專利名稱：一種復(fù)合全降解材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合全降解材料的制備方法。背景技術(shù)：
我國降解塑料目前開拓的應(yīng)用領(lǐng)域主要有農(nóng)用、包裝和日用一次性消費(fèi)品，開發(fā)的產(chǎn)品主要有地膜、育苗缽、肥料帶、堆肥袋、包裝膜(袋)、食品袋、超市購物袋、垃圾袋、快餐餐具、飲料杯、臺(tái)布、手套、高爾夫球座等。以塑料購物袋為例，中國連鎖經(jīng)營協(xié)會(huì)發(fā)布的《超市節(jié)能問題報(bào)告》指出，按照銷售5萬元商品用1000多個(gè)塑料袋計(jì)算，整個(gè)超市行業(yè)每年消耗的包裝袋費(fèi)用達(dá)50億元，按目前1噸塑料1. 2萬元計(jì)算，超市需要包裝袋重量超過40萬噸；據(jù)中國塑料加工協(xié)會(huì)測算，菜市場、集貿(mào)市場、百貨商店、書店、飲食店、水果攤點(diǎn)等塑料袋的用量一般是超市用量的3倍，約120萬噸；這樣，用于商店包裝購物袋的塑料袋總量約 160萬噸。塑料購物袋在為消費(fèi)者提供便利的同時(shí)，由于過量使用及回收處理不到位等原因，也造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染；據(jù)測算，每生產(chǎn)1噸塑料，需消耗3噸石油，目前， 我國每年隨生活垃圾進(jìn)入填埋場的廢塑料占填埋垃圾重量的;Γ5%，廢塑料在自然條件下不易降解，造成長期的、潛在的生態(tài)環(huán)境問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的復(fù)合全降解材料的制備方法。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種復(fù)合全降解材料的制備方法，以淀粉和納米高嶺土為原料，主要包括如下步驟
(1)將淀粉置于反應(yīng)釜中，添加三偏磷酸鈉作為交聯(lián)劑，加熱反應(yīng)得到交聯(lián)淀粉；
(2)將交聯(lián)淀粉置于高速混合機(jī)中攪拌，加熱至8(Ti0(rc；
(3)將納米高嶺土置于另一高速混合機(jī)中，添加鋁酸酯偶聯(lián)劑和硬脂酸，加熱至 9(Ti0(rc進(jìn)行活化；
(4)將處理后的交聯(lián)淀粉、納米高嶺土和聚乙烯醇在高速混合機(jī)中混合，然后加入聚乙烯蠟和三聚氰胺分散處理；
(5)將混合好的物料在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混、捏合造粒，生產(chǎn)出生物質(zhì)全降解樹脂材料。本發(fā)明將納米高嶺土作為淀粉和聚乙烯醇塑料的填充改性劑，通過分散預(yù)處理， 提高了聚乙烯醇的熱穩(wěn)定性及耐水性，改善了螺桿擠出的加工性能，并在聚乙烯村中產(chǎn)生新晶相，提高了制品的質(zhì)量。本發(fā)明的更優(yōu)方案為
步驟(1)中，三偏磷酸鈉的添加量為淀粉重量的3%，加熱至50°C反應(yīng)lh，得到交聯(lián)淀粉。步驟(2)中，交聯(lián)淀粉的攪拌時(shí)間為5min。步驟(3)中，鋁酸酯偶聯(lián)劑和硬脂酸的添加量均為納米高嶺土重量的1. 5%，活化時(shí)間為5min。步驟(4)中，交聯(lián)淀粉、納米高嶺土和聚乙烯醇的重量配比為4:1:5，聚乙烯蠟的添加量為混合物料重量的2%，三聚氰胺的添加量為混合物料的1%，分散處理溫度為100°C， 時(shí)間為5min。所述淀粉為木薯淀粉。本發(fā)明關(guān)鍵技術(shù)的先進(jìn)性表現(xiàn)在克服了普通生物降解產(chǎn)品在耐高溫、耐濕及膜在高淀粉含量的情況下，干、濕強(qiáng)度不高的特點(diǎn)，使用補(bǔ)強(qiáng)劑、溫強(qiáng)劑及耐寒劑以擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍；另外，產(chǎn)品使用復(fù)合增塑劑有效提高淀粉和聚乙烯醇塑料的耐水性能，納米高嶺土的使用，通過分散預(yù)處理，提高了聚乙烯醇的熱穩(wěn)定性，改善了螺桿擠出的加工性能，并在聚乙烯醇中產(chǎn)生新晶相，提高了制品的質(zhì)量。本發(fā)明通過以上關(guān)鍵技術(shù)，使聚乙烯醇、淀粉、高嶺土納米復(fù)合材料性能上更接近通用塑料，可廣泛用于生產(chǎn)包裝袋(盒)、垃圾袋、日用裝飾品等產(chǎn)品，對聚乙烯醇產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，具有操作簡便，過程連續(xù)，生產(chǎn)效率高且節(jié)省電力，噪音低，生產(chǎn)過程無三廢等特點(diǎn)，符合國家大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求，市場前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益好，適于廣泛推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例
(1)將淀粉置于反應(yīng)釜中，添加三偏磷酸鈉作為交聯(lián)劑，三偏磷酸鈉的添加量為淀粉重量的3%，加熱至50°C反應(yīng)lh，得到交聯(lián)淀粉；
(2)將交聯(lián)淀粉置于高速混合機(jī)中攪拌5min，加熱至SCTlOCTC；
