一种多孔环保塑料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔环保塑料的制备方法，包括：S01，将生物性组分进行超声波灭菌处理；S02，将聚乳酸单体、可降解性聚合物、增塑剂和其他助剂混合，分散后加入S01中得到的生物性组分，分散均匀后加入结构性组分；S03，在S02得到的混合物中加入偶联剂和交联剂得到所需混合原料；S04，将S03中混合原料利用双螺杆挤出机进行造粒制成所需多孔环保塑料的母粒。本发明专利技术中的塑料具有微多孔的结构，密度比相同尺寸的聚乳酸塑料低，且透气性和透水性比相同尺寸的聚乳酸塑料更佳，与现有技术中的塑料制品相比，本发明专利技术中的塑料强度和韧性基本一致，被废弃后，在湿热有菌环境下会缓慢破碎、降解彻底，对环境和人体无任何污染，符合环保性的要求。

Preparation method of porous environment-friendly plastics

The invention discloses a preparation method of porous environmental protection plastic, which comprises: S01, ultrasonic sterilization of biological components; S02, mixing polylactic acid monomer, degradable polymer, plasticizer and other additives, adding biological components obtained in S01 after dispersing, and adding structural components after dispersing evenly; Adding coupling agent and crosslinking agent into the mixture obtained from S02 to get the required mixture material, S04, the mixture material in S03 is pelleted by twin screw extruder to make the master batch of porous environmental protection plastics. The plastics in the present invention have micro-porous structure, lower density than the same size PLA plastics, and better air permeability and water permeability than the same size PLA plastics. Compared with the plastics in the prior art, the strength and toughness of the plastics in the present invention are basically the same, and after being discarded, the plastics will slow down in the humid, hot and bacterial environment. It is slow broken and degraded completely, and it has no pollution to the environment and human body. It meets the requirements of environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔环保塑料的制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种多孔环保塑料的制备方法。
技术介绍
塑料工业在多年的发展过程中已形成门类非常齐全的工业体系，成为了与钢材、水泥、木材并驾齐驱的基础材料产业，作为轻工行业支柱产业之一，塑料行业以每年可观的增长速度保持着发展。我国是塑胶原料的生产大国，更是巨大的塑料制品的消费国，塑胶材料广泛应用于农林牧渔、日常生活和轻重工业领域中，成为一类不可或缺的生产资料。塑胶材料尽管拥有广泛的适用范围和低廉的应用成本等优点，但是其废弃物所造成的的污染与公害一直为人所诟病。近年来，针对塑料材料的相关环保产业的呼声也越来越高。塑料由于性能稳定，很难在短时间内被降解，许多大稳定性能的塑料需要百年甚至更长时间才能够完全被无害降解，目前针对塑料废弃物的处理方式主要为填埋，传统的焚烧等对环境造成强污染的处理方式已经被环保部门叫停。