專利名稱：全生物降解塑料及其產(chǎn)品制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及降解塑料技術領域，特指一種全生物降解塑料及其產(chǎn)品制備方法。
可降解塑料是指通過太陽光紫外線的輻射或土壤中的微生物的作用，能夠將其分解成低分子物塑料。根據(jù)降解機理的不同其可分為光降解型、涵蓋引入型、添加型、光-生物雙重降解型、生物降解型等，而近年來國內外進入工業(yè)化生產(chǎn)的代表產(chǎn)品主要有一以下幾種1、光降解引入型其指的是將光增感基團引入高分子結構，在光的作用下促使物質的分子鏈斷裂，使物質脆化、細化。光增感基團分子結構式為“-N＝N-”，常用的有二苯甲酮等。其代表產(chǎn)品為農用地膜等。
2、光-生物降解型其指的是在光增感基團存在的前提下，又引入了變性淀粉，增加了微生物對塑料的吸收過程，起到雙重作用的效果，其代表產(chǎn)品為垃圾袋。
生物降解型其指變性淀粉在一定量的范圍內添加至塑料里，進行共聚反應，而形成不完全降解的塑料，其主要代表產(chǎn)品為地膜等。
3、天然高分子型 代表產(chǎn)品有意大利Montedison集團Novamo公司開發(fā)的Master Bi，此產(chǎn)品由淀粉/聚烯，其主要用于醫(yī)學包裝領域；美國Waner Lambert公司開發(fā)的Nonvon以及Ampacet公司開發(fā)的Poly GradeII產(chǎn)品是添加了淀粉和強氧化劑的有機金屬化合物的復合材料。
4、復合高分子型加拿大St LanrencI淀粉公司采用硅烷處理淀粉，使其與聚合物的相容性提高，采用添加Ecostar的有機金屬化合物后生產(chǎn)母料/PE/淀粉合成生物降解塑料。其產(chǎn)品中淀粉只是作為輔助原料料，而PE仍在原料中占50％以上，其主導作用。此種產(chǎn)品主要用于垃圾袋和農用地膜。
5、微生物生產(chǎn)型自從聚3-羥基丁酸脂即P3HB或PHB被發(fā)現(xiàn)后，有許多微生物可用于合成PHB，此種產(chǎn)品可用于吹塑瓶、膜、婦女衛(wèi)生用品、一次性尿布及作為醫(yī)學應用等。但是由于微生物生成、合成、加工制造等諸多環(huán)節(jié)致使市場銷售價格比通常塑料樹脂生產(chǎn)的相同的產(chǎn)品高出5-8倍。
6、摻合型其代表產(chǎn)品是德國生物技術公司生產(chǎn)的Biofiex降解塑料。這種聚合物是植物淀粉和聚乙脂以及具有同PE相近結構的單體接技經(jīng)疏水處理后的摻合物。其主要用于農業(yè)地膜、土木地膜、垃圾袋和一次性包裝袋等。
綜上所述，以上種類降解塑料雖然在降解的方式、降解百分比、降解速度上存在差別，其生產(chǎn)的產(chǎn)品仍然存在材料資源受到限制、制造過程產(chǎn)生污染、實用性差、價格昂貴、降解時間過長、降解不徹底以及衛(wèi)生安全性能難以保障等問題。
本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的其由淀粉混合物和助劑構成，且淀粉混合物和助劑的成分比為淀粉混合物62～90％，助劑10～38％；其中助劑是由水、樹脂、防腐劑、開口劑、交聯(lián)劑、增塑劑和脫模劑幾類物質中的若干物質組合構成。
