專利名稱:生物降解塑料母料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于生物降解工程系列,特別涉及一種生物降解塑料母料的制備方法。
解決塑料污染和公害早已成為國(guó)內(nèi)外許多專家研究和關(guān)注的問(wèn)題,因此研究和開(kāi)發(fā)降解塑料的新型產(chǎn)品已成為解決污染,治理環(huán)保的重要課題,逐漸被人們認(rèn)識(shí)和接受。而目前開(kāi)發(fā)的選用淀粉作為生物降解塑料原料的廠家,大多是對(duì)淀粉未進(jìn)行改性處理或僅是進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后,作為添加劑添加到PE中,不利于淀粉與PE樹(shù)脂相容,淀粉含水份較高,粒徑較大,再則不進(jìn)行細(xì)化覆羥改性處理,會(huì)造成制品中淀粉含量低,降解速度慢,物理性能差相對(duì)成本較高的缺陷。
本發(fā)明的目的旨在提供一種淀粉和樹(shù)脂極易相容,制品中淀粉相對(duì)含量較高,成本較低,降解容易,使用性能良好的生物降解塑料母料的制備方法,以克服現(xiàn)有技術(shù)中不足。
本發(fā)明的技術(shù)方案是以如下方案實(shí)現(xiàn)的一種生物降解塑料母料的制備方法,其特征在于它包括變性淀粉的制備和降解母料的制備,(一)變性淀粉的制備方法依次如下(1)工業(yè)淀粉干燥處理使其水份低于0.5%以下,它可選擇兩種干燥方式a、干式脫水法,采用強(qiáng)力干燥機(jī)脫水,加熱溫度160-170℃,干燥后淀粉加入工業(yè)白油或高沸點(diǎn)溶劑油用量為淀粉量的100-200%和粒度阻聚劑,其用量為淀量的1-5%制成漿料待用;b、液相脫水法,首先將是淀粉量的100-200%工業(yè)白油或高沸點(diǎn)溶劑油與淀粉配制成漿料,同時(shí)加入是淀粉量的1-5%的粒度阻聚劑,將漿料輸送到真空夾套內(nèi)通有導(dǎo)熱油的反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行真空脫水,真空系統(tǒng)壓力為0.05-0.095MPa,漿料溫度90℃-180℃,(2)淀粉漿微細(xì)化處理,使其粒徑達(dá)到10μ以下,它可選擇兩種方式a、均質(zhì)機(jī)細(xì)化均質(zhì)機(jī)壓力在400-800Kg,細(xì)化粒徑達(dá)10μ以下,b、砂磨機(jī)細(xì)化經(jīng)砂磨處理后淀粉細(xì)度達(dá)10μ以下,(3)淀粉漿離心分離采用離心機(jī)將淀粉與油相液體分離,分離出淀粉濾餅,(4)覆羥改性將上述(3)的淀粉濾餅投放到高速混合機(jī)中,待溫度達(dá)到100-120℃后加入覆羥改性劑其加量為淀粉的1-5%,同時(shí)加入氧化促降劑和潤(rùn)滑劑其加量分別為淀粉量的1-10%,混合10--20分鐘,溫度130-170℃,出料后成為變性淀粉SMA,(二)降解母料的制備方法依次如下(1)冷混將上述變性淀粉加入到低速混合機(jī)中與加量為淀粉用量的50-80%的樹(shù)脂冷混,同時(shí)加入加量是淀粉用量的1-10%的增塑劑,加量分別是淀粉用量1-5%的潤(rùn)滑劑和促降劑,攪拌10-30分鐘后出料備造粒用(2)造粒選用長(zhǎng)徑的雙螺桿擠出機(jī)將上述(二)(1)中備料進(jìn)行造粒即可得到淀粉含量達(dá)75%以上具有生物降解用的母料。
上述(1)中的粒度阻聚劑采用的是陰離子表面活性劑。
上述(4)中的覆羥改性劑可選用鋁酸化合物,氧化促降劑可選用環(huán)氧乙酰蓖麻油、玉米油或環(huán)氧大豆油;潤(rùn)滑劑可選用白油、硬脂酸、聚乙烯蠟或氧化聚乙烯。
上述(二)(1)中所述的樹(shù)脂可選用LDPE,HDPE,LLDPE或低分子聚乙烯。
上述(二)(1)中所述的增塑劑可選用己二酸二辛酯,癸二酸二辛酯,鄰苯二甲酸二辛酯。
