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CN107118485A - 一种塑料母粒的生产方法 - Google Patents

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CN107118485A
CN107118485A CN201710328908.9A CN201710328908A CN107118485A CN 107118485 A CN107118485 A CN 107118485A CN 201710328908 A CN201710328908 A CN 201710328908A CN 107118485 A CN107118485 A CN 107118485A
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starch
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刘明
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Shandong Normal University
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Shandong Normal University
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/02—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to polysaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
    • C08F251/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof on to cellulose or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种塑料母粒的生产方法。本发明是通过如下技术方案实现的：先将淀粉和丙烯酸甲酯进行接枝共聚反应，制得改性淀粉；调整改性淀粉的含水量后，通过挤出机对改性淀粉进行造粒；再对得到的粒料进行干燥；然后再对聚丁二酸‑丁二醇等生物可生物降解聚酯进行干燥；最后再将干燥后的改性淀粉和聚酯混合造粒，得到本发明的可生物降解的淀粉基塑料母粒。本发明材料可完全生物降解，加工和使用性能好，生产成本低，具有较大的竞争优势以及广阔的市场前景。

Description

一种塑料母粒的生产方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种可完全生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法。
背景技术
近年来，随着环境污染及能源危机的不断加深，人们的环保意识不断增强，环境友好可降解的复合材料越来越受到人们的重视，成为塑料未来发展的方向。
申请人于2016年5月30日提交的公开号为CN106046430A、名称为一种可完全生物降解的复合材料的专利申请材料披露了一种可完全生物降解的复合材料及其制备方法，该复合材料主要是由淀粉、丙烯酸酯与淀粉的接枝共聚物和聚丙烯酸酯混合后再与一定比例的可完全生物降解树脂，再添加一定量的增塑剂混炼而成。该复合物能够完全生物降解，具有塑料树脂的加工性能和使用性能。并且由于大量淀粉的加入，相对市场上的其他生物降解树脂，复合物的价格大大降低，具有较大的市场前景。但是，由于该复合物在制备时，所加入的淀粉大部分未经加工改性，影响了复合物的加工性能和使用性能。其次，淀粉与丙烯酸酯接枝共聚物市场销量小，也严重影响到该技术方案的具体实施。
发明内容
为了弥补上述技术方案的缺陷，本发明提供了一种新的生产可完全生物降解复合材料的生产方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，由以下步骤构成：
A.将淀粉和丙烯酸甲酯进行接枝共聚反应，制得改性淀粉；
B.调整改性淀粉的含水量，使水分占物料重量比的18-30％；
C.将由B步骤得到的混合物通过造粒机进行造粒；
D.对由C步骤得到的粒料进行干燥，得到粒一；
E.选取可生物降解树脂聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇、聚丁二酸-丁二醇、聚丁二酸-己二酸-丁二醇、聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇中的一种或几种的组合进行干燥处理，得到粒二；
F.将由D和E步骤得到的物料混合后挤出造粒，得到可生物降解的淀粉基塑料母粒。
优选的，一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，其中所述步骤A中，改性工艺中加入的丙烯酸甲酯的重量比为3--30wt％。
优选的，一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，其中所述步骤C中,造粒机造粒时温度不超过60摄氏度。
优选的，一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，其中所述步骤D中，干燥温度为50-60摄氏度。
优选的，一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，其中所述步骤D中，干燥温度为55摄氏度。
优选的，一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，其中所述步骤E中，干燥温度为70-90摄氏度，干燥时间为5-24小时。
优选的，一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，其中所述步骤F中，粒二所占重量比为10--50％。
优选的，一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，其中所述步骤F中，粒二所占重量比为30-40％。
优选的，一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，其中所述步骤F中，在挤出造粒时，加入马来酸酐。
优选的，一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，其中所述步骤F中，马来酸酐的加入量占混合物重量比为1-3％。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种可完全生物降解的复合材料的生产方法，该方法生产的复合材料中对添加的淀粉进行了接枝改性，增加了混合物之间的相容性，极大提高了复合物的加工性能和使用性能。另外，接枝改性后的淀粉无需干燥到极低的含水量，在将其含水量降低至30％以下时就可以进入到加工工序，这也大大降低了生产中的能耗，节约了生产成本。
