專利名稱：一種可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡物及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料中包裝發(fā)泡塊的生產(chǎn)工藝，特別是一種可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡物及其生產(chǎn)方法。
眾所周知，為防止家用電器、易碎品、貴重儀器、水果等在包裝運(yùn)輸過程中受沖擊、震動(dòng)、壓力等機(jī)械作用破壞，常要在包裝箱內(nèi)壁與被包裝物之間加放發(fā)泡減震塊、盒、板等。長(zhǎng)期以來這些發(fā)泡減震物都是用石油合成樹脂，如聚苯乙烯、聚乙烯發(fā)泡并加工成各種形狀的塊、盒、板等充當(dāng)，當(dāng)被包裝物送到用戶手中，包裝減震物就完成了使用價(jià)值而被廢棄為垃圾。但這些由石油合成樹脂制造的的發(fā)泡制品重量輕、體積大，且需200年左右才能分解完。它們不僅大量的占據(jù)了堆埋垃圾的場(chǎng)地，也易引起火災(zāi)，而且把數(shù)億年形成的石油經(jīng)過昂貴的加工過程制成了一次性使用的制品，極大的浪費(fèi)了資源。更為嚴(yán)重的是，其在分解過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)直接污染大氣和水源，造成危害很大的“白色污染”。近年來，世界各國(guó)都對(duì)這種“白色污染”提出治理措施，但效果均不顯著。
本發(fā)明的目的在于提供一種不僅可保護(hù)被包裝物不受運(yùn)輸過程中的各種作用力的破壞，而且在使用后堆埋在垃圾中可在半年到一年的時(shí)間內(nèi)分解為二氧化碳和水等有益于植物生長(zhǎng)的物質(zhì)的可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡物。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡物的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡物的生產(chǎn)原料包括淀粉、硬脂酸鋅、滑石粉、碳酸氫鈉、偶氮二甲酰胺、植物油、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和茂金屬熱塑性彈性體，其中所述各成份的重量份數(shù)配比為淀粉50-60份硬脂酸鋅 0．1-0．5份滑 石 粉0．3-2份碳酸氫鈉3-10份偶氮二甲酰胺0．5-5份植 物 油1-5份甘油4-8份 山 梨 醇10-15份乙烯丙烯酸共聚物15-25份茂金屬熱塑性彈性體 5-10份其中，所述淀粉可采用農(nóng)業(yè)高產(chǎn)作物玉米、馬鈴薯、木薯、白薯等可再生資源制造的工業(yè)淀粉。
所述植物油可為玉米油、大豆油等。
所述乙烯丙烯酸共聚物為市售產(chǎn)品，其作用是作為偶聯(lián)劑。
所述茂金屬熱塑性彈性體為高科技產(chǎn)品，是采用茂金屬作催化劑合成的一種石油合成樹脂，美國(guó)EXXON公司有售。
本發(fā)明的可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡塊的生產(chǎn)方法包括將淀粉、硬脂酸鋅、滑石粉、碳酸氫鈉、偶氮二甲酰胺混合，攪拌均勻，在攪拌的條件下依次加入植物油和甘油、山梨醇，攪拌均勻后得到粉料；將乙烯丙烯酸共聚物、茂金屬熱塑性彈性體混合得到粒料；在105-130℃的溫度下，按粉料∶粒料=80-85∶15-20的比例，經(jīng)混合熔融、成型、冷卻即可。
本發(fā)明的可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡塊的生產(chǎn)方法還可以包括把冷卻成型的發(fā)泡物再經(jīng)切斷、包裝和檢驗(yàn)步驟，合格后銷售。
其中，所述各原料的混合過程均可在高速混合攪拌機(jī)中進(jìn)行。
所述乙烯丙烯酸共聚物與茂金屬熱塑性彈性體的混合過程可在錐形雙螺旋混合機(jī)中進(jìn)行；所制粒料的粒度在Φ2-3mm，長(zhǎng)為2-3mm。
所述粉料和粒料的混合熔融、成型過程可在互相嚙合的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行。具體過程是將ZSK58同向旋轉(zhuǎn)，互相嚙合的雙螺桿擠出機(jī)機(jī)簡(jiǎn)預(yù)熱，第一區(qū)為120℃-125℃；第二區(qū)為125℃-130℃；第三區(qū)為120℃-125℃；第四區(qū)為120℃-125℃；第五區(qū)為110℃-120℃；模具為105℃-115℃；當(dāng)ZSK58各區(qū)預(yù)熱到溫度后，啟動(dòng)主電機(jī)，將轉(zhuǎn)速調(diào)至100-200r／min；啟動(dòng)二臺(tái)失重式計(jì)量喂料機(jī)，設(shè)定喂料速度向ZSK58喂料；當(dāng)熔融物料從?？讛D出時(shí)，直接引入冷卻設(shè)備。
