專利名稱：一種高填充的全生物降解包裝材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包裝材料，特別是涉及一種以無機粉體為主要成份的全生物降解包裝材料。
背景技術(shù)：
隨著人類經(jīng)濟和社會的發(fā)展，塑料包裝材料的需求量與日俱增，以每年5%的速度增長。常見的用作包裝材料的塑料品種有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，伴隨塑料的大量使用出現(xiàn)了兩個嚴重的問題一方面塑料工業(yè)的原料絕大部分來自石油，隨著石油和天然氣資源逐漸減少甚至枯竭，塑料工業(yè)將面臨著原材料短缺的局面；另一方面，由于塑料不容易分解和回收成為了隨處可見的“白色污染”，破壞了生態(tài)環(huán)境。因此，越來越多的人和國家提倡開發(fā)和應(yīng)用完全生物降解塑料。完全生物降解塑料在自然界或特定條件(如堆肥、厭氧消化或水性培養(yǎng)液)下，由自然界存在的微生物(如紅菌、霉菌和海藻等)作用降解，并可以完全降解為二氧化碳或/和甲烷、水等，為環(huán)境低負荷材料。另外，相當一部份生物降解塑料的主要原料可從年年再生的農(nóng)業(yè)資源中獲取，作為有限的、日趨枯竭的不可再生的石油資源的補充替代。目前已開發(fā)的生物降解塑料有幾十種，其中已工業(yè)化生產(chǎn)的可完全生物降解塑料主要包括聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)、聚羥基丁酸酯(PHB)、聚己內(nèi)酯(PCL)等，在醫(yī)療用材、農(nóng)林漁業(yè)、包裝業(yè)、衛(wèi)生用品等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，已有眾多工業(yè)化的產(chǎn)品投放市場，如堆肥袋、一次性餐具、農(nóng)用地膜、包裝膜、 漁具、尿布、手術(shù)捆扎線等。如專利CN1450120A公開了可完全生物降解的脂肪族聚酯/淀粉復(fù)合材料及其制備方法，主要由對二氧環(huán)己酮聚合物、淀粉和增容劑組成。專利CN1491986A 發(fā)明了完全生物降解的脂肪族聚酯復(fù)合材料及其制備方法。在完全生物降解的脂肪族聚酯中加入廉價的無機填料碳酸鈣進行填充，可采用擠出、模塑、注塑、紡絲等多種加工方法加工中不同的制品。其中碳酸鈣的含量為25%-50%。如果進一步提高碳酸鈣的含量達到70% 以上，甚至是90%，開發(fā)真正意義上的高填充的可完全生物降解包裝材料，對此相關(guān)報道比較少，市場上相關(guān)包裝制品鮮有出售。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是提供一種環(huán)保型無毒的綠色包裝材料，解決傳統(tǒng)包裝材料不能降解對環(huán)境造成污染的問題，該包裝材料的無機填料可達重量的70-90%，其成本顯著下降的高填充的全生物降解包裝材料。采用的技術(shù)方案是
一種高填充的全生物降解包裝材料，由下列組分混合擠出而成，按重量份數(shù)計分別
為
無機填充物70-90
生物降解聚合物10-30
偶聯(lián)劑0. 5-3增塑劑2-5
所述的填充物主要是指無機填料，其特征在于所述的無機填充物是廉價的無機粉體， 包括但不僅限于碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣、硫酸鎂、粉煤灰、粘土、滑石粉、云母粉、高嶺土、鈦白粉、白堊或鎂砂粉中的一種或幾種混合物，尤其優(yōu)選分離粒徑小于800目的無機粉體。所述的生物降解聚合物指能夠在環(huán)境中能夠被微生物作用完全分解成水和二氧化碳的全生物降解塑料，包括但不僅限于聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚乙交酯、聚己內(nèi)酯、 聚羥丁酯中的一種或幾種混合物。所述的偶聯(lián)劑是用于提高添加無機填充物和全生物降解塑料之間的相容性，包括但不僅限于硅系偶聯(lián)劑、鈦系偶聯(lián)劑、鋁系偶聯(lián)劑或鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑中一種或多種混合物。所述的增塑劑是提高整個體系韌性和可加工性的助劑，優(yōu)選為多元醇類、檸檬酸酯類和蠟類混合物。尤其優(yōu)選乙二醇、丙三醇、山梨醇、檸檬酸三丁酯(TBC)、檸檬酸三辛酯 (TOC)、乙酰檸檬酸三丁酯(ATBC)、乙酰檸檬酸三辛酯(ATOC)、甲撐馬來酸月桂酸酯、硬脂酸、硬脂酸鈣中的一種或多種混合物。上述的高填充全生物降解包裝材料的制備方法，包括如下步驟
步驟一保證無機填充物的含水量< 0. 5%，如不能達到則將無機填充物于60-150°C溫度下干燥達到；
步驟二 將步驟一的填充物和偶聯(lián)劑在高混機內(nèi)攪拌，加熱活化； 步驟三將步驟二活化的填充物與生物降解聚合物、增塑劑混合均勻； 步驟四將步驟三的混合物、造粒。本發(fā)明的高填充可完全生物降解包裝材料，采用常規(guī)的熔融共混方法和設(shè)備進行制備，先將填充物100-130°C干燥2-4小時，以除去水分；然后將偶聯(lián)劑按照一定配比與干燥后的碳酸鈣在高速攪拌機中充分混合攪拌后，將混配好的碳酸鈣、可生物降解聚合物和增塑劑按比例混合在擠出機中擠出造粒，制得高填充可完全生物降解包裝用料。根據(jù)制品要求，可將此包裝材料進行吹塑、注塑、模壓等加工方式加工成各種包裝材料。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是本發(fā)明的高填充可完全生物降解塑料在使用后，能在自然環(huán)境中消納為碎片或粉末，并進一步降解為二氧化碳和水，以及無機礦物，解決了“白色污染”的問題，是真正綠色環(huán)保的包裝材料。并且，該材料中無機填料的含量非常高，達到 70%以上，極大幅度的降低了生產(chǎn)成本。生產(chǎn)成本低，制備工藝簡單，經(jīng)濟實用性強。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳述 實施例一
