本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用改性淀粉來(lái)生產(chǎn)發(fā)泡塑料的方法。

背景技術(shù)：

石油基泡沫塑料在生活中的大量使用，在給人類帶來(lái)便利的同時(shí)，對(duì)環(huán)境也造成了及其嚴(yán)重的負(fù)面影響。舍棄的泡沫塑料難以降解，并且還含有大量的有毒物質(zhì)，不僅給陸地，還給海洋等生態(tài)環(huán)境造成非常嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。因此近年來(lái)，人們一直在研究開(kāi)發(fā)各種能夠降解的對(duì)自然環(huán)境不會(huì)造成負(fù)擔(dān)的生物基發(fā)泡塑料。目前，用聚乳酸材料來(lái)生產(chǎn)發(fā)泡塑料產(chǎn)品已有許多比較成熟的技術(shù)。如公開(kāi)號(hào)為cn1544525a的一種可生物降解的聚乳酸泡沫塑料制備方法；公告號(hào)為cn103642185a的聚乳酸泡沫材料及其制備方法，等等。前述技術(shù)制造的泡沫塑料雖然能夠生物降解，但是由于價(jià)格原因，用上述方法制得的泡沫塑料的市場(chǎng)推廣難度較大。為降低成本，也有不少技術(shù)利用淀粉作為泡沫塑料的原料來(lái)生產(chǎn)泡沫塑料。cn01132749.9公開(kāi)了一種淀粉基生物降解泡沫塑料制備方法，該方法中泡沫塑料的原料包括丙烯酸淀粉酯、苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、助劑；cn200610069806.1公開(kāi)了一種利用eva、pe和淀粉復(fù)合發(fā)泡材料的制備方法，該方法是以eva、pe為主要原料，以淀粉及無(wú)機(jī)粉料為輔料，并配以甘油、交聯(lián)劑、發(fā)泡劑ac和表面改性劑來(lái)制備泡沫塑料。上述技術(shù)雖然利用了淀粉作為泡沫塑料的原料，但是在技術(shù)中加入了較大量的石油基塑料，這嚴(yán)重影響了所生產(chǎn)的泡沫塑料的降解性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了彌補(bǔ)上述技術(shù)方案的缺陷，本發(fā)明提供了一種新的用改性淀粉生產(chǎn)可生物降解發(fā)泡塑料的方法。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用丙烯酸甲酯接枝改性淀粉來(lái)生產(chǎn)可生物降解發(fā)泡塑料的方法，其特征在于，有以下步驟構(gòu)成：

a.將淀粉和丙烯酸甲酯進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，制得改性淀粉，丙烯酸甲酯含量不大于30wt％；

b.調(diào)整改性淀粉的含水量，使水分含量為15-30wt％；

c.將b步驟得到的改性淀粉通過(guò)擠出機(jī)擠出造粒；

d.將c步驟得到的粒料干燥至含水量不超過(guò)3wt％，得到粒一；

e.選取可完全生物降解樹(shù)脂粒料進(jìn)行干燥處理,得到粒二；

f.將粒一和粒二按比例混合放入擠出機(jī)料斗，進(jìn)行物理發(fā)泡，得到可生物降解的發(fā)泡塑料。

優(yōu)選的，其中所述步驟c中,擠出機(jī)口模溫度不超過(guò)60℃。

優(yōu)選的，擠出機(jī)上設(shè)有排氣口，擠出機(jī)加熱區(qū)溫度不超過(guò)120℃。

優(yōu)選的，其中所述步驟d中，干燥溫度為不超過(guò)60℃。

優(yōu)選的，其中所述步驟e中，所述可完全生物降解樹(shù)脂為聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇、聚丁二酸-丁二醇、聚丁二酸-己二酸-丁二醇、聚對(duì)苯二甲酸-丁二酸-丁二醇中的一種或幾種的組合。