所述冷卻過程可在-5～-3℃的冷床中進(jìn)行。
所述冷卻成型的發(fā)泡物的切斷、包裝和檢驗(yàn)步驟包括把冷卻成型的發(fā)泡物引入切斷機(jī)，調(diào)節(jié)切刀轉(zhuǎn)速，切制成所需要的長(zhǎng)度；將切制成的柱狀發(fā)泡物經(jīng)風(fēng)力輸送到包裝車間的分離器；按用戶要求進(jìn)行防潮包裝，經(jīng)檢驗(yàn)合格后銷售。
本發(fā)明的可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡塊的生產(chǎn)方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，采用一步法把各種原料加工成生物降解發(fā)泡塊料，而且淀粉不需改性直接作原料，使加工過程工序少，效率高。采用農(nóng)業(yè)高產(chǎn)作物玉米、馬鈴薯、木薯、白薯等可再生資源制造的產(chǎn)品作為本發(fā)明的原料，節(jié)省了不可再生的石油資源，有利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，同時(shí)增加了農(nóng)產(chǎn)品的附加值，消除了發(fā)泡塑料占用大量垃圾場(chǎng)而造成的“白色污染”；且所用工業(yè)淀粉做原料，不需改性，使生產(chǎn)工序簡(jiǎn)化、成本降低；利用乙烯丙烯酸共聚物、茂金屬熱塑性彈性體進(jìn)行淀粉改性，使80％以上物質(zhì)可在短時(shí)期內(nèi)生物降解，而植物油、硬脂酸鹽、鈉鹽又可加速乙烯丙烯酸共聚物、茂金屬熱塑性彈性體迅速解聚，當(dāng)它們分子量在6000以下，更易為微生物利用分解，從而被完全生物降解，解決了因禁止使用發(fā)泡聚苯乙烯、聚乙烯減震品而造成的空白；采用機(jī)電一體化的雙螺桿擠壓加工技術(shù)，只需6分鐘就可完成復(fù)雜的加工過程，并制成成品，不僅投資小，而且降低了能耗。
采用本發(fā)明的可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡塊的生產(chǎn)方法生產(chǎn)的完全生物降解發(fā)泡減震塊，可按包裝箱要求尺寸裝入生物降解膜制成的袋內(nèi)，成六片墊，再填充到被包裝物四周，起到減震保護(hù)作用。這種發(fā)泡減震塊廢棄后在垃圾堆埋場(chǎng)內(nèi)，半年到一年降解成二氧化碳和水；特別是這種可完全生物降解發(fā)泡減震塊在水中泡24小時(shí)即成碎沫狀，分解速度更快，是取代發(fā)泡聚苯乙烯、聚乙烯包裝減震塊、治理“白色污染”的理想代用品。因該產(chǎn)品含有大量淀粉及食品類原料，廢棄后也可做肥料使用。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明實(shí)施例一種可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡塊，其生產(chǎn)原料包括淀粉50份、硬脂酸鋅0．3份、滑石粉0．7份、碳酸氫鈉5份、偶氮二甲酰胺2份、玉米油4份、甘油5份、山梨醇13份、乙烯丙烯酸共聚物15份、茂金屬熱塑性彈性體5份。
制備時(shí)，按以下步驟進(jìn)行1、稱取100公斤淀粉、0．6公斤硬脂酸鋅、1．4公斤滑石粉、10公斤碳酸氫鈉、4公斤偶氮二甲酰胺，在高速攪拌混合機(jī)中攪拌混合5分鐘；稱取8公斤玉米油加入高速攪拌混合機(jī)中，再攪拌混合5分鐘；稱取10公斤甘油、26公斤山梨醇，加入高速攪拌混合機(jī)中攪拌混合5分鐘，得到粉料，出料，加入混合粉料供料倉。
2、稱取75公斤乙烯丙烯酸共聚物，25公斤茂金屬熱塑性彈性體，加入錐形雙螺旋混合機(jī)中混合15分鐘，得到粒料。
3、每小時(shí)將混合粉料向粉料失重式計(jì)量喂料機(jī)供料80公斤；每小時(shí)將混合粒料向粒料失重式計(jì)量喂料機(jī)供料20公斤。
4、合上電源總開關(guān)，啟動(dòng)ZSK58雙螺桿擠出機(jī)加熱開關(guān)，將溫控儀表設(shè)定在第一區(qū)120℃；第二區(qū)127℃；第三區(qū)122℃；第四區(qū)122℃；第五區(qū)115℃；模具108℃；將各機(jī)筒加熱，加熱時(shí)間為1．5小時(shí)；調(diào)整模板?？仔螤罴皦嚎s比例達(dá)到8；啟動(dòng)主電機(jī)，并將轉(zhuǎn)速調(diào)整至200r／min；啟動(dòng)失重式計(jì)量喂料機(jī)，調(diào)整喂料速度，粉料80kg／h，粒料20kg／h，向ZSK58雙螺桿擠出機(jī)按比例喂料；當(dāng)發(fā)泡熔融物從模孔中高壓擠出時(shí)，成發(fā)泡條。
5、將發(fā)泡條引入-5℃的冷氣傳輸箱內(nèi)冷卻定型，穿過冷氣傳輸箱，到達(dá)切斷機(jī)。