全生物降解塑料產(chǎn)品的制備方法，首先將淀粉混合物以62～90％的成分比例放入攪拌器中，在常溫下攪拌300～600秒，接著在不停止攪拌運動過程中加入10～38％的助劑，然后在常溫下再攪拌300～600秒至攪拌均勻，其中助劑由水、樹脂、防腐劑、開口劑、交聯(lián)劑、增塑劑和脫模劑幾類物質中的若干物質組合構成的混合物，淀粉混合物是由淀粉同附加粉構成，附加粉為谷類、薯類、植物干莖纖維中的一種或若干種物質的混合物，淀粉同附加粉在成品中的成分百分比為淀粉30～60％，附加粉20～50％；然后將攪拌均勻的物料在加熱狀態(tài)下利用液壓機采用模板塑壓，使其成型，其中液壓機上下模板的溫度在98℃～180℃之間，且上下模板之間溫差范圍在5℃～30℃之間，同時液壓機的工作壓強應在0.018Mpa以內，上下模板和模后壓制的時間在30～180秒之間，且在壓制保壓的過程中可瞬間開模排氣的過程為1-6次，每次排氣的時間在0.5～2秒之間。
本發(fā)明采用這種成分后，由于其采用的原料大部分是利用自然界中再生物質，因此其所需材料可以保障供給，而其還具有往復循環(huán)利用的特性；淀粉除具有價格低廉以外，作為一種多糖類物質，其屬于右旋葡萄糖的聚合物，是大多數(shù)植物積蓄的碳水化合物，也是繁殖、發(fā)酵、制取細菌類微生物必不可少的基本營養(yǎng)物質，本發(fā)明時候后的廢棄物在自環(huán)境中可以被微生物徹底分化降解。
淀粉混合物是由淀粉同附加粉構成，附加粉為谷類、薯類、植物干莖纖維中的一種或若干種物質的混合物；淀粉同附加粉在成品中的成分百分比為淀粉30～60％，附加粉20～50％。
下列具體說明助劑中各物質具體種類樹脂可以是丙烯酸樹脂、聚乙二醇樹脂、MBS樹脂、氨基樹脂、松香樹脂模塑物、酚醛樹脂、乙烯基樹脂、尿醛樹脂、三聚氰胺樹脂、雙氰胺甲醛樹脂；防腐劑可以是N-＜三氯甲基硫代＞鄰苯二甲酰胺、五氯苯酚月桂酸脂、雙<三正丁基錫>硫代物、帶咪唑基團和季胺基團的雙胍類大分子化合物。
開口劑可以是羥基硬脂酸、三氧化硅、氮(N)、N’乙撐雙硬脂酰胺、陶土、月桂酸脂肪酮、硬脂酸酰胺。
交聯(lián)劑可以是甲基丙烯酸甲脂、鄰苯二甲酸二烯丙脂、乙烯基三乙氧基硅烷、順丁烯二酸酐。
增塑劑可以是蓖麻醇酸甲脂、三梨糖醇、分子蒸餾單甘脂、聚乙烯醇、對鄰甲苯硫磺胺、聚乙醇酸。
脫模劑可是是乙基硅油、甲基硅油、284乳化硅油、201甲基硅油、202含氯基硅油。
助劑是由水、樹脂、防腐劑、開口劑、交聯(lián)劑、增塑劑和脫模劑幾類物質中的若干物質組合構成的混合物，其中單獨的一項物質不能構成助劑。下面是助劑中各物質成分百分比的實施例例1 水40％、樹脂10％、防腐劑4％、開口劑15％、交聯(lián)劑8％、增塑劑18％和脫模劑5％；例2 水20％、樹脂8％、防腐劑6％、開口劑10％、交聯(lián)劑15％、增塑劑40％和脫模劑7％；本發(fā)明在具體的實施過程中可有下列具體實施方案1、由純淀粉、谷類粉和助劑構成，其百分比為純淀粉51％、谷類粉29％、助劑20％；2、由純淀粉、薯類粉和助劑構成，其百分比為純淀粉56％、薯類粉34％、助劑10％；3、由純淀粉、植物纖維粉和助劑構成，其百分比為純淀粉48％、植物纖維粉36％、助劑16％；
4、由純淀粉、谷類粉、薯類粉、植物纖維粉和助劑構成，其百分比為純淀粉44％、谷類粉15％、薯類粉15％、植物纖維粉15％、助劑11％。