本發(fā)明的特點(diǎn)是淀粉改性處理后成為變性淀粉SMA,其含水份低于0.5%,細(xì)度低于10μ,達(dá)到與聚乙烯樹(shù)脂相容,極易在自然條件下被微生物侵蝕,聚乙烯中改性淀粉加入量越大,微生物消耗淀粉并在塑料淀粉中產(chǎn)生空洞也越多,降解也就越容易。因此制品中本淀粉含量可高達(dá)75%以上,成本大大低于PE樹(shù)脂,同時(shí)在制品中母料加入量可高達(dá)80%左右,降解容易,且物理性能滿足使用要求。
下面結(jié)合實(shí)施例詳述本發(fā)明實(shí)施例1,稱取2000Kg含水量12%左右的玉米淀粉加入到5000立升帶導(dǎo)熱油夾套的真空反應(yīng)釜中,邊加攪拌邊加入2000Kg白油,加入40Kg陰離子表面活性劑作為粒度阻聚劑,其作用是阻止淀粉在脫水過(guò)程中積集及淀粉中的水份易使淀粉糊化的發(fā)生,開(kāi)始升溫并打開(kāi)真空系統(tǒng),系統(tǒng)壓力由0.05MPa到0.095MPa,溫度逐步升高,最高溫度掌握在90-180℃之間,待水份脫凈后(水份低于0.5%以下),停止抽空。冷卻,將脫水后的漿料,放到砂磨機(jī)進(jìn)行砂磨處理或經(jīng)均質(zhì)機(jī)進(jìn)行微細(xì)化,均質(zhì)機(jī)壓力為400-800Kg,細(xì)化后的淀粉細(xì)度達(dá)10μ以下,其細(xì)化目的增大表面活化面積,有利于淀粉覆羥改性及生產(chǎn)薄度為0.008mm的超薄薄膜,選用三足離心機(jī)進(jìn)行甩干及淀粉與油相液體分離,分離出淀粉濾餅進(jìn)行高混,高混釜內(nèi)加入覆羥改性劑鋁酸化合物40Kg進(jìn)行覆羥改性,目的改善聚乙烯與超細(xì)淀粉間的共混性,提高了淀粉在基料中的分散和采油性,保證淀粉與PE相容,同時(shí)加入氧化促降劑環(huán)氧乙酰蓖麻油100Kg,其作用當(dāng)與土壤或水中的鹽類接觸時(shí),在陽(yáng)光、熱、氧以及自身氧化劑的作用下,變成過(guò)氧化物,產(chǎn)生侵襲塑料分子結(jié)構(gòu)的游離基和生成多種含氧化合物,導(dǎo)致高聚物的氧化斷裂,使高聚物分子量下降到能被微生物同化的水平,和潤(rùn)滑劑白油100Kg混合10-20分鐘,溫度150℃,出料成為變性淀粉SMA。將上述變性淀粉SMA放入低速冷混釜內(nèi)與1300Kg的PE樹(shù)脂相混,PE樹(shù)脂根據(jù)生產(chǎn)要求可選用LDPE,HDPE,LLDPE及低分布聚乙烯,并加入100Kg增塑劑己二酸二辛酯,目的增加制品的塑性賦予制品柔韌性和分別加入40Kg的潤(rùn)滑劑和促降劑,攪拌20分鐘出料備造粒用,選用螺桿直徑80厘米,長(zhǎng)徑比48的雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒,即可得到淀粉含量達(dá)75%以上,具有生物降解塑料用的母料。
實(shí)施例2,將2000Kg米淀粉連續(xù)向兩組串聯(lián)帶有導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的強(qiáng)力干燥機(jī)內(nèi)送料,加熱溫度160℃,經(jīng)過(guò)兩級(jí)干燥后再經(jīng)冷卻,淀粉含水量低于0.5%以下,干燥后淀粉,加入2000Kg高沸點(diǎn)溶劑油攪拌成漿料,通過(guò)砂磨機(jī)研磨微細(xì)化,使淀粉粒徑達(dá)10μ以下,再進(jìn)行離心甩干,所得濾餅進(jìn)行高混,冷混工藝配方同上例,選用長(zhǎng)徑比48的雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒,即可得到具有生物降解塑料的母料。
權(quán)利要求
