一种安全环保可降解塑料材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种安全环保可降解塑料材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：聚乙烯醇17‑23份、光敏剂1‑3份、多元醇7‑9份、纳米碳酸钙3‑5份、环氧树脂25‑30份、聚己内酯15‑20份、低聚壳聚糖2‑4份、淀粉12‑14份、加工助剂8‑12份、纳米纤维素晶须7‑11份、硬脂酸锌2‑3份、填充剂8‑14份、加强填料3‑5份。本发明专利技术具备较好的生物降解性以及安全性能，能够在微生物的作用下，完全分解为小分子物质，且拉伸强度、断裂伸长率、透光性与聚丙烯相近，具有良好的力学性能和耐水性；同时本发明专利技术的制备方法原料组分安全可靠，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

A safe environmental protection degradable plastic material and its preparation method

The present invention discloses a safe and environmentally degradable plastic material and a preparation method, including the following weight parts: 17 polyvinyl alcohol 23 copies, 1 photosensitizers, 3 copies, 9 polyols 7, 5 nano calcium carbonate 3, 25 epoxy resin 25, 30 polyhexyl ester 15, low poly chitosan 2 4 copies, starch paste portions, Processing auxiliaries 8, 12, nanoscale cellulose whiskers 7, 11, zinc stearate 2, 3, filler 8, 14, reinforced filler 3, 5. The invention has good biodegradability and safety performance, can be completely decomposed into small molecular material under the action of microorganism, and the tensile strength, elongation at break, light transmittance are similar to polypropylene, and have good mechanical properties and water resistance. Meanwhile, the preparation method of the invention is safe and reliable. The process is simple, easy to operate and industrialized, and has high practical value and good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种安全环保可降解塑料材料及其制备方法
本专利技术涉及塑料材料
，具体涉及一种安全环保可降解塑料材料及其制备方法。
技术介绍
随着工业的发展，塑料在化工、轻工、农业、建材、机电、纺织等行业中的应用越来越广泛，塑料的成型和加工技术的发展也越来越迅速。目前，塑料已成为人们生活中的必不可少的合成材料。随着塑料产量的不断增长，在给人们带来便利的同时也带来了严重的环境污染问题。由于塑料具有耐酸碱、抗氧化、难腐蚀、难降解的特性，将其埋地处理后百年都不会腐烂，燃烧时会产生大量的有毒气体。因此，在研究废旧塑料回收利用技术的同时，可降解塑料作为最可能解决塑料废弃物问题的途径而成为了国内外研究的热点。现如今使用可生物降解塑料是解决塑料污染的一个根本途径。在寻求可降解塑料解决塑料垃圾污染的研究过程中，以淀粉为基础原料得到的生物降解塑料得到了迅速的发展。在可生物降解塑料中，淀粉这种天然高分子物质具有来源广泛、价格低廉、再生周期短、能在多种环境下完全生物降解、不会对环境产生任何污染等优点，是发展前景很好的天然生物降解材料。但纯淀粉基塑料的机械性能和耐热性能较低，使其推广应用受到了很大限制，在现行市场经济条件下难以做到。现在寻找一种可降解的塑料，能够在一定时间能完全分解成为小分子物质，从而被自然界再次回收利用，而且力学和光学性能与现有的塑料材料相近。