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內(nèi)外許多專家研究和關(guān)注的問題，因此研究和開發(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，逐漸被人們認識和接受。而目前開發(fā)的選用淀粉作為生物降解塑料原料的廠家，大多是對淀粉未進行改性處理或僅是進行簡單處理后，作為添加劑添加到PE中，不利于淀粉與PE樹脂相容，淀粉含水份較高，粒徑較大，再則不進行細化覆羥改性處理，會造成制品中淀粉含量低，降解速度慢，物理性能差相對成本較高的缺陷。
本發(fā)明的目的旨在提供一種淀粉和樹脂極易相容，制品中淀粉相對含量較高，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，采用強力干燥機脫水，加熱溫度160-170℃，干燥后淀粉加入工業(yè)白油或高沸點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)白油或高沸點溶劑油與淀粉配制成漿料，同時加入是淀粉量的1-5％的粒度阻聚劑，將漿料輸送到真空夾套內(nèi)通有導熱油的反應釜內(nèi)進行真空脫水，真空系統(tǒng)壓力為0.05-0.095MPa，漿料溫度90℃-180℃，(2)淀粉漿微細化處理，使其粒徑達到10μ以下，它可選擇兩種方式a、均質(zhì)機細化均質(zhì)機壓力在400-800Kg，細化粒徑達10μ以下，b、砂磨機細化經(jīng)砂磨處理后淀粉細度達10μ以下，(3)淀粉漿離心分離采用離心機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中，待溫度達到100-120℃后加入覆羥改性劑其加量為淀粉的1-5％，同時加入氧化促降劑和潤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中與加量為淀粉用量的50-80％的樹脂冷混，同時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)造粒選用長徑的雙螺桿擠出機將上述(二)(1)中備料進行造粒即可得到淀粉含量達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)明的特點是淀粉改性處理后成為變性淀粉SMA，其含水份低于0.5％，細度低于10μ，達到與聚乙烯樹脂相容，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75％以上，成本大大低于PE樹脂，同時在制品中母料加入量可高達80％左右，降解容易，且物理性能滿足使用要求。
下面結(jié)合實施例詳述本發(fā)明實施例1，稱取2000Kg含水量12％左右的玉米淀粉加入到5000立升帶導熱油夾套的真空反應釜中，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程中積集及淀粉中的水份易使淀粉糊化的發(fā)生，開始升溫并打開真空系統(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，放到砂磨機進行砂磨處理或經(jīng)均質(zhì)機進行微細化，均質(zhì)機壓力為400-800Kg，細化后的淀粉細度達10μ以下，其細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，選用三足離心機進行甩干及淀粉與油相液體分離，分離出淀粉濾餅進行高混，高混釜內(nèi)加入覆羥改性劑鋁酸化合物40Kg進行覆羥改性，目的改善聚乙烯與超細淀粉間的共混性，提高了淀粉在基料中的分散和采油性，保證淀粉與PE相容，同時加入氧化促降劑環(huán)氧乙酰蓖麻油100Kg，其作用當與土壤或水中的鹽類接觸時，在陽光、熱、氧以及自身氧化劑的作用下，變成過氧化物，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樹脂相混，PE樹脂根據(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，長徑比48的雙螺桿擠出機進行造粒，即可得到淀粉含量達75％以上，具有生物降解塑料用的母料。
實施例2，將2000Kg米淀粉連續(xù)向兩組串聯(lián)帶有導熱油加熱系統(tǒng)的強力干燥機內(nèi)送料，加熱溫度160℃，經(jīng)過兩級干燥后再經(jīng)冷卻，淀粉含水量低于0.5％以下，干燥后淀粉，加入2000Kg高沸點溶劑油攪拌成漿料，通過砂磨機研磨微細化，使淀粉粒徑達10μ以下，再進行離心甩干，所得濾餅進行高混，冷混工藝配方同上例，選用長徑比48的雙螺桿擠出機進行造粒，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，采用強力干燥機脫水，加熱溫度160-170℃，干燥后淀粉加入工業(yè)白油或高沸點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)白油或高沸點溶劑油與淀粉配制成漿料，同時加入是淀粉量的1-5％的粒度阻聚劑，將漿料輸送到真空夾套內(nèi)通有導熱油的反應釜內(nèi)進行真空脫水，真空系統(tǒng)壓力為0.05-0.095MPa，漿料溫度90℃-180℃，(2)淀粉漿微細化處理，使其粒徑達到10μ以下，它可選擇兩種方式a、均質(zhì)機細化均質(zhì)機壓力在400-800Kg，細化粒徑達10μ以下；b、砂磨機細化經(jīng)砂磨處理后淀粉細度達10μ以下，(3)淀粉漿離心分離采用離心機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中，待溫度達到100-120℃后加入覆羥改性劑其加量為淀粉的1-5％，同時加入氧化促降劑和潤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中與加量為淀粉用量的50-80％的樹脂冷混，同時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)造粒選用長徑的雙螺桿擠出機將上述(二)(1)中備料進行造粒即可得到淀粉含量達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,淀粉和樹脂極易相容,制品中淀粉含量較高,降解容易的顯著優(yōu)點。
文檔編號C08L3/00GK1232834SQ9910072
公開日1999年10月27日 申請日期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 申請人:天津丹海股份有限公司