首先選取1500目重質(zhì)碳酸鈣7公斤，在100°C下干燥2小時；在高混機攪拌混合，并加入0. 2公斤鈦酸鋅酯的鈦系偶聯(lián)劑，溫度為100°C，混合IOmin ；再加入3公斤聚丁二酸丁二醇酯的生物降解聚合物、0. 2公斤乙二醇的增塑劑混合均勻后于雙螺桿(Φ35)擠出機中進行擠出造粒，擠出機溫度設(shè)置在150-200°C，轉(zhuǎn)速為300rmp，制得包裝用料。根據(jù)ASTM D5338-92塑料在受控堆肥化條件下需氧生物降解的標準試驗方法進行檢測，結(jié)果如下采用本例的原料吹膜制得厚度為0. 02mm的包裝薄膜，在常溫下土埋60 天后開始降解，7-9個月全部降解。
實施例二
選取2500目重質(zhì)碳酸鈣8公斤，在100°C下干燥2小時；在高混機攪拌混合，并加入0. 3 公斤鈦酸鋅酯的鈦系偶聯(lián)劑，溫度為100°C，混合IOmin ；再加入2公斤聚丁二酸丁二醇酯的生物降解聚合物、0. 2公斤乙二醇的增塑劑混合均勻后于雙螺桿(Φ35)擠出機中進行擠出造粒，擠出機溫度設(shè)置在150-200°C，轉(zhuǎn)速為300rmp，制得包裝用料。根據(jù)ASTM D5338-92塑料在受控堆肥化條件下需氧生物降解的標準試驗方法進行檢測，結(jié)果如下采用本例的原料吹膜制得厚度為0. 02mm的包裝薄膜，在常溫下土埋45 天后開始降解，5-6個月全部降解。
權(quán)利要求
1.一種高填充的全生物降解包裝材料，其特征在于它由下列組分混合擠出而成，按重量份計填充物70-90生物降解聚合物10-30偶聯(lián)劑0. 5-3增塑劑2-5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充全生物降解包裝材料，其特征在于所述的填充物為碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣、硫酸鎂、粉煤灰、粘土、滑石粉、云母粉、高嶺土、鈦白粉、白堊或鎂砂粉中的一種或幾種混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充全生物降解包裝材料，其特征在于所述的生物降解聚合物為聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚乙交酯、聚己內(nèi)酯、淀粉、聚乙烯醇中的一種或幾種混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充全生物降解包裝材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑主要為鈦系偶聯(lián)劑、鋁系偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充全生物降解包裝材料，其特征在于，所用增塑劑為多元醇類或檸檬酸酯類，多元醇可為乙二醇、丙三醇、山梨醇；檸檬酸酯類可為檸檬酸三丁酯 (TBC)、檸檬酸三辛酯(TOC)、乙酰檸檬酸三丁酯(ATBC)、乙酰檸檬酸三辛酯(ATOC)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充全生物降解包裝材料的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟一將填充物粉碎，取1000-2500目粒度，在干燥器內(nèi)于100-200°C溫度下干燥至含水量< 0. 5% ；步驟二 將步驟一中的填充物和設(shè)定比例的偶聯(lián)劑在高混機內(nèi)攪拌，加熱活化，混合 10-20min，溫度為 80-120°C ；步驟三將步驟二中活化的填充物、生物降解聚合物、增塑劑按設(shè)定比例在高混機內(nèi)混合均勻；步驟四將步驟三中的混合物與擠出機中擠壓造粒，擠出溫度為150-200°C。
全文摘要
一種高填充的全生物降解包裝材料，由下列組分混合擠出而成，按重量份計填充物70-90、生物降解聚合物10-30、偶聯(lián)劑0.5-3、增塑劑2-5。將填充物在100-200℃干燥至含水量≤0.5%，將偶聯(lián)劑按一定配比與干燥后的填充物在高混機中攪拌混合，再按比例加入生物降解聚合物、增塑劑混合均勻，將混合料在擠出機中擠出造粒，得包裝用料，可將此包裝用料進行吹塑、注塑、模壓等加工成各種包裝材料。本發(fā)明的包裝塑料廢棄后，能在自然環(huán)境中降解為二氧化碳和水，以及無機礦物，解決了“白色污染”問題，是綠色環(huán)保的包裝材料，并且無機填料含量高，達70%以上，大幅度降低了生產(chǎn)成本。生產(chǎn)成本低，制備工藝簡單，經(jīng)濟實用性強。
文檔編號B65D65/46GK102277005SQ20111018836
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者任中來, 盧燦輝, 姚妍, 季君暉, 宋旭, 張長安, 李昕憶, 王萍麗, 邵壯 申請人:宋旭