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种安全环保可降解塑料材料，该塑料材料具备较好的生物降解性以及安全性能，能够在微生物的作用下，完全分解为小分子物质，且拉伸强度、断裂伸长率、透光性与聚丙烯相近，具有良好的力学性能和耐水性；同时本专利技术的制备方法原料组分安全可靠，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术提供了一种安全环保可降解塑料材料，包括以下重量份的原料：聚乙烯醇17-23份、光敏剂1-3份、多元醇7-9份、纳米碳酸钙3-5份、环氧树脂25-30份、聚己内酯15-20份、低聚壳聚糖2-4份、淀粉12-14份、加工助剂8-12份、纳米纤维素晶须7-11份、硬脂酸锌2-3份、填充剂8-14份、加强填料3-5份。优选地，所述安全环保可降解塑料材料包括以下重量份的原料：聚乙烯醇20份、光敏剂2份、多元醇8份、纳米碳酸钙4份、环氧树脂27份、聚己内酯18份、低聚壳聚糖3份、淀粉13份、加工助剂10份、纳米纤维素晶须9份、硬脂酸锌2份、填充剂11份、加强填料4份。优选地，所述光敏剂为硬脂酸铈、乙酰基丙酮钴、二烷基苯酰甲基硫鎓盐、邻苯二甲酸氢铁按照重量比4:1:2:1组成的混合物。优选地，所述多元醇为丙三醇、山梨醇、乙二醇、三甘醇按照重量比3:1:2:1组成的混合物。优选地，所述聚己内酯的分子量为10-15万，所述低聚壳聚糖的分子量为2-4万。优选地，所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉按照重量比2:3组成的混合物，所述木薯淀粉为乙酰化木薯淀粉、羟丙基化木薯淀粉或羟丙基乙酰化木薯淀粉中的一种或几种。优选地，所述加工助剂为偶联剂、润滑剂、分散剂、增塑剂按照重量比4:2:1:1组成的混合物，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，所述润滑剂为PE蜡，所述分散剂为硬脂酸盐，所述增塑剂为甘油和合成植物酯按照重量比1:3组成的混合物。优选地，所述填充剂为滑石粉、碳化硅粉、蛭石粉末按照重量比4:1:1组成的混合物；所述填充剂的规格为过2000目；所述加强填料为纳米硼纤维、氧化锌晶须和玻璃纤维按照重量比2:3:1组成的混合物。本专利技术还提供一种安全环保可降解塑料材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将纳米碳酸钙、环氧树脂、聚己内酯、低聚壳聚糖加入密炼机中，在温度为120-130℃下混炼3-5分钟，得到混合物A；步骤三，将纳米纤维素晶须、硬脂酸锌、填充剂、加强填料加入高速搅拌机中，在搅拌转速为200-300r/min下搅拌15-25分钟，得到混合物B；步骤四，将聚乙烯醇、多元醇混合加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为75-85℃下，搅拌10-20分钟，搅拌转速为250-350r/min，再加入加工助剂和步骤三制备的混合物B，升温至110-115℃，继续搅拌10-14分钟，搅拌转速400-500r/min，再加入步骤二制备的混合物A，继续搅拌15-20分钟，冷却至室温出料得到混合物C；步骤五，将混合物C送入双螺杆挤出机，其中螺杆挤出机中五段的温度依次为130-140℃、140-150℃、150-160℃、160-170℃、170-180℃，螺杆转速为25-35rpm，机头温度为180℃，挤出得到粒料，送入烘干机在60-70℃下，烘干20-30分钟，冷却即得专利技术的安全环保可降解塑料材料。优选地，所述安全环保可降解塑料材料的制备步骤为：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将纳米碳酸钙、环氧树脂、聚己内酯、低聚壳聚糖加入密炼机中，在温度为125℃下混炼4分钟，得到混合物A；步骤三，将纳米纤维素晶须、硬脂酸锌、填充剂、加强填料加入高速搅拌机中，在搅拌转速为250r/min下搅拌20分钟，得到混合物B；步骤四，将聚乙烯醇、多元醇混合加入带有搅拌机的反应釜中，在温度为80℃下，搅拌15分钟，搅拌转速为300r/min，再加入加工助剂和步骤三制备的混合物B，升温至110℃，继续搅拌12分钟，搅拌转速450r/min，再加入步骤二制备的混合物A，继续搅拌18分钟，冷却至室温出料得到混合物C；步骤五，将混合物C送入双螺杆挤出机，其中螺杆挤出机中五段的温度依次为135℃、145℃、155℃、165℃、175℃，螺杆转速为30rpm，机头温度为180℃，挤出得到粒料，送入烘干机在65℃下，烘干25分钟，冷却即得专利技术的安全环保可降解塑料材料。