優(yōu)選的，其中所述步驟f中，粒二所占重量百分比為10--50wt％。

優(yōu)選的，其中所述步驟f中，還加入馬來(lái)酸酐和過(guò)氧化苯甲酰。

優(yōu)選的，其中馬來(lái)酸酐所占重量百分比為1-3％，過(guò)氧化苯甲酰所占重量百分比為0.1-0.5％。

優(yōu)選的，其中所述步驟f中，物理發(fā)泡劑為丁烷或正戊烷。

優(yōu)選的，其中所述步驟f中，物理發(fā)泡劑為氮?dú)饣蚨趸肌?/p>

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種用丙烯酸甲酯接枝改性淀粉來(lái)生產(chǎn)可生物降解發(fā)泡塑料的方法，該方法是先將淀粉進(jìn)行了接枝改性，然后再和可生物降解樹(shù)脂進(jìn)行加工發(fā)泡。用該發(fā)明所生產(chǎn)的發(fā)泡塑料因?yàn)槠渲饕煞质堑矸郏⑶宜砑拥臉?shù)脂也是可生物降解的，因此，該發(fā)泡塑料能夠進(jìn)行生物降解。其次，本發(fā)明將聚丁二酸丁二醇等材料用于到了發(fā)泡塑料領(lǐng)域；最后，該發(fā)明所涉及的發(fā)泡塑料因?yàn)槭褂昧溯^大量的低成本的淀粉，所以產(chǎn)品具有很好的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)性和廣闊的市場(chǎng)前景。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但這些實(shí)施實(shí)例僅在于舉例說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定。

實(shí)施例一

將9000g玉米淀粉放入盛有20000g去離子水的攪拌反應(yīng)釜中，攪拌均勻后加入1000g丙烯酸甲酯，然后再向攪拌反應(yīng)釜中加入催化劑硝酸鈰銨，繼續(xù)攪拌，直至反應(yīng)2-3小時(shí)。將反應(yīng)產(chǎn)物從攪拌反應(yīng)釜中導(dǎo)出并放入離心機(jī)中去水，即得改性淀粉，將改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量至20wt％。然后將該含水量的改性淀粉通過(guò)直接抽氣式單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒。其中擠出機(jī)轉(zhuǎn)速20r/min，長(zhǎng)徑比為40，溫度設(shè)置為加料段90℃、第一壓縮段115℃、第一均化段115℃、排氣段100℃、第二壓縮段120℃、第二均化段110℃。

將所得粒料放入干燥器，設(shè)置干燥溫度為60℃，干燥8小時(shí)，得到粒一。

將聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥溫度為80℃，干燥12小時(shí)，得到粒二。

取60重量份的粒一和40重量份的粒二混合均勻放入發(fā)泡機(jī)(本實(shí)施例選用的是珍珠棉發(fā)泡機(jī)，其中擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比為55，螺桿轉(zhuǎn)速為5-50r/min,加熱溫度設(shè)置為90℃、110℃、130℃、130℃、120℃，發(fā)泡劑為丁烷)料斗，與此同時(shí)，取1重量份的馬來(lái)酸酐和0.1重量份的過(guò)氧化苯甲?；旌虾蟀幢壤鶆蚣尤霐D出機(jī)，上述物料在擠出機(jī)中隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)和加熱裝置加熱，歷經(jīng)混料、融化、均化、丁烷氣體注入、混合均化、擠出、冷卻成型、定徑切剖、成品等過(guò)程，得到可生物降解發(fā)泡塑料制品。

實(shí)例二

將8000g玉米淀粉放入盛有20000g去離子水的攪拌反應(yīng)釜中，攪拌均勻后加入2000g丙烯酸甲酯，然后再向攪拌反應(yīng)釜中加入催化劑硝酸鈰銨，繼續(xù)攪拌，直至反應(yīng)2-3小時(shí)。將反應(yīng)產(chǎn)物從攪拌反應(yīng)釜中導(dǎo)出并放入離心機(jī)中去水，即得改性淀粉，將改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量至25wt％。然后將該含水量的改性淀粉通過(guò)直接抽氣式單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒。其中擠出機(jī)轉(zhuǎn)速20r/min，長(zhǎng)徑比為40，溫度設(shè)置為加料段90℃、第一壓縮段115℃、第一均化段115℃、排氣段100℃、第二壓縮段120℃、第二均化段110℃。

將所得粒料放入干燥器，設(shè)置干燥溫度為60℃，干燥12小時(shí)，得到粒一。

將聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥溫度為90℃，干燥10小時(shí)，得到粒二。

取80重量份的粒一和20重量份的粒二混合均勻放入發(fā)泡機(jī)(本實(shí)施例選用的是珍珠棉發(fā)泡機(jī)，其中擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比為55，螺桿轉(zhuǎn)速為5-50r/min,加熱溫度設(shè)置為90℃、110℃、130℃、130℃、120℃，發(fā)泡劑為丁烷)料斗，與此同時(shí)，取2重量份的馬來(lái)酸酐和0.3重量份的過(guò)氧化苯甲酰混合后按比例均勻加入擠出機(jī)，上述物料在擠出機(jī)中隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)和加熱裝置加熱，歷經(jīng)混料、融化、均化、丁烷氣體注入、混合均化、擠出、冷卻成型、定徑切剖、成品等過(guò)程，得到可生物降解發(fā)泡塑料制品。

