一种生物降解塑料及制备该生物降解塑料的方法技术

本发明专利技术涉及一种生物降解塑料，以热塑性淀粉、聚烃基脂肪酸酯和辅助性成分为原料，经螺旋挤出设备和制膜设备加工而成。包含：10-60％(重量)的热塑性淀粉；10-45％(重量)的聚烃基脂肪酸酯；5-25％(重量)的丙三醇；2-5％(重量)的碳酸钙；1-2％(重量)的硬脂酸钙。本发明专利技术还涉及制备该生物降解塑料的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种塑料，尤其是涉及一种生物降解塑料及其制备方法。
技术介绍
随着人们的环保意识的增强和世界各地环保法规的实施，降解塑料的市场需求正在快速增长。其中，生物降解塑料作为高科技产品和环保产品，一定程度上可以节约和代替石油资源，有效地消除白色污染，保护环境。生物降解塑料具有良好的生物降解性，但是与传统的塑料相比，在力学性能、加工性能、应用性能上有一定的差距。
技术实现思路
为了解决生物降解塑料力学性能、加工性能和应用性能的问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种生物降解塑料，该生物降解塑料由聚羟基脂肪酸酯制成。本专利技术的第二个目的在于提供一种生物降解塑料的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是采用可以降解的聚烃基脂肪酸酯为基本原料，添加辅助性成分，经过特殊工艺制成生物降解塑料。具体地说该生物降解塑料以热塑性淀粉、聚烃基脂肪酸酯和辅助性成分为原料，按原料配比称取原料后混合，搅拌均勻，然后进行混合和塑化，经螺旋挤出设备加工而成。按照本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种生物降解塑料，包含10-60% (重量)的热塑性淀粉；10-45% (重量)的聚烃基脂肪酸酯；5-25% (重量)的丙三醇；2-5% (重量)的碳酸钙；1-2% (重量)的硬脂酸钙。其中，热塑性淀粉为细度大于100的普通工业淀粉，包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、 红薯淀粉和木薯淀粉，以及改性淀粉。聚烃基脂肪酸酯具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的热加工性能， 以聚烃基脂肪酸酯为原料制成的生物降解塑料力学性能和加工性能优良；同时聚烃基脂肪酸酯结构多元化，而结构多样性带来的性能多样化使其在应用中具有明显的优势。碳酸钙对生物降解塑料具有增强和增韧作用，可以提高力学性能。硬脂酸钙，作为润滑剂，提高了聚烃基脂肪酸酯在挤出成型(薄膜、纤维、仿形等) 和压制成型时的可加工性。按照本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制备生物降解塑料的方法，该方法包括以下步骤(1)将聚烃基脂肪酸酯、丙三醇和水依次加入高速混合机中搅拌10-20分钟，混合成均勻的混溶体。(2)将热塑性淀粉、丙三醇和水依次加入高速混合机中搅拌10-20分钟，混合成均勻的混溶体。(3)通过计量泵和失重式计量喂料器将步骤(1)、(2)得到的混溶体加入双螺杆挤出机中，再加入碳酸钙和硬脂酸钙，进行混炼和挤出。具体的步骤是该混合物在双螺杆挤出机中的喂料区、熔融共混区、共混剪切区、共混捏合区、塑化推进区以及增压挤出区中分别被输送、分散、汇合、加热熔融、剪切粉碎、挤压捏合、接枝共混、排挥、增稠、以及增压输出。其中喂料区的温度控制在100-140°C，熔融共混区的温度控制在120-170°C，共混剪切区的温度控制在135-175 ，共混捏合区的温度控制在130-180°C，塑化推进区的温度控制在110-165°C，增压挤出区的温度控制在105-190°C。经模头部分挤出的物料条经水冷、风冷，用切粒机制得生物降解塑料粒子。本专利技术的有益效果是，该生物降解塑料生产工艺过程以淀粉、聚羟基脂肪酸酯为原料共混制得淀粉塑料，由于原料中均含有高浓度羟基，可形成互穿网络结构，有很好的流动性，同时添加碳酸钙，增强和增韧，提高其力学性能。