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：（1）本专利技术的一种安全环保可降解塑料材料以聚乙烯醇、环氧树脂和聚己内酯为主要原料，使得制备的材料与聚丙烯相似的性质，通过理化反应使得各成分的结合更加紧密，使得空气和水分的不能透入，大大提高了性能，此外低聚壳聚糖的引入，使塑料材料具有良好的耐水性，这会拓宽塑料材料的应用领域，并使塑料材料的拉伸强度、断裂伸长率或耐水性均得到改善。（2）本专利技术的一种安全环保可降解塑料材料添加的加强填料主要为纳米硼纤维、氧化锌晶须和玻璃纤维，几者协同作用能够有效提高塑料材料耐磨和机械性能，增强其韧性强度，拉升强度和抗压强度都有较明显的提升。（3）本专利技术的一种安全环保可降解塑料材料添加的填充剂，其成本低廉，与环境无毒无害，易于分解，同时添加的淀粉能够保证塑料材料的力学性能和物质相容性，且主要为玉米淀粉、木薯淀粉的混合物，一方面其能够在自然环境中降解，从而起到减轻环境污染，缓解环境矛盾作用，符合固体废弃物污染防治法中减量化、资源化、无害化的要求，另一方面原料来源于薯类、玉米等产量较高的经济作物，这类作物分布广，资源丰富。（4）本专利技术的一种安全环保可降解塑料材料添加的加工助剂，主要为增塑剂、润滑剂、分散剂，增塑剂能提高塑料材料的韧性和强度，润滑剂能提高表面光滑程度，多种添加剂的使用提高了塑料材料的韧度、强度、抗蠕变等性能，增强了其耐磨、耐腐蚀的特性。（5）本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全环保可降解塑料材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚乙烯醇17‑23份、光敏剂1‑3份、多元醇7‑9份、纳米碳酸钙3‑5份、环氧树脂25‑30份、聚己内酯15‑20份、低聚壳聚糖2‑4份、淀粉12‑14份、加工助剂8‑12份、纳米纤维素晶须7‑11份、硬脂酸锌2‑3份、填充剂8‑14份、加强填料3‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种安全环保可降解塑料材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚乙烯醇17-23份、光敏剂1-3份、多元醇7-9份、纳米碳酸钙3-5份、环氧树脂25-30份、聚己内酯15-20份、低聚壳聚糖2-4份、淀粉12-14份、加工助剂8-12份、纳米纤维素晶须7-11份、硬脂酸锌2-3份、填充剂8-14份、加强填料3-5份。2.根据权利要求1所述的一种安全环保可降解塑料材料，其特征在于，所述安全环保可降解塑料材料包括以下重量份的原料：聚乙烯醇20份、光敏剂2份、多元醇8份、纳米碳酸钙4份、环氧树脂27份、聚己内酯18份、低聚壳聚糖3份、淀粉13份、加工助剂10份、纳米纤维素晶须9份、硬脂酸锌2份、填充剂11份、加强填料4份。3.根据权利要求1或2所述的一种安全环保可降解塑料材料，其特征在于，所述光敏剂为硬脂酸铈、乙酰基丙酮钴、二烷基苯酰甲基硫鎓盐、邻苯二甲酸氢铁按照重量比4:1:2:1组成的混合物。4.根据权利要求1或2所述的一种安全环保可降解塑料材料，其特征在于，所述多元醇为丙三醇、山梨醇、乙二醇、三甘醇按照重量比3:1:2:1组成的混合物。5.根据权利要求1或2所述的一种安全环保可降解塑料材料，其特征在于，所述聚己内酯的分子量为10-15万，所述低聚壳聚糖的分子量为2-4万。6.根据权利要求1或2所述的一种安全环保可降解塑料材料，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉按照重量比2:3组成的混合物，所述木薯淀粉为乙酰化木薯淀粉、羟丙基化木薯淀粉或羟丙基乙酰化木薯淀粉中的一种或几种。7.根据权利要求6所述的一种安全环保可降解塑料材料，其特征在于，所述加工助剂为偶联剂、润滑剂、分散剂、增塑剂按照重量比4:2:1:1组成的混合物，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，所述润滑剂为PE蜡，所述分散剂为硬脂酸盐，所述增塑剂为甘油和合成植物酯按照重量比1:3组成的混合物。8.根据权利要求1或2所述的一种安全环保可降解塑料材料，其特征在于，所述填充剂为滑石粉、碳化硅粉、蛭石粉末按照重量比4:1:1组成的混合物；所述填充剂的规格为过2000目；所述加强填料为纳米硼纤维、氧化锌晶须和玻璃纤维按照重量比2:3:1组成的混合物。9.一种制备如权利要求1或2所述的安全环保...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛松，
申请(专利权)人：明光市裕阳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34