一種仿瓷餐具用環(huán)保材料及其制備方法
【專利摘要】一種仿瓷餐具用環(huán)保材料，是由谷類蛋白質(zhì)塑料、熱穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑及交聯(lián)劑制成，其制備方法是將谷類蛋白質(zhì)塑料與熱穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑加溫混合為預(yù)混合料，經(jīng)塑化、混合、造粒、冷卻為粒料，粒料與交聯(lián)劑混合均勻后粉碎加工為生物基仿瓷餐具材料。采用本發(fā)明制備的仿瓷餐具材料具有以下優(yōu)點：1、使用材料為安全的生物質(zhì)材料，制備工藝簡單，可連續(xù)生產(chǎn)；2、制備的材料可在現(xiàn)有的仿瓷餐具成型加工線上直接應(yīng)用，不增加新生產(chǎn)設(shè)備；3、生產(chǎn)的仿瓷餐具克服了目前三聚氰氨—甲醛樹脂仿瓷餐具存在的安全衛(wèi)生性、微波爐中不能應(yīng)用問題。
【專利說明】一種仿瓷餐具用環(huán)保材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種餐具材料及其制備方法，具體的是一種仿瓷餐具用環(huán)保材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]仿瓷餐具是一種以樹脂為原料加工制作的外觀類似于瓷的餐具，比瓷堅實，不易碎，而且色澤鮮艷，光潔度強(qiáng)，極受兒童喜愛。目前我國制造仿瓷餐具的材料主要為三聚氰氨一甲醛樹脂，又稱蜜胺樹脂，其生產(chǎn)的仿瓷餐具存在以下不足:(1)餐具殘留三聚氰氨、甲醛，會對人體健康造成危害；(2)餐具不能用于微波爐中使用；(3)餐具使用廢棄后不可生物降解，對環(huán)境有影響。
[0003]蛋白質(zhì)塑料是可生物降解材料領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的天然高分子材料之一，蛋白質(zhì)塑料為可再生資源制備、生物可降解和生物相容的環(huán)境友好型材料，且可以進(jìn)行物理和化學(xué)改性提高材料的性能。目前，植物蛋白塑料主要以大豆蛋白、玉大米蛋白、小麥蛋白、大米蛋白和葵花子蛋白為原料。蛋白質(zhì)塑料尤其谷類蛋白質(zhì)塑料是無有害物質(zhì)且可降解的優(yōu)良生物塑料材料，由于蛋白質(zhì)具有熱解的性能，直接應(yīng)用制造仿瓷餐具其耐熱性和強(qiáng)度性能較低，不能滿足仿瓷餐具在使用期的正常使用，植物蛋白塑料限制了在環(huán)保型仿瓷餐具生產(chǎn)中的應(yīng)用。目前由谷類植物蛋白塑料用于生產(chǎn)環(huán)保型仿瓷餐具材料技術(shù)未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有仿瓷餐具存在的不足，提供一種仿瓷餐具用環(huán)保材料及其制備方法。由該制備方法生產(chǎn)的仿瓷餐具材料可用于替代目前傳統(tǒng)的三聚氰氨一甲醛樹脂仿瓷餐具材料，克服其存在的不足，可用于作為食品接觸材料，生產(chǎn)環(huán)保型仿瓷餐具。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種仿瓷餐具用環(huán)保材料，其特征在于它是由下述質(zhì)量百分比的原料制成:谷類蛋白質(zhì)塑料65-85%、熱穩(wěn)定劑0.5-5%、增強(qiáng)劑10-30%及交聯(lián)劑0.5-2%，其制備方法是將谷類蛋白質(zhì)塑料與熱穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑加溫混合為預(yù)混合料，經(jīng)塑化、混合、造粒、冷卻為粒料，粒料與交聯(lián)劑混合均勻后粉碎加工為生物基仿瓷餐具材料。
[0006]所述的谷類蛋白質(zhì)塑料的原料為大米蛋白質(zhì)、小麥蛋白質(zhì)或玉米蛋白質(zhì)中至少一種；所述的熱穩(wěn)定劑為生物基環(huán)氧化大豆油、維生素C或維生素E中至少一種；所述的增強(qiáng)劑為生物碳酸鈣為牡蠣粉，粒度為325-1250目；所述的交聯(lián)劑為生物材料京尼平、單寧酸中至少一種。
[0007]—種仿瓷餐具用環(huán)保材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下:
(1)將谷類蛋白質(zhì)塑料與熱穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑加入混合機(jī)加溫至80-120°C，混合均勻為預(yù)混合料；
(2)預(yù)混合料加入雙螺桿擠出造粒機(jī)中塑化、混合、擠出造粒、冷卻為粒料，塑化溫度為145-185°C ；(3)粒料與交聯(lián)劑進(jìn)行混合處理均勻后粉碎為生物基仿瓷餐具材料；
(4)生物基仿瓷餐具材料的物理性能:拉伸強(qiáng)度為60-85Mpa、斷裂伸長率/%為2_6%、熱變形溫度(0.45MPa) /V為 145-165°C、沖擊強(qiáng)度 3-10/KJ/m2。
[0008]步驟(3)所述的粉碎粒度大于或等于100目，粉碎溫度為低于45°C。
[0009]由于本發(fā)明是用于制作餐具，本發(fā)明選擇的原料及添加劑都是生物基產(chǎn)品，環(huán)保無毒，熱穩(wěn)定劑是采用了可食用的植物環(huán)氧化大豆油、維生素C或維生素E ;增強(qiáng)劑也是采用的無毒害的生物碳酸鈣，交聯(lián)劑為生物材料京尼平或單寧酸，從原料上杜絕了三聚氰胺和甲醛，這些材料在微波爐加熱后不會釋放毒性物。由于植物蛋白質(zhì)塑料具有親水性和耐熱性問題，直接用于制作餐具會出現(xiàn)水解和降解問題，如要用于制作符合使用期滿足耐久性仿瓷餐具，需要選擇合適的交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)以改善其性能的不足。本發(fā)明是通過生物材料京尼平或單寧酸進(jìn)行交聯(lián)，加強(qiáng)了蛋白質(zhì)分子間或分子內(nèi)的鍵合作用，改善蛋白質(zhì)塑料的機(jī)械性能和增加材料的強(qiáng)度。植物蛋白質(zhì)塑料加工熱穩(wěn)定性較差，制作的餐具材料過程容易受熱導(dǎo)致性能變化，本發(fā)明采用了可食用的植物環(huán)氧化大豆油、維生素C或維生素E，改善了植物蛋白質(zhì)塑料加工熱穩(wěn)定性。本發(fā)明采用無毒害的生物碳酸鈣作為增強(qiáng)劑，使得蛋白質(zhì)塑料的強(qiáng)度得到提高，加工成型產(chǎn)品外觀具有顯著的仿瓷效果；本發(fā)明采用的各種添加劑使蛋白質(zhì)塑料制作的餐具材料的加工熱穩(wěn)定性、成型流動性、機(jī)械性能和外觀滿足餐具的生產(chǎn)加工各項技術(shù)要求。本發(fā)明是將谷類蛋白質(zhì)材料、熱穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑及交聯(lián)劑按特定的配比及加工方法制為環(huán)保型生物基仿瓷餐具材料。該材料可滿足餐具使用期內(nèi)加熱、高溫清洗的使用需要，在使用3年餐具廢棄后材料將在環(huán)境中自然降解。由于材料中無三聚氰胺和甲醛，微波爐加熱后不會釋放毒性物，解決了目前三聚氰氨一甲醛樹脂仿瓷餐具不能用于微波爐加熱的問題，是一種環(huán)境友好生物高分子材料。為防止材料加工過程的交聯(lián)，在粒料冷卻后與交聯(lián)劑混合均勻后粉碎過程，粉碎溫度控制為低于45°C。
采用本發(fā)明制備的仿瓷餐具材料具有以下優(yōu)點:
1、使用材料為安全的生物質(zhì)材料，制備工藝簡單，可連續(xù)生產(chǎn)； 2、制備的材料可在現(xiàn)有的仿瓷餐具成型加工線上直接應(yīng)用，不增加新生產(chǎn)設(shè)備；
3、生產(chǎn)的仿瓷餐具克服了目前三聚氰氨一甲醛樹脂仿瓷餐具存在的安全衛(wèi)生性、微波爐中不能應(yīng)用問題。
[0010]4、生產(chǎn)的仿瓷餐具廢棄后可生物降解，不污染環(huán)境，有利環(huán)境保護(hù)。
[0011]5、用本發(fā)明的材料制造的餐具外形美觀，色澤鮮艷，表面光潔，組織細(xì)膩，具有陶瓷的質(zhì)感，堅實，不易碎。用本發(fā)明的材料生產(chǎn)的餐具的機(jī)械強(qiáng)度與傳統(tǒng)仿瓷餐具的機(jī)械強(qiáng)度相問。
[0012]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，但并不表示對本發(fā)明的限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝的流程圖1混合機(jī)、2擠出造粒機(jī)、3切粒機(jī)、4儲料箱、5混合機(jī)、6磨粉機(jī)、7分選機(jī)、8包裝機(jī)。
【具體實施方式】
[0014]一種仿瓷餐具用環(huán)保材料及其制備方法，1-5實施方式的組方見表1，具體步驟如下:
