一種再生納米阻燃塑料的制備方法
【專利摘要】一種再生納米阻燃塑料的制備方法，其特征在于：其原料組分及重量份數(shù)分別為：植物纖維淀粉45-60，甘油4-6、聚乙烯40、聚乳酸20-40、合成樹脂60-80、助劑?10-15、普魯蘭多糖?5-8、抗氧劑?2-4、紫外線吸收劑1-1.5等。
【專利說明】一種再生納米阻燃塑料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種塑料薄膜，特別是一種再生納米阻燃塑料的制備方法。
【背景技術】
[0002]眾所周知，用塑料薄膜制作的塑料袋輕、薄、不透水、強度較大、成本低，是一種很好的包裝材料，塑料袋的使用給人們的生活帶來了極大的方便，使塑料袋的用量越來越大，用過后的廢棄塑料袋不易回收、不易降解，大量的廢棄塑料袋已成為當前污染環(huán)境的一個嚴重的問題。為了減輕塑料薄膜對環(huán)境的污染，人們研發(fā)出了一些環(huán)保型綠色可降解塑料薄膜，如:專利號:200710144500.2，仿紙可降解塑料薄膜及其制作工藝；以及專利號:201110051187.4，可完全生物降解塑料樹脂及其薄膜類制品的方法。這類可降解塑薄膜，其組成成分有薄膜級塑料和可引發(fā)塑料產(chǎn)生降解的組分，如淀粉、碳酸鈣等，這種可降解塑料薄膜是添加型可降解塑料薄膜，添加型可降解塑料薄膜為改善環(huán)境發(fā)揮了一定的積極作用。但這種可降解塑料薄膜加工的工藝性能不好、制成的塑料薄膜產(chǎn)品物性和外觀較差。
[0003]生物降解塑料是治理塑料廢棄物對環(huán)境污染及緩沖石油資源矛盾的有效途徑之一，從食品的包裝袋到農(nóng)用薄膜，再到電子電器產(chǎn)品的外殼，從一次性包裝、食用制品到經(jīng)久耐用產(chǎn)品，生物降解塑料正逐步取代傳統(tǒng)塑料材料，市場前景十分廣闊。據(jù)報道，目前全球研發(fā)的生物降解塑料品種已有幾十種，主要品種有:微生物發(fā)酵合成的聚羥基脂肪酸酯(PHA、PHB、PHBV等)，化學合成的聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯、C02/環(huán)氧化合物共聚物(APC)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)等，天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等。目前已進入中試或批量生產(chǎn)的品種有淀粉基塑料，PHA (PHB、PHBV、PHBH-HX等)、PLA、PBS、APC、改性PVAjg粉/PVA，PLA、PCL等塑料合金及共混物等。
[0004]另外，這種可降解塑料薄膜`的降解需要一定的固定條件，而塑料薄膜廢棄后的環(huán)境，要么是被搞在封閉的垃圾處理系統(tǒng)中，要么就是暴露在條件不固定的自然環(huán)境中，很難保征這種塑料薄膜降解所需要的固定條件，這些降解塑料在大多數(shù)情況下，無論是在垃圾處理系統(tǒng)中還是在自然環(huán)境因為受條件限制而不能很好地降解。已有技術中，沒有能在廢棄后的環(huán)境中，保證降解的可降解塑料薄膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服上述不足，提出一種在廢棄后的環(huán)境中，保證降解的可降解環(huán)保綠色塑料袋制品。
[0006]本發(fā)明的技術方案為:一種生物降解塑料，其特征在于:其原料組分及重量份數(shù)分別為:
植物纖維淀粉45-60，
甘油4-6
聚乙烯40聚乳酸20-40
合成樹脂60-80
助劑10-15
普魯蘭多糖5-8
抗氧劑2-4
紫外線吸收劑 1-1.5 納米阻燃復合物 30-25;
所述的阻燃復合劑的制備方法為:
(1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、納米高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時，過濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時，研磨過篩，得一次改性阻燃復合物；
(2)、將1份一次改性阻燃復合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時。過濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時，研磨過篩，得二次改性阻燃復合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃復合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復合物。
[0007]聚乙烯為低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照質量比2:2:1混料。