實(shí)施例三

將9250g玉米淀粉放入盛有20000g去離子水的攪拌反應(yīng)釜中，攪拌均勻后加入750g丙烯酸甲酯，然后再向攪拌反應(yīng)釜中加入催化劑硝酸鈰銨，繼續(xù)攪拌，直至反應(yīng)2-3小時(shí)。將反應(yīng)產(chǎn)物從攪拌反應(yīng)釜中導(dǎo)出并放入離心機(jī)中去水，即得改性淀粉，將改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量至16wt％。然后將該含水量的改性淀粉通過(guò)直接抽氣式單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒。其中擠出機(jī)轉(zhuǎn)速20r/min，長(zhǎng)徑比為40，溫度設(shè)置為加料段90℃、第一壓縮段115℃、第一均化段115℃、排氣段100℃、第二壓縮段120℃、第二均化段110℃。

將所得粒料放入干燥器，設(shè)置干燥溫度為55℃，干燥12小時(shí)，得到粒一。

將聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥溫度為90℃，干燥10小時(shí)，得到粒二。

取55重量份的粒一和45重量份的粒二混合均勻放入發(fā)泡機(jī)(本實(shí)施例選用的是珍珠棉發(fā)泡機(jī)，其中擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比為55，螺桿轉(zhuǎn)速為5-50r/min,加熱溫度設(shè)置為90℃、110℃、130℃、130℃、120℃，發(fā)泡劑為丁烷)料斗，與此同時(shí)，取1.5重量份的馬來(lái)酸酐和0.2重量份的過(guò)氧化苯甲?；旌虾蟀幢壤鶆蚣尤霐D出機(jī)，上述物料在擠出機(jī)中隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)和加熱裝置加熱，歷經(jīng)混料、融化、均化、丁烷氣體注入、混合均化、擠出、冷卻成型、定徑切剖、成品等過(guò)程，得到可生物降解發(fā)泡塑料制品。

實(shí)施例四

將7300g玉米淀粉放入盛有20000g去離子水的攪拌反應(yīng)釜中，攪拌均勻后加入2700g丙烯酸甲酯，然后再向攪拌反應(yīng)釜中加入催化劑硝酸鈰銨，繼續(xù)攪拌，直至反應(yīng)2-3小時(shí)。將反應(yīng)產(chǎn)物從攪拌反應(yīng)釜中導(dǎo)出并放入離心機(jī)中去水，即得改性淀粉，將改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量至30wt％。然后將該含水量的改性淀粉通過(guò)直接抽氣式單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒。其中擠出機(jī)轉(zhuǎn)速20r/min，長(zhǎng)徑比為40，溫度設(shè)置為加料段90℃、第一壓縮段115℃、第一均化段115℃、排氣段100℃、第二壓縮段120℃、第二均化段110℃。

將所得粒料放入干燥器，設(shè)置干燥溫度為60℃，干燥24小時(shí)，得到粒一。

將聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥溫度為70℃，干燥15小時(shí)，得到粒二。

取90重量份的粒一和10重量份的粒二混合均勻放入發(fā)泡機(jī)(本實(shí)施例選用的是珍珠棉發(fā)泡機(jī)，其中擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比為55，螺桿轉(zhuǎn)速為5-50r/min,加熱溫度設(shè)置為90℃、110℃、130℃、130℃、120℃，發(fā)泡劑為丁烷)料斗，與此同時(shí)，取3重量份的馬來(lái)酸酐和0.5重量份的過(guò)氧化苯甲?；旌虾蟀幢壤鶆蚣尤霐D出機(jī)，上述物料在擠出機(jī)中隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)和加熱裝置加熱，歷經(jīng)混料、融化、均化、丁烷氣體注入、混合均化、擠出、冷卻成型、定徑切剖、成品等過(guò)程，得到可生物降解發(fā)泡塑料制品。