(3)將納米高嶺土置于另一高速混合機(jī)中，添加鋁酸酯偶聯(lián)劑和硬脂酸，加熱至 9(T10(TC進(jìn)行活化，鋁酸酯偶聯(lián)劑和硬脂酸的添加量均為納米高嶺土重量的1. 5%，活化時(shí)間為5min ；
(4)將處理后的交聯(lián)淀粉、納米高嶺土和聚乙烯醇在高速混合機(jī)中混合，然后加入聚乙烯蠟和三聚氰胺分散處理，交聯(lián)淀粉、納米高嶺土和聚乙烯醇的重量配比為4:1:5，聚乙烯蠟的添加量為混合物料重量的2%，三聚氰胺的添加量為混合物料的1%，分散處理溫度為 100°C，時(shí)間為 5min ；
(5)將混合好的物料在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混、捏合造粒，生產(chǎn)出生物質(zhì)全降解樹脂材料。本發(fā)明的主要特點(diǎn)為
(1)采用交聯(lián)淀粉以降低材料的吸濕性，淀粉采用木薯淀粉，基于微波輻射固相合成技術(shù)研究開發(fā)出交聯(lián)淀粉的制備工藝，確定最佳反應(yīng)條件，微波固相合成較傳統(tǒng)淀粉乳液合成方法節(jié)省反應(yīng)時(shí)間約500倍，且工藝過程無廢水排放。(2)借助差示掃描量熱法(DSC)研究了聚乙烯醇、淀粉、高嶺土納米復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)，研究納米高嶺土對聚乙烯醇有異相成核作用，提高晶體的完善程度，使材料中聚乙烯醇的結(jié)晶速率增加，從而提高結(jié)晶度。(2)該樹脂在不改變原來塑料制品生產(chǎn)廠家設(shè)備的條件下，可采用原吹塑、注塑、壓延拉片等工藝生產(chǎn)出具有生物質(zhì)降解功能的多種塑料制品，可廣泛用于生產(chǎn)包裝袋(盒)、垃圾袋、日用裝飾品等產(chǎn)品。 (4)本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，具有操作簡便，過程連續(xù)，生產(chǎn)效率高且節(jié)省電力，噪音低， 生產(chǎn)過程無三廢等特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合全降解材料的制備方法，以淀粉和納米高嶺土為原料，其特征為，主要包括如下步驟(1)將淀粉置于反應(yīng)釜中，添加三偏磷酸鈉作為交聯(lián)劑，加熱反應(yīng)得到交聯(lián)淀粉；(2)將交聯(lián)淀粉置于高速混合機(jī)中攪拌，加熱至8(Ti0(rc；(3)將納米高嶺土置于另一高速混合機(jī)中，添加鋁酸酯偶聯(lián)劑和硬脂酸，加熱至 9(Ti0(rc進(jìn)行活化；(4)將處理后的交聯(lián)淀粉、納米高嶺土和聚乙烯醇在高速混合機(jī)中混合，然后加入聚乙烯蠟和三聚氰胺分散處理；(5)將混合好的物料在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混、捏合造粒，生產(chǎn)出生物質(zhì)全降解樹脂材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合全降解材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中，三偏磷酸鈉的添加量為淀粉重量的3%，加熱至50°C反應(yīng)lh，得到交聯(lián)淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合全降解材料的制備方法，其特征在于步驟(2)中，交聯(lián)淀粉的攪拌時(shí)間為5min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合全降解材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中，鋁酸酯偶聯(lián)劑和硬脂酸的添加量均為納米高嶺土重量的1. 5%，活化時(shí)間為5min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合降解材料的制備方法，其特征在于步驟(4)中，交聯(lián)淀粉、納米高嶺土和聚乙烯醇的重量配比為4:1:5，聚乙烯蠟的添加量為混合物料重量的2%， 三聚氰胺的添加量為混合物料的1%，分散處理溫度為100°C，時(shí)間為5min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合降解材料的制備方法，其特征在于所述淀粉為木薯淀粉。
全文摘要
本發(fā)明屬于復(fù)合材料生產(chǎn)領(lǐng)域，特別公開了一種復(fù)合全降解材料的制備方法。本發(fā)明將納米高嶺土作為淀粉和聚乙烯醇塑料的填充改性劑，通過分散預(yù)處理，提高了聚乙烯醇的熱穩(wěn)定性及耐水性，改善了螺桿擠出的加工性能，并在聚乙烯村中產(chǎn)生新晶相，提高了制品的質(zhì)量。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，具有操作簡便，過程連續(xù)，生產(chǎn)效率高且節(jié)省電力，噪音低，生產(chǎn)過程無三廢等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08L29/04GK102504455SQ201110344659
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者萬向毅, 劉豐田, 王保民 申請人:山東省塑料研究開發(fā)中心