生物降解母粒、型材、原料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物降解母粒、型材、原料及其制备方法。改性造纸废弃物的原料组合物包括如下重量份数的组分：100份造纸废弃物、1～50份改性剂和0.1～5份相转移剂；其中，改性剂为硬脂酰氯、乙酰氯、苯甲酰氯、草酰氯、氯乙酰氯和三氯乙酰氯中的一种或多种。本发明专利技术采用改性的造纸废弃物，也可有效提高其与生物降解树脂的相容性，进而提高了生物降解型材的拉伸强度和断裂伸长率；制得的生物降解母粒和生物降解型材能被自然界中微生物完全降解，实现废物利用，降低成本。

Biodegradable masterbatch, profile, raw material and preparation method

【技术实现步骤摘要】
生物降解母粒、型材、原料及其制备方法
本专利技术具体涉及一种生物降解母粒、型材、原料及其制备方法。
技术介绍
塑料由于其独特的优势，如易加工成型、稳定性好、质轻、强度高和成本低等优点被用于各个领域。现有塑料所使用的基材大部分源于石化行业的PP或PVC，这些塑料制品存在不易降解的问题，会严重污染环境。近年来，可生物降解材料的发展较晚、工业化进度缓慢，以及其合成与加工成本高等问题，限制了其工业化应用。制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素，同时产生大量的造纸废弃物，但迄今为止，超过95％的造纸废弃物仍直接排入江河或浓缩后烧掉，很少得到有效利用，不符合可持续发展的理念。因此，本领域亟需开发一种可降解、成本低、原料可再生和可用于工业化生产的生物降解材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中塑料的基材主要源自于PP或PVC等生物不可降解的塑料板，不易被降解，对环境造成二次污染和造纸废弃物没有得到高效利用等缺陷而提供一种生物降解母粒、型材、原料及其制备方法。本专利技术的生物降解母粒和生物降解型材能被自然界中微生物完全降解，实现废物利用，降低成本；采用改性的造纸废弃物，也可有效提高其与生物降解树脂的相容性，进而提高了生物降解型材的拉伸强度和断裂伸长率。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：本专利技术提供一种改性造纸废弃物，其原料组合物包括如下重量份数的组分：100份造纸废弃物、1～50份改性剂和0.1～5份相转移剂；其中，所述改性剂为硬脂酰氯、乙酰氯、苯甲酰氯、草酰氯、氯乙酰氯和三氯乙酰氯中的一种或多种。所述改性剂较佳地为硬脂酰氯。所述相转移剂可为本领域常规使用的相转移剂，较佳地为吡啶、三丁胺、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵和环糊精中的一种或多种，更佳地为吡啶。所述改性剂的重量份数较佳地为3～40份，更佳地为5～30份，例如10份、15份或20份。所述相转移剂的重量份数较佳地为0.5～4份，更佳地为1～3份，例如2份。所述造纸废弃物可为本领域造纸过程中常规产生的造纸黑液依次经酸析提取、干燥制得的固体物料。其中，所述酸析提取的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法，一般按下述步骤进行：将所述造纸黑液与酸性物质混合，调节pH值为3-5，即可。其中，所述酸性物质可为本领域常规，较佳地为盐酸和/或硫酸。其中，在所述干燥后，所述固体物料可进行筛分处理；经所述筛分处理后的物料的粒径可为本领域常规，较佳地为100～5000目，更佳地为200～3000目，进一步更佳地为500～2000目。所述造纸过程采用的造纸方法可为机械制浆工艺、化学机械制浆工艺和化学制浆工艺中的一种或多种。其中，所述机械纸浆工艺可为磨石磨木法或热磨机械法。所述化学机械制浆工艺可为化学热磨机械法、中性亚硫酸盐半化学法或碱性过氧化氢机械法。所述化学制浆工艺可为烧碱法、硫酸盐法或亚硫酸盐法。本专利技术还提供一种所述改性造纸废弃物的制备方法，具体包括如下步骤：将如上所述改性造纸废弃物的原料组合物混合反应，即可。本专利技术中，所述混合反应的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法，较佳地在高混机内进行。其中，所述高混机的转速可为本领域常规，较佳地为100～800rpm，更佳地为150～600rpm，进一步更佳地为200～400rpm，例如500rpm。本专利技术中，所述混合反应的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为100～180℃，更佳地为110～170℃，进一步更佳地为120～160℃，例如150℃。本专利技术中，所述混合反应的时间可为本领域该类操作常规的时间，较佳地为20～300min，更佳地为30～250min，进一步更佳地为60～200min，例如180min。本专利技术还包括一种生物降解母粒，其原料组合物包括如下重量份数的组分：5～20份所述改性造纸废弃物、60～90份生物降解树脂和2～15份助剂。所述助剂可为降解材料领域常规使用的助剂，较佳地包括交联剂、增塑剂和润滑剂中的一种或多种。所述助剂的重量份数较佳地为3～12份，更佳地为4～10份，例如7份或8份。所述交联剂可为本领域常规使用的交联剂，较佳地为过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)和2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷中的一种或多种，更佳地为过氧化二异丙苯和/或过氧化苯甲酰。所述交联剂的重量份数可为本领域常规，较佳地为0.5～2份，更佳地为0.7～1.5份，进一步更佳地为0.8～1.2份，例如1份。所述增塑剂可为本领域常规使用的增塑剂，较佳地为柠檬酸三丁酯(TBC)、乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)、甘油和环氧大豆油中的一种或多种，更佳地为柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三正丁酯、甘油或环氧大豆油。所述增塑剂的重量份数可为本领域常规，较佳地为1～10份，更佳地为2～9份，进一步更佳地为3～8份，例如5份、6份或8份。所述润滑剂可为本领域常规使用的润滑剂，较佳地为硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺和乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种，更佳地为硬脂酸钙或硬脂酸。所述润滑剂的重量份数可为本领域常规，较佳地为0.5～5份，更佳地为1～4份，进一步更佳地为1.5～3.5份，例如1份。所述生物降解树脂可为本领域常规使用的生物降解树脂，较佳地为聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸/己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)和聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)中的一种或多种，更佳地为聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯中的一种或多种，进一步更佳地为聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯和/或聚乳酸，例如“聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯和聚乳酸的混合物”、“聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯和聚丁二酸丁二醇酯的混合物”、聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯、“聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯和聚甲基乙撑碳酸酯的混合物”或“聚丁二酸丁二醇酯和聚乳酸的混合物”。其中，所述改性造纸废弃物的重量份数较佳地为7～15份，更佳地为8～12份，例如10份。所述生物降解树脂的重量份数较佳地为65～85份，更佳地为70～80份。本专利技术所述生物降解母粒的原料组合物还进一步包括淀粉、无机填料、生物降解色母和生物降解色粉中的一种或多种。所述淀粉可为本领域常规使用的天然淀粉和/或改性淀粉。其中，所述天然淀粉可为本领域常规使用的天然淀粉，较佳地为木薯淀粉、玉米淀粉和马铃薯淀粉中的一种或多种。所述改性淀粉可为本领域常规使用的改性淀粉，较佳地为阳离子改性淀粉和/或阴离子改性淀粉。所述淀粉的重量份数可为本领域常规，较佳地为5～20份，更佳地为8～18份，进一步更佳地为10～15份，例如7份、8份、12份或17份。所述无机填料可为本领域常规使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性造纸废弃物，其特征在于，所述改性造纸废弃物的原料组合物包括如下重量份数的组分：100份造纸废弃物、1～50份改性剂和0.1～5份相转移剂；/n其中，所述改性剂为硬脂酰氯、乙酰氯、苯甲酰氯、草酰氯、氯乙酰氯和三氯乙酰氯中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性造纸废弃物，其特征在于，所述改性造纸废弃物的原料组合物包括如下重量份数的组分：100份造纸废弃物、1～50份改性剂和0.1～5份相转移剂；
其中，所述改性剂为硬脂酰氯、乙酰氯、苯甲酰氯、草酰氯、氯乙酰氯和三氯乙酰氯中的一种或多种。