所以该生物降解塑料力学性能优良， 具有很好的强度、柔软、光泽、阻气性、耐油剂性，热封性能均十分优越。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进一步说明。具体地，本专利技术涉及一种生物降解塑料，包括10-60% (重量)的热塑性淀粉；10-45% (重量)的聚烃基脂肪酸酯；5-25% (重量)的丙三醇；2-5% (重量)的碳酸钙；1-2% (重量)的硬脂酸钙。按照本专利技术，所述的热塑性淀粉为细度大于100的普通工业淀粉，包括玉米淀粉、 马铃薯淀粉、红薯淀粉和木薯淀粉，以及改性淀粉。按照本专利技术的另一方面，本专利技术涉及一种制备生物降解塑料的方法，该方法包括以下步骤(1)将聚烃基脂肪酸酯、丙三醇和水依次加入高速混合机中搅拌10-20分钟，混合成均勻的混溶体。(2)将热塑性淀粉、丙三醇和水依次加入高速混合机中搅拌10-20分钟，混合成均勻的混溶体。(3)通过计量泵和失重式计量喂料器将步骤(1)、(2)得到的混溶体加入双螺杆挤出机中，再加入碳酸钙和硬脂酸钙，进行混炼和挤出。具体的步骤是该混合物在双螺杆挤出机中的喂料区、熔融共混区、共混剪切区、共混捏合区、塑化推进区以及增压挤出区中分别被输送、分散、汇合、加热熔融、剪切粉碎、挤压捏合、接枝共混、排挥、增稠、以及增压输出。其中喂料区的温度控制在100-140°C，熔融共混区的温度控制在120-170°C，共混剪切区的温度控制在135-175 ，共混捏合区的温度控制在130-180°C，塑化推进区的温度控制在110-165°C，增压挤出区的温度控制在105-190°C。经模头部分挤出的物料条经水冷、风冷，用切粒机制得生物降解塑料粒子。按照本专利技术方法，所述的热塑性淀粉为细度大于100的普通工业淀粉，包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉和木薯淀粉，以及改性淀粉。以下将通过实施例详细描述本专利技术。实施例1按下述原料配比称取原料后混合，搅拌均勻，然后进行混合和塑化，经螺旋挤出设备加工制成生物降解塑料。具体的制备方法包括以下步骤(1)将聚烃基脂肪酸酯、丙三醇和水依次加入高速混合机中搅拌10-20分钟，混合成均勻的混溶体。(2)将热塑性淀粉、丙三醇和水依次加入高速混合机中搅拌10-20分钟，混合成均勻的混溶体。(3)通过计量泵和失重式计量喂料器将步骤(1)、(2)得到的混溶体加入双螺杆挤出机中，再加入碳酸钙和硬脂酸钙，进行混炼和挤出。具体的步骤是该混合物在双螺杆挤出机中的喂料区、熔融共混区、共混剪切区、共混捏合区、塑化推进区以及增压挤出区中分别被输送、分散、汇合、加热熔融、剪切粉碎、挤压捏合、接枝共混、排挥、增稠、以及增压输出。其中喂料区的温度控制在100-140°C，熔融共混区的温度控制在120-170°C，共混剪切区的温度控制在135-175 ，共混捏合区的温度控制在130-180°C，塑化推进区的温度控制在110-165°C，增压挤出区的温度控制在105-190°C。经模头部分挤出的物料条经水冷、风冷，用切粒机制得生物降解塑料粒子。成分用量(克)热塑性淀粉50聚羟基脂肪酸酯20. 4丙三醇12碳酸钙2硬脂酸钙7. 6水8总计100实施例2按照实施例1所述方法制备生物降解塑料，原料重量份如下成分用量(克)热塑性淀粉60聚羟基脂肪酸酯18丙三醇10碳酸钙2硬脂酸钙2水8总计100实施例3按照实施例1所述方法制备生物降解塑料，原料重量份如下成分用量(克)热塑性淀粉45聚羟基脂肪酸酯28丙三醇9碳酸钙4硬脂酸钙4水10总计1003个实施例中所制得的生物降解塑料的力学性能按照GB/T4456-1996的方法测试，这些生物降解塑料力学性能与普通塑料相差无几。综合所述，本专利技术的生物降解塑料具有如下长处(a)易于加工成型以通用塑料加工设备吹膜，工艺易于控制，制备方法简单、灵活，加工成型性能好。(b)机械性能好物理机械性能与各种相应的塑料相近。(c)降解性能好由于热塑性淀粉含量高及其他可降解的添加剂比例大，生物降解的性能非常优越。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于瑞德，
申请(专利权)人：于瑞德，
类型：发明
国别省市：