既想要获得塑料便利的使用性能和经济性，又想要塑料被废弃后能够迅速降解，许多研究者针对上述诉求进行了广泛的研究。可降解塑料即为解决上述塑料环保问题的良好替代品。目前可降解塑料主要分为生物可降解塑料和光降解塑料，由于光降解塑料需要加入光敏剂，一旦处于无光照条件下就停止发生降解反应（例如被填埋），在实际处理过程中，降解率并不高，故生物可降解塑料的适用性作为环保塑料来说更显著。现有技术中许多生物可降解塑料中都掺杂了较为大量的淀粉，利用淀粉的降解性提升塑料的降解性，但是淀粉含量过高对塑料的热塑性能、强度和拉伸性能影响比较大，难以达到常规塑料产品的使用要求。申请号为201110086963.4名为《一种易降解环保塑料及其制造方法》的中国专利中提供了一种利用剩余污泥粉粒、氢氧化钠、植物淀粉、矿物粉末、天然纤维以及塑胶原料等各类不同的原材料制成的环保塑料，不仅能够对污泥进行有效利用，而且可彻底降解。该方案中制成的塑料尽管能够达到可降解塑料的要求，但是由于添加了污泥等材料，不能够用在日常生活用品中。在日常生活用品领域，可降解塑料还受到了实际应用上的限制，如透气性能、透湿性能等要求。
技术实现思路
为了解决所述现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有微多孔结构的环保塑料的制备方法。本专利技术所要达到的技术效果通过以下方案实现：本专利技术中提供的一种多孔环保塑料的制备方法，包括如下步骤：S01，将生物性组分进行超声波灭菌处理，其中超声波频率范围为4500-4600kHz，灭菌时间为15-20分钟；S02，将聚乳酸单体、可降解性聚合物、增塑剂和其他助剂混合，在200-250r/min条件下分散10-20分钟，然后加入S01中得到的生物性组分，分散均匀后加入结构性组分，在2000-2500r/min条件下利用行星式研磨机进行研磨分散20-30min；S03，在S02得到的混合物中加入偶联剂和交联剂，在300-400r/min条件下利用行星式研磨机进行研磨分散5-8min，得到所需混合原料；S04，将S03中混合原料利用双螺杆挤出机进行造粒，其挤出速率为6.2-6.5kg/h，熔融温度为198-200℃，制成所需多孔环保塑料的母粒。进一步地，所述多孔环保塑料的组分及组分质量份数为：聚乳酸单体25-30份可降解性聚合物10-12份生物性组分18-23份结构性组分5-10份增塑剂2-3份偶联剂0.5-0.6份交联剂0.2-0.3份其他助剂3-4份。进一步地，所述可降解性聚合物为聚己内酯、聚羟基丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯以质量比1：（1.05-1.1）：（1.1-1.2）混合而成，其中聚己内酯、聚羟基丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的玻璃化温度小于35℃。进一步地，所述生物性组分及质量份数为：食用菌菌糠10-15份钛白粉2-4份糯米淀粉2-3份所述生物性组分的制备方法为：将食用菌菌糠粉碎至平均粒径为1-2mm，与平均粒径为1-2μm的钛白粉混合，混合均匀后在75-80℃烘箱内干燥至含水量低于20%，进行二次粉碎，粉碎至混合物平均粒径小于1μm，在75-80℃烘箱内进行二次干燥至含水量低于10%，最后与糯米淀粉混合均匀，在40-50℃烘箱内进行三次干燥至混合物含水量低于5%，得到所需生物性组分。进一步地，所述结构性组分为含铁量低于2%的铁尾矿粉，所述铁尾矿粉平均粒径为0.1-0.2μm。铁尾矿粉中含铁量不宜过高，一方面含铁量过高的铁尾矿粉还具有复选的价值，而一般低于2%的铁尾矿粉复选价值低，几乎没有再应用的价值，无形中可降低塑料的成本，另一方面，含铁量低于2%的铁尾矿粉其中包含较多硅酸盐矿物，使其表面能较高，与聚氯乙烯单体和其他反应物的均混性能非常好，同时其粒径也能控制在0.2μm以下，不需要额外进行粒度的筛选。在本专利技术中，利用聚乳酸单体作为塑料的主体原料，同时利用生物性组分和结构性组分对其进行改进。本专利技术中生物性组分为最易降解部分，本专利技术中采用食用菌菌糠、钛白粉和糯米淀粉作为生物性组分的构成，食用菌菌糠是食用菌培育后的栽培废料，其结构经过食用菌的酶解其结构已经发生了质变，是一种包含有粗纤维的复合物，钛白粉有效对食用菌菌糠纤维之间的空隙进行了填充，糯米淀粉则有效将三者进行粘合，而且钛白粉和糯米淀粉本身也具有加速降解的作用，本专利技术中的生物性组分混合利用添加至塑料中对塑料的强度影响比全部为淀粉或者纤维材料的添加要小得多，而且成本非常低廉。生物性组分混合前进行灭菌处理能够有效杀灭原有残留的细菌，并极大地降低细菌滋生的速度，抑制制成的塑料产品中细菌的滋生。钛白粉不仅同样具有一定的抑菌效果，而且还有增白效果，能够使最终制备得到的塑料表面光滑程度高、光亮度高。造粒挤出速率对塑料母粒形态影响较大，速率过快易引起母粒中气泡多、不连续，速率过低则会影响效率。现有技术中，添加淀粉材料或者纤维材料作为可降解添加物对塑料本体的硬度影响非常大，这样就限制了塑料的使用。