一種生物納米塑料的制作方法
【專利摘要】一種生物納米塑料，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等。
【專利說明】一種生物納米塑料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種塑料薄膜，特別是一種生物納米塑料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯作為一種通用塑料，具有許多優(yōu)良的性能，但是因機械強度低、耐熱性差、收縮形變大、抗蠕變性差等缺陷，在應(yīng)用上，特別是作為結(jié)構(gòu)材料，受到很大限制，不能作為高性能的工程塑料。因此，對聚丙烯進(jìn)行改性，使之工程化就成為一個重要的研究課題。
[0003]滑石粉是一種由層狀硅酸鹽晶體組成的礦物，采用滑石粉填充的PP，耐熱性好，收縮率低，尺寸穩(wěn)定性好，硬度高。滑石粉填充PP復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于汽車部件及日常用品的生產(chǎn)，其產(chǎn)品與未填充滑石粉的PP相比具有良好的表觀質(zhì)量、低的收縮率和較高的熱變形溫度，然而由于兩相界面的親和性不強，滑石粉的直接填充往往導(dǎo)致一些力學(xué)性能的下降，從而使復(fù)合材料的應(yīng)用受到限制。對其進(jìn)行表面改性處理可有效地改進(jìn)滑石粉與聚合物的界面親和性，提高聚合物對滑石粉的潤濕能力，改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散狀態(tài)，從而提高復(fù)合材料的物理力學(xué)性能。
[0004]面對日益猖獗的致病細(xì)菌的危害，人類不斷在抗菌方面進(jìn)行研究和探索。從最初的短效消毒到長效抗菌產(chǎn)品的使用。特別是禽流感之后，更多的抗菌產(chǎn)品擁入了市場。古埃及人早在4000多年前就使用傷口覆銀片來防止細(xì)菌感染；古代人用藥用抗菌植物保護木乃伊。第二次世界大戰(zhàn)期間，德國軍隊通過對軍服消毒處理以減少傷口的感染。
[0005]隨著生活水平的提高，人們對生存環(huán)境的要求也越來越高。由此,抗菌材料的生產(chǎn)已成為一個新興的產(chǎn)業(yè)，世界各國對抗菌劑的研究更加重視。從微生物學(xué)角度上來講，抗菌的概念在對病菌的 控制上與消毒是有區(qū)別的，它并不要求能立即殺死對人體健康或生活、生產(chǎn)環(huán)境有害的微生物，而著重于在長期的使用過程中，抑制創(chuàng)門的生長繁殖，保持環(huán)境的清潔衛(wèi)生。我們通常所說的抗菌往往包含了滅菌、除霉、消毒等意思。一般來說，對抗菌劑的要求有:(I)抗菌能力及廣譜抗菌性；(2)持效性，即耐洗滌、耐磨損、壽命長；(3)耐侯性，即耐熱、耐日照、不易分解失效；(4)與基材的相容性或可加工性，即易添加到基材中不變色、不降低產(chǎn)品性能；(5)安全性，對健康無害，不造成對環(huán)境的污染；(6)細(xì)菌不易產(chǎn)生耐藥性。
[0006]抗菌塑料是指在塑料中添加抗菌劑，使塑料本身具有抗菌性，可在一定時間內(nèi)將沾污在塑料上的細(xì)菌殺死或抑制，與常規(guī)的化學(xué)和物理方法相比，使用抗菌塑料殺菌時效長，既經(jīng)濟又方便?？咕鷦┛煞譄o機、有機和天然生物抗菌劑3種類型。由于不同的抗菌劑對同種病原菌的抗菌作用機理和有效性的不同，以及同種抗菌劑對于不同的病原菌的抗菌作用機制和抑制范圍也不同，因此，要研究出既長效又廣譜、既高效又安全的抗菌劑，對抗菌機理的研究十分重要。
[0007]抗菌塑料的開發(fā)和應(yīng)用為保護人類健康樹起了一道綠色屏障，對于改善人類生存環(huán)境，減少疾病，保護全民健康，具有十分重要的意義。由于抗菌塑料可以從根本上減少或者避免人與人、人與物、物與物之間細(xì)菌的交叉感染，具有抗菌功能的塑料制品普遍受到人們的重視和歡迎。近三十年來，抗菌塑料的制備也有了前所未有的高速發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]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。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)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(fù)合物25-30
所述的納米阻燃復(fù)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(zhì)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(fù)合物；
(2)、將1份一次改性阻燃復(fù)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(fù)合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)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(fù)合物。
[0010]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(zhì)量比2:2:1混料。
[0011]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。
[0012]所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0013]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、合成樹脂和水、納米阻燃復(fù)合物預(yù)混合后，噴灑進(jìn)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。[0014]步驟(1)中所述攪拌時間為3-5分鐘。
[0015]步驟(2)中所述密煉機的轉(zhuǎn)速設(shè)置為60-70r/min。
[0016]步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設(shè)置為130_140°C。
[0017]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(xué)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(zhì)在結(jié)構(gòu)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(diào)控。
[0018]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(jìn)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(yīng)用前景廣闊；本發(fā)明進(jìn)行二次改性，這樣的好處是:增加反應(yīng)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(jìn)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(xué)吸附水，在高溫下產(chǎn)生水蒸汽，阻斷氧氣，吸收熱量，達(dá)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(zhì)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(yīng)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(dá)到了納米級分散，有效避免了對復(fù)合材料的自然氧化，從而使復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能。復(fù)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】
[0019]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)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(fù)合物25 所述的納米阻燃復(fù)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(zhì)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(fù)合物；
(2)、將1份一次改性阻燃復(fù)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(fù)合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)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(fù)合物。
[0020]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(zhì)量比2:2:1混料。
[0021]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。
[0022]所述抗氧劑是 抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0023]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、合成樹脂和水、納米阻燃復(fù)合物預(yù)混合后，噴灑進(jìn)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。
[0024]步驟(1)中所述攪拌時間為3-5分鐘。
[0025]步驟(2)中所述密煉機的轉(zhuǎn)速設(shè)置為60_70r/min。
[0026]步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設(shè)置為130_140°C。
[0027]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)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(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種生物納米塑料，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(fù)合物25-30 所述的納米阻燃復(fù)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(zhì)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(fù)合物； (2)、將1份一次改性阻燃復(fù)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(fù)合物； (3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)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(fù)合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物納米塑料，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(zhì)量比2:2:1混料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物納米塑料，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。
4.根據(jù)權(quán)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。
5.一種制備如權(quán)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、合成樹脂和水、納米阻燃復(fù)合物預(yù)混合后，噴灑進(jìn)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。
6.根據(jù)權(quán)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。
7.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)速設(shè)置為60-70r/min。
8.根據(jù)權(quán)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(shè)置 為130- 140°C。
【文檔編號】C08L3/02GK103539966SQ201310431102
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)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(xì)化工有限公司