1.一種生物降解塑料母料的制備方法,其特征在于它包括變性淀粉的制備和降解母料的制備(一)變性淀粉的制備方法依次如下(1)工業(yè)淀粉干燥處理,使其水份低于0.5%以下,它可選擇兩種干燥方式a、干式脫水法,采用強(qiáng)力干燥機(jī)脫水,加熱溫度160-170℃,干燥后淀粉加入工業(yè)白油或高沸點(diǎn)溶劑油用量為淀粉量的100-200%和粒度阻聚劑,其用量為淀量的1-5%制成漿料待用;b、液相脫水法,首先將是淀粉量的100-200%工業(yè)白油或高沸點(diǎn)溶劑油與淀粉配制成漿料,同時(shí)加入是淀粉量的1-5%的粒度阻聚劑,將漿料輸送到真空夾套內(nèi)通有導(dǎo)熱油的反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行真空脫水,真空系統(tǒng)壓力為0.05-0.095MPa,漿料溫度90℃-180℃,(2)淀粉漿微細(xì)化處理,使其粒徑達(dá)到10μ以下,它可選擇兩種方式a、均質(zhì)機(jī)細(xì)化均質(zhì)機(jī)壓力在400-800Kg,細(xì)化粒徑達(dá)10μ以下;b、砂磨機(jī)細(xì)化經(jīng)砂磨處理后淀粉細(xì)度達(dá)10μ以下,(3)淀粉漿離心分離采用離心機(jī)將淀粉與油相液體分離,分離出淀粉濾餅,(4)覆羥改性將上述(3)的淀粉濾餅投放到高速混合機(jī)中,待溫度達(dá)到100-120℃后加入覆羥改性劑其加量為淀粉的1-5%,同時(shí)加入氧化促降劑和潤(rùn)滑劑其加量分別為淀粉量的1-10%,混合10-20分鐘,溫度130-170℃,出料后成為變性淀粉SMA,(二)降解母料的制備方法依次如下(1)冷混將上述變性淀粉加入到低速混合機(jī)中與加量為淀粉用量的50-80%的樹(shù)脂冷混,同時(shí)加入加量是淀粉用量的1-10%的增塑劑,加量分別是淀粉用量1-5%的潤(rùn)滑劑和促降劑,攪拌10-30分鐘后出料備造粒用,(2)造粒選用長(zhǎng)徑的雙螺桿擠出機(jī)將上述(二)(1)中備料進(jìn)行造粒即可得到淀粉含量達(dá)75%以上具有生物降解用的母料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解塑料母料的制備方法,其特征在于上述(1)中的粒度阻聚劑采用的是陰離子表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解塑料母料的制備方法,其特征在于上述(4)中的覆羥改性劑可選用鋁酸化合物,氧化促降劑可選用環(huán)氧乙酰蓖麻油、玉米油或環(huán)氧大豆油;潤(rùn)滑劑可選用白油、硬脂酸、聚乙烯蠟或氧化聚乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解塑料母料的制備方法,其特征在于上述(二)(1)中所述的樹(shù)脂可選用LDPE,HDPE,LLDPE或低分子聚乙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解塑料母料的制備方法,其特征在于上述(二)(1)中所述的增塑劑可選用己二酸二辛酯,癸二酸二辛酯,鄰苯二甲酸二辛酯。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生物降解塑料母料的制備方法,它包括變性淀粉的制備和降解母料的制備,變性淀粉的制備又包括干燥、微細(xì)化、離心分離和淀粉的覆羥改性處理;降母母料的制備包括冷混、造粒即可制得降解塑料用的生物降解塑料的母料;本發(fā)明具有成本低,淀粉和樹(shù)脂極易相容,制品中淀粉含量較高,降解容易的顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08L3/00GK1232834SQ9910072
公開(kāi)日1999年10月27日 申請(qǐng)日期1999年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月11日
發(fā)明者劉嘉藩 申請(qǐng)人:天津丹海股份有限公司