一种淀粉基降解材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉基降解材料及其制备方法，淀粉基降解材料按质量份数包括淀粉50‑60份，聚乳酸8‑12份，偶联剂0.2‑0.5份，光降解催化剂0.5‑1份，填料2‑5份，聚丙烯30‑35份，抗氧化剂0.1‑0.2份，PE蜡0.5‑1份，增塑剂0.5‑1份；制备方法包括如下步骤：(a)淀粉改性；(b)混合；(c)挤出成型；(d)分筛。本发明专利技术中淀粉基降解材料具有优良的加工性能、物理性能及降解性能，环保无毒性，可光降解、可生物降解，不容易受到环境因素限制，大大降低对环境的污染，原料来源丰富、成本低，制备方法工艺简单，分步有序，易于控制，涉及的设备少，降低了制备成本，各原料混合均匀，保证了产品的质量。

A starch based degradation material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉基降解材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及一种淀粉基降解材料及其制备方法。
技术介绍
目前大多数可降解聚丙烯塑料通过在聚丙烯中简单的填充淀粉、纤维等天然可降解高分子来改善，但是该类材料在自然条件下降解速率较慢，对环境的污染较大，且加工性能、抗拉伸强度和机械强度等物理性能较低，不能满足实际使用要求；现有技术中在制备该类降解材料的过程中，存在各原料间相容性差、混合不均匀的问题，导致产品的成型质量差，需在多个设备中进行物料搅拌、混合，步骤繁琐，涉及的设备多，制备成本高。
技术实现思路
本专利技术目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种淀粉基降解材料及其制备方法，淀粉基降解材料具有优良的加工性能、物理性能及降解性能，环保无毒性，可光降解、可生物降解，不容易受到环境因素限制，大大降低对环境的污染，原料来源丰富、成本低；制备方法工艺简单，分步有序，易于控制，涉及的设备少，降低了制备成本，各原料混合均匀，保证了产品的质量。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种淀粉基降解材料，其特征在于：按质量份数包括淀粉50-60份，聚乳酸8-12份，偶联剂0.2-0.5份，光降解催化剂0.5-1份，填料2-5份，聚丙烯30-35份，抗氧化剂0.1-0.2份，PE蜡0.5-1份，增塑剂0.5-1份。进一步，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种，可改善填料的分散度以提高加工性能，提高了各原料之间的相容性，从而提高了混合效果。>进一步，光降解催化剂为硬脂酸铈、硬脂酸铯、硬脂酸铁、纳米二氧化钛中的一种，当淀粉基降解材料暴露在光照下时，光降解催化剂吸收光能，快速发生光降解，从而降低对环境的污染。进一步，增塑剂为环氧脂肪酸甲酯或环氧大豆油，采用生物酯增塑剂，可生物降解，不容易受到环境因素限制，大大降低对环境的污染，具有良好的相容性，还可提高淀粉基降解材料的物理性能和延长老化时间。进一步，填料为碳酸钙、滑石粉、蒙脱土中的一种，填料可改善淀粉基降解材料的结晶性和物理性能，增强其抗拉伸强度。一种淀粉基降解材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(a)淀粉改性：将淀粉、PE蜡、填料、偶联剂加入研磨机中，研磨10～15min，得到预混物料；(b)混合：⑴将预混物料经加料口加入到混料桶内，启动风扇、电加热器、减速电机，控制混料桶内的温度为100～120℃，减速电机带动主轴转动，主轴带动横向搅拌桨、搅拌棒旋转，竖向搅拌桨跟着旋转，对预混物料进行搅拌，搅拌时间为5～8min，搅拌转速为200～250r/min；⑵经加料口向混料桶内加入光降解催化剂、聚丙烯、抗氧化剂，将搅拌转速升至500～550r/min，搅拌时间为12～15min；⑶关闭电加热器、风扇，控制驱动气缸执行动作，带动封板上升，使固定挡环进入导流板底面上的定位环槽内，封板将导流板上的通孔进行遮挡；⑷通过进液口向冷却环管内输入冷却水，经分配管分配，使冷却水充满各根冷却环管，待混料桶内的温度降至5℃以下时，经加料口向混料桶内加入聚乳酸、增塑剂，将搅拌转速降至60～80r/min，搅拌时间为5～8min；(c)挤出成型：通过出料口收集混合物料，将混合物料送入双螺杆挤出机中，螺杆转速为400～500r/min，挤出温度为140～150℃，挤出、造粒，得到粒料；(d)分筛：通过振动筛分机对粒料进行筛分，得到符合预设粒子大小要求的产品，进行包装入库。进一步，步骤(c)中在收料过程中，先关闭减速电机，收集从出料口排出的混合物料，当出料口不再排料时，启动减速电机，控制搅拌转速为100～120r/min，收集排出的混合物料，初步收料时，大部分物料可从出料口快速排出，搅拌停止后物料不会随意飞溅，便于收集，降低了收料强度；二次收料时，搅拌组件旋转，产生离心作用将物料甩落，并刷动粘附在混料桶内壁、内底部、冷却环管上的物料，使其向边缘积聚，易于从出料口排出，收料分两步完成，提高了收集量，减少浪费，减小对下一批产品的影响。进一步，步骤(b)中混料桶内分别设有孔板、电加热器、导流板和冷却管件，电加热器位于孔板与导流板之间，导流板上均匀分布有通孔，孔板与混料桶的内顶部之间设有风扇，混料桶的底部分别设有减速电机、出料口和支撑架，减速电机连接有主轴，主轴位于混料桶内，主轴上设有搅拌组件，主轴的底部设有驱动气缸，驱动气缸上连接有封板，封板上设有固定挡环，导流板的底面上设有定位环槽，定位环槽与固定挡环相对应，混料桶的外侧壁分别设有加料口、进液口和出液口，进液口、出液口连接冷却管件，高温工作时，电加热器在孔板与导流板之间的空间内加热，风扇吹动孔板与导流板之间的热空气，将热空气经通孔吹入导流板的下方区域，使混料桶内的温度升高，形成高温搅拌环境；低温工作时，驱动气缸带动封板上升，使固定挡环进入定位环槽，封挡导流板与封板之间的连接处，通孔被遮盖，冷空气不容易进入，从而减小对电加热器、风扇的影响，形成相对密闭的冷却空间，冷空气不容易散失，提高了冷却效率，实现在不同温度环境下进行搅拌工作，以适应于不同原料的使用需求。在搅拌过程中，驱动气缸跟着主轴转动，固定挡环在定位环槽内转动，结构设计合理。进一步，搅拌组件包括横向搅拌桨、搅拌棒和竖向搅拌桨，横向搅拌桨、搅拌棒分别设于竖向搅拌桨与主轴之间，相邻横向搅拌桨之间设有弧形筋条，搅拌棒位于横向搅拌桨的下方，搅拌棒的底面上设有清洁刷，搅拌棒的两侧均设有搅动棒，横向搅拌桨的上下表面均设有弧面切片，竖向搅拌桨上均匀分布有毛刷，在搅拌过程中，周向、竖向同时搅动，搅动范围大，全面、彻底，提高了原料的流动性，不断发生接触、碰撞，提高了各原料之间的接触面积，混合更加均匀，提高了混合效果；弧形筋条提高了相邻横向搅拌桨之间的连接强度，形成搅拌体，搅拌范围大，弧形筋条、弧面切片、搅动棒同时对原料产生不同形式的横向切割作用，更利于打散原料，减少成团，增大了各原料之间的接触面积，使得混合更加充分；在搅拌过程中，竖向搅拌桨带动毛刷擦刷混料桶的内壁、冷却管件，将原料刷落，搅拌棒带动清洁刷擦刷混料桶的内底部，将原料刷起，避免原料粘附，使其参与混合反应，以保证成品的质量，提高最终产品的收集量，且避免上一批原料混入下一批原料中，减小下一批产品的性能影响。进一步，冷却管件包括冷却环管和分配管，分配管均匀分布在上下相邻冷却环管之间，冷却环管设于混料桶的内壁上，结构可靠，强度稳定，在混料桶内形成持续低温环境，冷却范围大，冷却效果好。本专利技术由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：淀粉基降解材料具有优良的加工性能、物理性能及降解性能，环保无毒性，可光降解、可生物降解，不容易受到环境因素限制，大大降低对环境的污染，原料来源丰富、成本低。通过PE蜡的润滑作用、偶联剂的表面改性作用，配合研磨作用，增大了淀粉和填料的接触面积，使淀粉和填料充分混合，对淀粉进行改性，提高淀粉的物理性能；将预混物料送入混料桶内，先进行高温脱水，搅拌原料，使原料分散，不断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淀粉基降解材料，其特征在于：按质量份数包括淀粉50-60份，聚乳酸8-12份，偶联剂0.2-0.5份，光降解催化剂0.5-1份，填料2-5份，聚丙烯30-35份，抗氧化剂0.1-0.2份，PE蜡0.5-1份，增塑剂0.5-1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基降解材料，其特征在于：按质量份数包括淀粉50-60份，聚乳酸8-12份，偶联剂0.2-0.5份，光降解催化剂0.5-1份，填料2-5份，聚丙烯30-35份，抗氧化剂0.1-0.2份，PE蜡0.5-1份，增塑剂0.5-1份。


