分离出淀粉滤饼，
(4)覆羟改性：将上述(3)的淀粉滤饼投放到高速混合机中，待温度达到100-120℃后加入覆羟改性剂其加量为淀粉的1-5％，同时加入氧化促降剂和润滑剂其加量分别为淀粉量的1-10％，混合10-20分钟，温度130-170℃，出料后成为变性淀粉SMA，
(二)降解母料的制备方法依次如下：
(1)冷混：将上述变性淀粉加入到低速混合机中与加量为淀粉用量的50-80％的树脂冷混，同时加入加量是淀粉用量的1-10％的增塑剂，加量分别是淀粉用量1-5％的润滑剂和促降剂，搅拌10-30分钟后出料备造粒用，
(2)造粒：选用长径的双螺杆挤出机将上述(二)(1)中备料进行造粒即可得到淀粉含量达75％以上具有生物降解用的母料。
2、根据权利要求1所述的生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于：上述(1)中的粒度阻聚剂采用的是阴离子表面活性剂。
3、根据权利要求1所述的生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于：上述(4)中的覆羟改性剂可选用铝酸化合物，氧化促降剂可选用环氧乙酰蓖麻油、玉米油或环氧大豆油；润滑剂可选用白油、硬脂酸、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯。
4、根据权利要求1所述的生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于：上述(二)(1)中所述的树脂可选用LDPE，HDPE，LLDPE或低分子聚乙烯。
5、根据权利要求1所述的生物降解塑料母料的制备方法，其特征在于：上述(二)(1)中所述的增塑剂可选用己二酸二辛酯，癸二酸二辛酯，邻苯二甲酸二辛酯。
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