2.如权利要求1所述的改性造纸废弃物，其特征在于，所述改性剂为硬脂酰氯；
和/或，所述相转移剂为吡啶、三丁胺、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵和环糊精中的一种或多种，较佳地为吡啶；
和/或，所述改性剂的重量份数为3～40份，较佳地为5～30份，更佳地为10份、15份或20份；
和/或，所述相转移剂的重量份数为0.5～4份，较佳地为1～3份，更佳地为2份；
和/或，所述造纸废弃物为造纸过程中产生的造纸黑液依次经酸析提取、干燥制得的固体物料；
所述酸析提取的操作较佳地按下述步骤进行：将所述造纸黑液与酸性物质混合，调节pH值为3-5，即可；所述酸性物质较佳地为盐酸和/或硫酸；
和/或，所述造纸废弃物的粒径为100～5000目，较佳地为200～3000目，更佳地为500～2000目。


3.一种所述改性造纸废弃物的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：将如权利要求1或2所述改性造纸废弃物的原料组合物混合反应，即可。


4.如权利要求3所述的改性造纸废弃物的制备方法，其特征在于，所述混合反应在高混机内进行；所述高混机的转速较佳地为100～800rpm，更佳地为150～600rpm，进一步更佳地为200～400rpm；
和/或，所述混合反应的温度为100～180℃，较佳地为110～170℃，更佳地为120～160℃，进一步更佳地为150℃；
和/或，所述混合反应的时间为20～300min，较佳地为30～250min，更佳地为60～200min，进一步更佳地为180min。


5.一种生物降解母粒，其特征在于，所述生物降解母粒的原料组合物包括如下重量份数的组分：60～90份生物降解树脂、2～15份助剂和5～20份如权利要求1或2所述改性造纸废弃物。


6.如权利要求5所述的生物降解母粒，其特征在于，所述助剂包括交联剂、增塑剂和润滑剂中的一种或多种；
所述交联剂较佳地为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷中的一种或多种，更佳地为过氧化二异丙苯和/或过氧化苯甲酰；
所述交联剂的重量份数较佳地为0.5～2份，更佳地为0.7～1.5份，进一步更佳地为0.8～1.2份；
所述增塑剂较佳地为柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三正丁酯、甘油和环氧大豆油中的一种或多种，更佳地为柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三正丁酯、甘油或环氧大豆油；
所述增塑剂的重量份数较佳地为1～10份，更佳地为2～9份，进一步更佳地为3～8份；
所述润滑剂较佳地为硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺和...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，郝鲁峰，郑璐，
申请(专利权)人：上海昶法新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31