[0008]助劑包括增塑劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑，所述增塑劑選用檸檬酸三丁酯、礦物油、乙酸三丁酯、尿素、甲酰胺中的任一種，所述潤滑劑為硬脂酸鎂，所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸三苯酯。
[0009]所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0010]一種制備所述的生物降解塑料的方法，其特征在于:其步驟為:
(1)將植物纖維淀粉、聚乙烯、聚乳酸、合成樹脂、納米阻燃復合物和水預混合后，噴灑進已盛有助劑、普魯蘭多糖、抗氧劑、紫外線吸收劑混合物的高速攪拌混合器中攪拌，得到混合物；
(2)將步驟(1)中得到的混合物放入密煉機中密煉0.5-1小時，再用雙輥筒煉塑機開煉并壓片得到生物降解塑料。
[0011]步驟(1)中所述攪拌時間為3-5分鐘。
[0012]步驟(2)中所述密煉機的轉速設置為60_70r/min。
[0013]步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設置為130_140°C。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
1、本發(fā)明提供的隔氧且可降解塑料薄膜在制備方法上選用目前市場上成熟的改性淀粉可降解塑料母料PBM與Pullulan多糖和薄膜級LDPE共混擠出吹膜，利用LDPE的特點，保證薄膜良好的力學性能；利用PBM和Pullulan的可降解性，實現(xiàn)薄膜材料的環(huán)境友好性；利用Pullulan的高隔氧性，提高薄膜材料的隔氧性；利用淀粉與Pullulan作為糖類物質在結構上的相似性，提高塑料薄膜材料整體的相容性；通過控制LDPE/PBM/PulIulan體系的共混配比，可實現(xiàn)對隔氧性和可降解性等的調控。[0015]2、本發(fā)明提供的隔氧且可降解塑料薄膜在富氧及微生物的作用下會自動分解，廢棄后的薄膜能被自然界中微生物完全降解消化，最終生成二氧化碳和水，較相同厚度的LDPE薄膜隔氧性能可提高40%。本發(fā)明的制備方法工藝簡單、生產(chǎn)效率高、工業(yè)化實施容易、可用普通塑料吹膜機進行生產(chǎn)。本發(fā)明制備的阻燃劑不含鹵素、有機物，無毒環(huán)保，應用前景廣闊；本發(fā)明進行二次改性，這樣的好處是:增加反應活性點，提高改性效果；改性的同時又能蒸除體系中的水分，干燥與改性同時進行，提高了工作效率；納米級硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等自身微孔中存在大量的物理和化學吸附水，在高溫下產(chǎn)生水蒸汽，阻斷氧氣，吸收熱量，達到多重阻燃的功效；強大吸附性能可以有效改善幾種阻燃劑的協(xié)同作用，阻止被阻燃物質溫度升高，提高了阻燃效率；硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等資源豐富，大大降低了阻燃劑的工業(yè)成本，也為凹凸棒土的開發(fā)應用提供了一條新途徑；本發(fā)明采用溶液法超聲波分散及機械高速攪拌器攪拌，使得阻燃劑各自組分在溶液中達到了納米級分散，有效避免了對復合材料的自然氧化，從而使復合材料具有更好的力學性能。復合材料的氧指數(shù)為41抗拉強度為5MPa，斷裂伸長率為120%，降解周期為120天。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體的實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明，但本發(fā)明不限于這些實施例:
實施例1
一種生物降解塑料，其特征在于:其原料組分及重量份數(shù)分別為:
植物纖維淀粉 45-60，
甘油4-6
聚乙烯40
聚乳酸20-40
合成樹脂60-80
助劑10-15
普魯蘭多糖5-8
抗氧劑2-4
紫外線吸收劑 1-1.5 納米阻燃復合物 30-25;
所述的阻燃復合劑的制備方法為:
(1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時，過濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時，研磨過篩，得一次改性阻燃復合物；
(2)、 將1份一次改性阻燃復合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時。過濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時，研磨過篩，得二次改性阻燃復合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃復合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復合物。
[0017]聚乙烯為低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照質量比2:2:1混料。