(1)按質(zhì)量百分比備下述原料:谷類蛋白質(zhì)塑料65-85%、熱穩(wěn)定劑0.5-5%、增強(qiáng)劑10-30%及交聯(lián)劑0.5-2%，所述的為谷類蛋白質(zhì)塑料中蛋白質(zhì)含量大于85%，所述的為谷類蛋白質(zhì)塑料為大米蛋白質(zhì)塑料、小麥蛋白質(zhì)塑料或玉米蛋白質(zhì)塑料；熱穩(wěn)定劑為環(huán)氧化大豆油、維生素C或維生素E中至少一種；增強(qiáng)劑為生物基鈣材料中至少一種，所述的生物碳酸鈣是牡蠣殼粉，粒度為325-1250目；生物交聯(lián)劑為京尼平或單寧酸中至少一種；
(2)將谷類蛋白質(zhì)塑料與熱穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑加入混合機(jī)1加溫至80-120°C，混合均勻為預(yù)混合料；
(3)預(yù)混合料加入雙螺桿擠出造粒機(jī)2中塑化、混合、由切粒機(jī)3切粒、冷卻為粒料進(jìn)入儲料箱4，塑化溫度為145-185°C ；
(4)粒料與交聯(lián)劑進(jìn)入混合機(jī)5混合均勻，造粒為顆粒型環(huán)保型生物基仿瓷餐具材料；也可將粒料與交聯(lián)劑進(jìn)入混合機(jī)5混合均勻，在磨粉機(jī)6粉碎，經(jīng)分選機(jī)7分選，包裝機(jī)8包裝為粉末型生物基仿瓷餐具材料，所述的粉料粒度至少為100目，粉碎溫度為低于45°C。
[0015](5)檢驗生物基仿瓷餐具材料:拉伸強(qiáng)度為60_85Mpa、斷裂伸長率/%為2_6%、熱變形溫度(0.45MPa) /℃為 145-165°C、沖擊強(qiáng)度 3-10/KJ/m2。
[0016]表1 實施例1- 5原料組成、數(shù)量及檢驗數(shù)據(jù)表
【權(quán)利要求】
1.一種仿瓷餐具用環(huán)保材料，其特征在于，它是由下述質(zhì)量百分比的原料制成:谷類蛋白質(zhì)塑料65-85%、熱穩(wěn)定劑0.5-5%、增強(qiáng)劑10-30%及交聯(lián)劑0.5_2%，其制備方法是將谷類蛋白質(zhì)塑料與熱穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑加溫混合為預(yù)混合料，經(jīng)塑化、混合、造粒、冷卻為粒料，粒料與交聯(lián)劑混合均勻后粉碎加工為生物基仿瓷餐具材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿瓷餐具用環(huán)保材料，其特征在于，所述的谷類蛋白質(zhì)塑料的原料為大米蛋白質(zhì)、小麥蛋白質(zhì)或玉米蛋白質(zhì)中至少一種；所述的熱穩(wěn)定劑為生物基環(huán)氧化大豆油、維生素C或維生素E中至少一種；所述的增強(qiáng)劑為生物碳酸鈣為牡蠣粉，粒度為325-1250目；所述的交聯(lián)劑為生物材料京尼平、單寧酸中至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿瓷餐具用環(huán)保材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: (I)將谷類蛋白質(zhì)塑料與熱穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑加入混合機(jī)加溫至80-120°C，混合均勻為預(yù)混合料； (2 )預(yù)混合料加入雙螺桿擠出造粒機(jī)中塑化、混合、擠出造粒、冷卻為粒料，塑化溫度為145-185°C ； (3)粒料與交聯(lián)劑進(jìn)行混合處理均勻后粉碎為生物基仿瓷餐具材料； (4)生物基仿瓷餐具材料的物理性能:拉伸強(qiáng)度為60-85Mpa、斷裂伸長率/%為2_6%、熱變形溫度(0.45MPa) /V為 145-165°C、沖擊強(qiáng)度 3-10/KJ/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿瓷餐具用環(huán)保材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的粉碎粒度大于或等于 100目， 粉碎溫度為低于45°C。
【文檔編號】C08K3/26GK103881399SQ201210560907
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】劉玉強(qiáng), 顏麗, 周興偉, 王穎臻 申請人:昆明學(xué)院