6、把冷卻成型的發(fā)泡條引入切斷機(jī)，調(diào)節(jié)切刀轉(zhuǎn)速，切制成所需要的長(zhǎng)度；將切制成的柱狀發(fā)泡塊風(fēng)力輸送到包裝車間的分離器；按用戶要求進(jìn)行防潮包裝，經(jīng)檢驗(yàn)合格后銷售。
權(quán)利要求
1.一種可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡物，其特征是生產(chǎn)原料包括淀粉、硬脂酸鋅、滑石粉、碳酸氫鈉、偶氮二甲酰胺、植物油、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和茂金屬熱塑性彈性體，其中所述各成份的重量份數(shù)配比為淀粉 50-60份 硬脂酸鋅0．1-0．5份滑 石 粉 0．3-2份碳酸氫鈉3-10份偶氮二甲酰胺 0．5-5份植 物 油1-5份甘油 4-8份 山 梨 醇10-15份乙烯丙烯酸共聚物 15-25份茂金屬熱塑性彈性體5-10份
2.如權(quán)利要求1所述的可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡物，其特征是所述淀粉采用農(nóng)業(yè)高產(chǎn)作物玉米、馬鈴薯、木薯、白薯可再生資源制造的工業(yè)淀粉。
3.如權(quán)利要求1所述的可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡物，其特征是所述植物油為玉米油、大豆油。
4.一種如權(quán)利要求1-3所述的可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡物的生產(chǎn)方法，其特征是包括將淀粉、硬脂酸鋅、滑石粉、碳酸氫鈉、偶氮二甲酰胺混合，攪拌均勻，在攪拌的條件下依次加入植物油和甘油、山梨醇，攪拌均勻后制成粉料；將乙烯丙烯酸共聚物、茂金屬熱塑性彈性體混合，制成粒料；在105-130℃的溫度下，按粉料∶粒料=80-85∶15-20的比例，經(jīng)混合熔融、成型、冷卻即可。
5.如權(quán)利要求4的生產(chǎn)方法，其特征是還包括把冷卻成型的發(fā)泡物再經(jīng)切斷、包裝和檢驗(yàn)步驟，合格后銷售。
6.如權(quán)利要求4的生產(chǎn)方法，其特征是所述各原料的混合過程均在高速混合攪拌機(jī)中進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求4的生產(chǎn)方法，其特征是所述乙烯丙烯酸共聚物與茂金屬熱塑性彈性體的混合過程在錐形雙螺旋混合機(jī)中進(jìn)行；所制粒料的粒度在Φ2-3mm，長(zhǎng)為2-3mm。
8.如權(quán)利要求4的生產(chǎn)方法，其特征是所述粉料和粒料的混合熔融、成型過程在互相嚙合的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行，具體過程是將ZSK58型同向旋轉(zhuǎn)，互相嚙合的雙螺桿擠出機(jī)機(jī)筒預(yù)熱，第一區(qū)為120℃-125℃；第二區(qū)為125℃-130℃；第三區(qū)為120℃-125℃；第四區(qū)為120℃-125℃；第五區(qū)為110℃-120℃；模具為105℃-115℃；當(dāng)ZSK58各區(qū)預(yù)熱到溫度后，啟動(dòng)主電機(jī)，將轉(zhuǎn)速調(diào)至100-200r／min；啟動(dòng)二臺(tái)失重式計(jì)量喂料機(jī)，設(shè)定喂料速度向ZSK58喂料；當(dāng)熔融物料從?？讛D出時(shí)，直接引入冷卻設(shè)備。
9.如權(quán)利要求8的生產(chǎn)方法，其特征是所述?？仔螤顬楣軤?、柱狀、8字形、S形。
10.如權(quán)利要求5的生產(chǎn)方法，其特征是所述冷卻過程在-5--3℃的冷床中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明為一種可完全生物降解的包裝減震發(fā)泡塊的生產(chǎn)方法。其生產(chǎn)原料包括淀粉、硬脂酸鋅、滑石粉、碳酸氫鈉、偶氮二甲酰胺、植物油、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和茂金屬熱塑性彈性體;制備時(shí),先將淀粉、植物油和甘油等制成粉料,再將乙烯丙烯酸共聚物、茂金屬熱塑性彈性體混合制成粒料;再按比例,經(jīng)混合熔融、成型、冷卻即可。本生產(chǎn)方法工藝簡(jiǎn)單,工序少,效率高。所生產(chǎn)的包裝減震發(fā)泡塊在垃圾堆埋場(chǎng)內(nèi),半年到一年降解成二氧化碳和水;在水中的分解速度更快,是取代發(fā)泡聚苯乙烯、聚乙烯包裝減震塊、治理“白色污染”的理想代用品。
文檔編號(hào)C08J9/10GK1292395SQ0010796
公開日2001年4月25日 申請(qǐng)日期2000年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月31日
發(fā)明者趙新先, 朱光華, 祝光富, 李潮, 陳建平 申請(qǐng)人:廣東三九生物降解塑料有限公司