實(shí)施例五

本實(shí)施例通過(guò)連續(xù)擠出成型法生產(chǎn)微孔泡沫塑料，發(fā)泡劑為二氧化碳。

將8000g玉米淀粉放入盛有20000g去離子水的攪拌反應(yīng)釜中，攪拌均勻后加入2000g丙烯酸甲酯，然后再向攪拌反應(yīng)釜中加入催化劑硝酸鈰銨，繼續(xù)攪拌，直至反應(yīng)2-3小時(shí)。將反應(yīng)產(chǎn)物從攪拌反應(yīng)釜中導(dǎo)出并放入離心機(jī)中去水，即得改性淀粉，將改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量25wt％。然后將該含水量的改性淀粉通過(guò)直接抽氣式單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒。其中擠出機(jī)轉(zhuǎn)速20r/min，長(zhǎng)徑比為40，溫度設(shè)置為加料段90℃、第一壓縮段115℃、第一均化段115℃、排氣段100℃、第二壓縮段120℃、第二均化段110℃。

將所得粒料放入干燥器，設(shè)置干燥溫度為60℃，干燥10小時(shí)，得到粒一。

將聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥溫度為90℃，干燥10小時(shí)，得到粒二。

擠出機(jī)為專用于微孔發(fā)泡的擠出機(jī)，與普通擠出機(jī)相比，螺腔內(nèi)，螺桿后部連接靜態(tài)混合器，靜態(tài)混合器連接快速釋壓噴嘴。具體發(fā)泡過(guò)程為：取70重量份的粒一和30重量份的粒二混合均勻放入擠出機(jī)料斗，與此同時(shí)，取2重量份的馬來(lái)酸酐和0.5重量份的過(guò)氧化苯甲?；旌虾蟀幢壤鶆蚣尤霐D出機(jī)料斗，所加物料因螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)和加熱裝置加熱，歷經(jīng)混料、融化、均化、超臨界二氧化碳注入、二氧化碳與熔融物料在靜態(tài)混合器中混合均化、混料通過(guò)快速釋壓噴嘴進(jìn)入成型裝置、最后經(jīng)定型裝置得到降解發(fā)泡塑料制品。

實(shí)施例六

將9000g玉米淀粉放入盛有20000g去離子水的攪拌反應(yīng)釜中，攪拌均勻后加入1000g丙烯酸甲酯，然后再向攪拌反應(yīng)釜中加入催化劑硝酸鈰銨，繼續(xù)攪拌，直至反應(yīng)2-3小時(shí)。將反應(yīng)產(chǎn)物從攪拌反應(yīng)釜中導(dǎo)出并放入離心機(jī)中去水，即得改性淀粉，將改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量至20wt％。然后將該含水量的改性淀粉通過(guò)單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒。其中擠出機(jī)轉(zhuǎn)速20r/min，長(zhǎng)徑比為40，擠出機(jī)加熱設(shè)置關(guān)閉，擠出機(jī)工作溫度為常溫。

將所得粒料放入干燥器，設(shè)置干燥溫度為60℃，干燥8小時(shí)，得到粒一。

將聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥溫度為80℃，干燥12小時(shí)，得到粒二。

取60重量份的粒一和40重量份的粒二混合均勻放入發(fā)泡機(jī)(本實(shí)施例選用的是珍珠棉發(fā)泡機(jī)，其中擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比為55，螺桿轉(zhuǎn)速為5-50r/min,加熱溫度設(shè)置為90℃、110℃、130℃、130℃、120℃，發(fā)泡劑為丁烷)料斗，與此同時(shí)，取1重量份的馬來(lái)酸酐和0.1重量份的過(guò)氧化苯甲?；旌虾蟀幢壤鶆蚣尤霐D出機(jī)，上述物料在擠出機(jī)中隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)和加熱裝置加熱，歷經(jīng)混料、融化、均化、丁烷氣體注入、混合均化、擠出、冷卻成型、定徑切剖、成品等過(guò)程，得到可生物降解發(fā)泡塑料制品。

實(shí)施例七

重復(fù)上述實(shí)施例，并由聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇、聚丁二酸-己二酸-丁二醇、聚對(duì)苯二甲酸-丁二酸-丁二醇或者其組合來(lái)替代聚丁二酸丁二醇，可通過(guò)同樣方法制得改性淀粉和聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇、聚丁二酸-丁二醇、聚丁二酸-己二酸-丁二醇、聚對(duì)苯二甲酸-丁二酸-丁二醇復(fù)合的可生物降解發(fā)泡塑料。

根據(jù)本發(fā)明所涉及的用改性淀粉生產(chǎn)可生物降解發(fā)泡塑料的方法，可以生產(chǎn)泡沫板材、片材及泡沫填充粒等泡沫材料。