[0018]助劑包括增塑劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑，所述增塑劑選用檸檬酸三丁酯、礦物油、乙酸三丁酯、尿素、甲酰胺中的任一種，所述潤滑劑為硬脂酸鎂，所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸三苯酯。
[0019]所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0020]一種制備所述的生物降解塑料的方法，其特征在于:其步驟為:
(1)將植物纖維淀粉、聚乙烯、聚乳酸、合成樹脂、納米阻燃復合物和水預混合后，噴灑進已盛有助劑、普魯蘭多糖、抗氧劑、紫外線吸收劑混合物的高速攪拌混合器中攪拌，得到混合物；
(2)將步驟(1)中得到的混合物放入密煉機中密煉0.5-1小時，再用雙輥筒煉塑機開煉并壓片得到生物降解塑料。
[0021]步驟(1)中所述攪拌時間為3-5分鐘。
[0022]步驟(2)中所述密煉機的轉速設置為60_70r/min。
[0023]步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設置為130_140°C。
[0024]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質所作 的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種再生納米阻燃塑料的制備方法，其特征在于:其原料組分及重量份數(shù)分別為: 植物纖維淀粉45-60，甘油4-6聚乙烯40 聚乳酸20-40 PE合成樹脂60-80 助劑10-15甘油5-8 抗氧劑2-4 紫外線吸收劑1-1.5 聚乙二醇2-4 丙三醇2-4 納米阻燃復合物25-30; 所述的納米阻燃復合劑的制備方法為: (1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_ 10:8_10:7_8:5_7 的質量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時，過濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時，研磨過篩，得一次改性阻燃復合物； (2)、將1份一次改性阻燃復合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時。
2.過濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時，研磨過篩，得二次改性阻燃復合物； (3)、將上述1份二次改性阻燃復合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的生物降解塑料，其特征在于:聚乙烯為低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照質量比2:2:1混料。
4.根據(jù)權利要求1所述的生物降解塑料，其特征在于:助劑包括增塑劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑，所述增塑劑選用檸檬酸三丁酯、礦物油、乙酸三丁酯、尿素、甲酰胺中的任一種，所述潤滑劑為硬脂酸鎂，所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸三苯酯。
5.根據(jù)權利要求1所述的生物降解塑料，其特征在于:所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
6.一種制備如權利要求1所述的生物降解塑料的方法，其特征在于:其步驟為: (1)將植物纖維淀粉、聚乙烯、聚乳酸、合成樹脂、納米阻燃復合物和水預混合后，噴灑進已盛有助劑、普魯蘭多糖、抗氧劑、紫外線吸收劑混合物的高速攪拌混合器中攪拌，得到混合物； (2)將步驟(1)中得到的混合物放入密煉機中密煉0.5-1小時，再用雙輥筒煉塑機開煉并壓片得到生物降解塑料。
7.根據(jù)權利要求5所述的生物降解塑料的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(1)中所述攪拌時間為3-5分鐘。
8.根據(jù)權利要求5所述的生物降解塑料的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(2)中所述密煉機的轉速設置為60-70r/min。
9.根據(jù)權利要求5所述的生物降解塑料的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設置為130-14`0°C。
【文檔編號】C08K3/26GK103483623SQ201310430925
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權日:2013年9月22日
【發(fā)明者】周建, 顏玉榮 申請人:蘇州市湘園特種精細化工有限公司