本發(fā)明的產(chǎn)品制備方法為首先將淀粉混合物按照淀62～90％的比例放入攪拌器中，在常溫下攪拌300-600秒，接著在不停止攪拌運動過程中加入10～38％的助劑，然后在常溫下再攪拌300-600秒至攪拌均勻，其中助劑由水、樹脂、防腐劑、開口劑、交聯(lián)劑、增塑劑和脫模劑幾類物質中的若干物質組合構成的混合物，淀粉混合物是由淀粉同附加粉構成，附加粉為谷類、薯類、植物干莖纖維中的一種或若干種物質的混合物，淀粉同附加粉在成品中的成分百分比為淀粉30～60％，附加粉20～50％；然后將攪拌均勻的物料在加熱狀態(tài)下采用模具塑壓成型，其中液壓機上下模板的溫度在98-180之間，且上下模板之間溫差范圍在5-30之間，同時液壓機的工作壓強應在0.018Mpa以內，模具和模后壓制的時間在30-180秒之間，且在壓制保壓的過程中瞬間開模排氣的過程為1-6次，每次排氣的時間限定在0.5-2秒之間。
在制備助劑時，采用的加熱反應的器皿為帶有攪拌器的夾層不銹鋼器皿，加熱常溫下開始，加熱的溫度限定在100℃-200℃之間，加熱的時間為1小時以內。
下面是本發(fā)明的四個具體實施例的制備的簡單工藝過程1.純淀粉306kg玉米粉174kg攪拌600秒，然后加助劑120kg攪拌600秒后，卸料、上機、熱壓成型。
2.純淀粉448kg土豆粉272kg攪拌400秒，然后加助劑80kg攪拌600秒，卸料、上機、熱壓成型。
3.純淀粉768kg揶殼粉576kg攪拌300秒，然后加助劑256kg攪拌600秒，卸料、上機、熱壓成型。
4.純淀粉792kg大米粉270kg木薯粉270kg麥桿粉270kg攪拌600秒，然后加助劑198kg攪拌600秒，卸料、上機、熱壓成型。
以上四個實施例的具體制備過程參考前面所述，這里不在一一贅述。
先從以下八個方面將本發(fā)明與現(xiàn)有降解塑料比較，闡述本發(fā)明的優(yōu)點1、環(huán)保方面。由于本發(fā)明源于自然、取之自然、面歸自然，其環(huán)保價值本發(fā)明中尤為顯的突出。并且其所采用的原料在自然環(huán)境中具有的全降解屬性以及本發(fā)明的生產(chǎn)工藝的簡便，使其極易得到廣泛推廣與應用。
2、原料供給方面。本發(fā)明的原料具有往復循環(huán)、資源再生、價格低廉、易于獲得等優(yōu)點。
3、配制加工方面。助劑配制以及成品料配制的過程優(yōu)于其它降解塑料配制過程。具有生產(chǎn)工序節(jié)省，原料按計量混合后僅需常規(guī)攪拌、攪拌后不需要特殊處理，且整個過程不會產(chǎn)生任何三廢現(xiàn)象，根本上杜絕塑料制品對生產(chǎn)者的危害，對生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)人員的健康都有充分的保障。
4、設備條件方面。本發(fā)明所采用的生產(chǎn)設備均為目前技術已經(jīng)十分成熟、普及的設備，其價格性能比遠高于其他同類產(chǎn)品。
5、操作性能方面。從原料的購入直至完成產(chǎn)品配制，本發(fā)明都具有充分的可實施性，其簡單的操作過程使得產(chǎn)品各方面的質量和精度都可以得到保證。
6、控制性能方面。本發(fā)明對于其生產(chǎn)的各種工業(yè)產(chǎn)品都可以通過生產(chǎn)設備輸入的指令完成。例如當需要生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有不同的柔韌性或很好的抗沖擊強度，可以通過調整保壓時間和熱量予以滿足。