2.根据权利要求1所述的一种淀粉基降解材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。


3.根据权利要求1所述的一种淀粉基降解材料，其特征在于：所述光降解催化剂为硬脂酸铈、硬脂酸铯、硬脂酸铁、纳米二氧化钛中的一种。


4.根据权利要求1所述的一种淀粉基降解材料，其特征在于：所述增塑剂为环氧脂肪酸甲酯或环氧大豆油。


5.根据权利要求1所述的一种淀粉基降解材料，其特征在于：所述填料为碳酸钙、滑石粉、蒙脱土中的一种。


6.使用如权利要求1所述的一种淀粉基降解材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(a)淀粉改性：将淀粉、PE蜡、填料、偶联剂加入研磨机中，研磨10～15min，得到预混物料；
(b)混合：
⑴将预混物料经加料口加入到混料桶内，启动风扇、电加热器、减速电机，控制混料桶内的温度为100～120℃，减速电机带动主轴转动，主轴带动横向搅拌桨、搅拌棒旋转，竖向搅拌桨跟着旋转，对预混物料进行搅拌，搅拌时间为5～8min，搅拌转速为200～250r/min；
⑵经加料口向混料桶内加入光降解催化剂、聚丙烯、抗氧化剂，将搅拌转速升至500～550r/min，搅拌时间为12～15min；
⑶关闭电加热器、风扇，控制驱动气缸执行动作，带动封板上升，使固定挡环进入导流板底面上的定位环槽内，封板将导流板上的通孔进行遮挡；
⑷通过进液口向冷却环管内输入冷却水，经分配管分配，使冷却水充满各根冷却环管，待混料桶内的温度降至5℃以下时，经加料口向混料桶内加入聚乳酸、增塑剂，将搅拌转速降至60～80r/min，搅拌时间为5～8min；

【专利技术属性】
技术研发人员：宓可钧，周邦，毕道成，裘文耀，
申请(专利权)人：浙江绿禾生态科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33