在本专利技术中，为了改善上述缺陷，添加了一定量的结构性组分，该结构性组分优选铁尾矿粉，铁尾矿粉强度高、密度高、均混能力好，添加所占质量份虽然较高，但是所占体积少，而且铁尾矿粉中包含有少量铁、铁氧化物以及其他伴生的无机矿物，可有效提升易降解塑料的强度和硬度，使其符合使用要求，提升其可加工性。进一步地，所述铁尾矿粉为在重选、磁选或者电选的选矿工艺中得到的铁尾矿粉。浮选尾矿粉表面往往包覆有浮选药剂，浮选药剂的存在会影响到塑料的制备，故优选在铁尾矿粉表面无残留的选矿工艺中产生的铁尾矿粉。进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂、正磷酸酯和乙二醇以质量比1：（0.3-0.5）：（0.1-0.2）混合而成。进一步地，所述偶联剂为单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂，所述交联剂为过氧化二异丙苯、二亚乙基三胺、氧化锌以质量比1：（1-1.2）：（0.04-0.06）混合而成。与本专利技术中塑料的复合成分相适配的，增塑剂需使用混合增塑剂以使得塑胶原料具有更好的加工性。同时还需要复合采用偶联剂和交联剂，能够使改善树脂原料与其他添加成分的界面性能，单独采用偶联剂或者交联剂效果极差。进一步地，所述其他助剂包括消泡剂、润滑剂、表面活性促进剂、紫外线吸收剂中的一种或者多种的混合。进一步地，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述表面活性促进剂为三甘酯或者月桂酰基谷氨酸钠，所述紫外线吸收剂为水杨酸苯酯；所述润滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔环保塑料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：S01，将生物性组分进行超声波灭菌处理，其中超声波频率范围为4500‑4600kHz，灭菌时间为15‑20分钟；S02，将聚乳酸单体、可降解性聚合物、增塑剂和其他助剂混合，在200‑250r/min条件下分散10‑20分钟，然后加入S01中得到的生物性组分，分散均匀后加入结构性组分，在2000‑2500r/min条件下利用行星式研磨机进行研磨分散20‑30min；S03，在S02得到的混合物中加入偶联剂和交联剂，在300‑400r/min条件下利用行星式研磨机进行研磨分散5‑8min，得到所需混合原料；S04，将S03中混合原料利用双螺杆挤出机进行造粒，其挤出速率为6.2‑6.5kg/h，熔融温度为198‑200℃，制成所需多孔环保塑料的母粒。

【技术特征摘要】
1.一种多孔环保塑料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：S01，将生物性组分进行超声波灭菌处理，其中超声波频率范围为4500-4600kHz，灭菌时间为15-20分钟；S02，将聚乳酸单体、可降解性聚合物、增塑剂和其他助剂混合，在200-250r/min条件下分散10-20分钟，然后加入S01中得到的生物性组分，分散均匀后加入结构性组分，在2000-2500r/min条件下利用行星式研磨机进行研磨分散20-30min；S03，在S02得到的混合物中加入偶联剂和交联剂，在300-400r/min条件下利用行星式研磨机进行研磨分散5-8min，得到所需混合原料；S04，将S03中混合原料利用双螺杆挤出机进行造粒，其挤出速率为6.2-6.5kg/h，熔融温度为198-200℃，制成所需多孔环保塑料的母粒。2.如权利要求1所述多孔环保塑料的制备方法，其特征在于：所述多孔环保塑料的组分及组分质量份数为：聚乳酸单体25-30份可降解性聚合物10-12份生物性组分18-23份结构性组分5-10份增塑剂2-3份偶联剂0.5-0.6份交联剂0.2-0.3份其他助剂3-4份。3.如权利要求1所述多孔环保塑料的制备方法，其特征在于：所述可降解性聚合物为聚己内酯、聚羟基丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯以质量比1：（1.05-1.1）：（1.1-1.2）混合而成，其中聚己内酯、聚羟基丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的玻璃化温度小于35℃。4.如权利要求1所述多孔环保塑料的制备方法，其特征在于：所述生物性组分及质量份数为：食用菌菌糠10-15份钛白粉2-4份糯米淀粉2-3份所述生物性组分的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭志恒，
申请(专利权)人：佛山市利丰日用品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44