7、產(chǎn)品能耗方面。本發(fā)明采用的生產(chǎn)設備相對目前注塑機來說，其功率大大降低，節(jié)約了能源。
8、廢舊產(chǎn)品的再利用方面。采用本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品，在經(jīng)過使用后，其廢棄物可自然降解，同時其也可用語家居植物肥料和進行堆肥化處理。
權利要求
1.全生物降解塑料，包括淀粉混合物和助劑，其特征在于淀粉混合物和助劑的成分比為淀粉混合物62～90％，助劑10～38％；其中助劑是由水、樹脂、防腐劑、開口劑、交聯(lián)劑、增塑劑和脫模劑幾類物質中的若干物質組合構成。
2.根據(jù)權利要求1所述的全生物降解塑料，其特征在于淀粉混合物是由淀粉同附加粉構成，附加粉為谷類、薯類、植物干莖纖維中的一種或若干種的混合物；淀粉同附加粉在成品中的成分百分比為淀粉30～60％，附加粉20～50％。
3.根據(jù)權利要求1所述的全生物降解塑料，其特征在于助劑中水、樹脂、防腐劑、開口劑、交聯(lián)劑、增塑劑和脫模劑的成分百分比為水20～40％、樹脂8～10％、防腐劑4～6％、開口劑10～15％、交聯(lián)劑8～15％、增塑劑18～40％、脫模劑5～7％。
4.全生物降解塑料產(chǎn)品的制備方法，其特征在于首先將淀粉混合物以62～90％的成分比例放入攪拌器中，在常溫下攪拌300～600秒，接著在不停止攪拌運動過程中加入10～38％的助劑，然后在常溫下再攪拌300～600秒至攪拌均勻，其中助劑由水、樹脂、防腐劑、開口劑、交聯(lián)劑、增塑劑和脫模劑幾類物質中的若干物質組合構成的混合物，淀粉混合物是由淀粉同附加粉構成，附加粉為谷類、薯類、植物干莖纖維中的一種或若干種物質的混合物，淀粉同附加粉在成品中的成分百分比為淀粉30～60％，附加粉20～50％；然后將攪拌均勻的物料在加熱狀態(tài)下利用液壓機采用模板塑壓，使其成型，其中液壓機上下模板的溫度在98℃～180℃之間，且上下模板之間溫差范圍在5℃～30℃之間，同時液壓機的工作壓強應在0.018Mpa以內，上下模板和模后壓制的時間在30～180秒之間，且在壓制保壓的過程中可瞬間開模排氣的過程為1-6次，每次排氣的時間在0.5～2秒之間。
5.根據(jù)權利要求5所述的全生物降解塑料產(chǎn)品的制備方法，其特征在于在制備助劑時，采用加熱煮熬反應，且所采用的器皿為帶有攪拌器的夾層不銹鋼器皿，加熱常溫下開始，且加熱的溫度限定在100℃～200℃之間，加熱的時間為1小時以內。
全文摘要
本發(fā)明涉及降解塑料技術領域，特指一種全生物降解塑料及其產(chǎn)品制備方法，其技術方案為其由淀粉混合物和助劑構成，且淀粉混合物和助劑的成分比為淀粉混合物62～90％，助劑10～38％；其中助劑是由水、樹脂、防腐劑、開口劑、交聯(lián)劑、增塑劑和脫模劑幾類物質中的若干物質組合構成。其制備方法為模塑熱壓成型的方法。由于其采用的原料大部分是利用自然界中再生物質，因此使的本發(fā)明時候后的廢棄物在自環(huán)境中徹底分化降解。
文檔編號C08L3/00GK1454925SQ0214962
公開日2003年11月12日 申請日期2002年12月13日 優(yōu)先權日2002年12月13日
發(fā)明者張沛生, 葉建濱 申請人:張沛生, 葉建濱