具体实施方式
下面通过具体实施方案对本发明作进一步详细描述，但这些实施实例仅在于举例说明，并不对本发明的范围进行限定。
实施例一
将9000g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的容器中，搅拌均匀后加入1000g丙烯酸甲酯，然后再向容器中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从容器中导出并放入离心机中去水，当含水量到达20％时取出，即得淀粉与丙烯酸甲酯接枝聚合物的淀粉基树脂组合物。将组合物放入单螺杆挤出机进行造粒，得到母粒一。其中，单螺杆挤出机的长径比为25，转速为50rpm，温度区间依次设置为30、50、50、50、50摄氏度，模口直径为1mm。
然后再将母粒一放入干燥器中干燥24小时，干燥温度设定为55摄氏度。
将4000g聚丁二酸丁二醇酯粒在干燥器中干燥5小时，干燥温度设定为80摄氏度，得到母粒二。
将6000g母粒一和4000g母粒二加入到单螺杆挤出机进行造粒，得到本发明方法的产物，其中单螺杆挤出机长径比25，转速60r/min，温度设置为80、120、130、130、130摄氏度，模口直径为1mm。
实施例二
将9600g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的容器中，搅拌均匀后加入400g丙烯酸甲酯，然后再向容器中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从容器中导出并放入离心机中去水，当含水量到达28％时取出，即得淀粉与丙烯酸甲酯接枝聚合物的淀粉基树脂组合物。将组合物放入单螺杆挤出机进行造粒，得到母粒一。其中，单螺杆挤出机的长径比为25，转速为50rpm，温度区间依次设置为30、55、55、55、55，模口直径为1mm。
然后再将母粒一放入干燥器中干燥36小时，干燥温度设定为60摄氏度。
将10000g聚丁二酸丁二醇酯粒在干燥器干燥10小时，干燥温度设定为85摄氏度，得到母粒二。
将4000g母粒一和4000g母粒二加入单螺杆挤出机进行造粒，得到本发明方法的产物，其中单螺杆挤出机长径比25，转速60r/min，温度设为80、110、120、120、120，模口直径为1mm。
实施例三
将7500g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的容器中，搅拌均匀后加入2500g丙烯酸甲酯，然后再向容器中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从容器中导出并放入离心机中去水，当含水量到达30％时取出，即得淀粉与丙烯酸酯接枝聚合物的淀粉基树脂组合物。将组合物放入单螺杆挤出机进行造粒，得到母粒一。其中，单螺杆挤出机的长径比为25，转速为50rpm，温度区间依次设置为30、58、58、58、58，模口直径为1mm。
然后再将母粒一放入干燥器中干燥48小时，干燥温度设定为50摄氏度。
将1500g聚丁二酸丁二醇酯粒在干燥器干燥5小时，干燥温度设定为80摄氏度，得到母粒二。
将8500g母粒一和1500g母粒二加入单螺杆挤出机进行造粒，得到本发明方法的产物，其中单螺杆挤出机长径比25，转速60r/min，温度设置为80、120、130、130、120，模口直径为1mm。
实施例四
将8500g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的容器中，搅拌均匀后加入1500g丙烯酸甲酯，然后再向容器中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从容器中导出并放入离心机中去水，当含水量到达25％时取出，即得淀粉与丙烯酸酯接枝聚合物的淀粉基树脂组合物。将组合物放入单螺杆挤出机进行造粒，得到母粒一。其中，单螺杆挤出机的长径比为25，转速为50rpm，温度区间依次设置为30、55、55、55、55，模口直径为1mm。
然后再将母粒一放入干燥器中干燥24小时，干燥温度设定为60摄氏度。
将3000g聚丁二酸丁二醇酯粒在干燥器干燥10小时，干燥温度设定为75摄氏度，得到母粒二。
将7000g母粒一和3000g母粒二加入单螺杆挤出机进行造粒，得到本发明方法的产物，其中单螺杆挤出机长径比25，转速60r/min，温度设置为80、120、135、135、135，模口直径为1mm。
实施例五
将9600g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的容器中，搅拌均匀后加入400g丙烯酸甲酯，然后再向容器中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从容器中导出并放入离心机中去水，当含水量到达28％时取出，即得淀粉与丙烯酸酯接枝聚合物的淀粉基树脂组合物。将组合物放入单螺杆挤出机进行造粒，得到母粒一。其中，单螺杆挤出机的长径比为25，转速为50rpm，温度区间依次设置为30、60、60、60、60，模口直径为1mm。
然后再将母粒一放入干燥器中干燥36小时，干燥温度设定为60摄氏度。
将10000g聚丁二酸丁二醇酯粒在干燥器干燥10小时，干燥温度设定为85摄氏度，得到母粒二。
将4000g母粒一、4000g母粒二和240g马来酸酐加入单螺杆挤出机进行造粒，得到本发明方法的产物，其中单螺杆挤出机长径比25，转速60r/min，温度设为80、120、135、135、130，模口直径为1mm。
实施例六
将9000g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的容器中，搅拌均匀后加入1000g丙烯酸甲酯，然后再向容器中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从容器中导出并放入离心机中去水，当含水量到达20％时取出，即得淀粉与丙烯酸酯接枝聚合物的淀粉基树脂组合物。将组合物放入单螺杆挤出机进行造粒，得到母粒一。其中，单螺杆挤出机的长径比为25，转速为50rpm，温度区间依次设置为30、52、52、52、52，模口直径为1mm。
然后再将母粒一放入干燥器中干燥24小时，干燥温度设定为55摄氏度。
将4000g聚丁二酸丁二醇酯粒在干燥器干燥5小时，干燥温度设定为80摄氏度，得到母粒二。
将6000g母粒一、4000g母粒二和200g马来酸酐加入单螺杆挤出机进行造粒，得到本发明方法的产物，其中单螺杆挤出机长径比25，转速60r/min，温度设置为80、120、130、130、130，模口直径为1mm。
实施例七
依次分别用聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇、聚丁二酸-己二酸-丁二醇、聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇替代聚丁二酸丁二醇，重复上述实施方法，可得本发明方法的产物。
本发明所涉及的可完全生物降解的淀粉基塑料母粒，可通过传统塑料加工设备进行注塑、吸塑、吹塑、吹膜、发泡等工艺成型，用以生产完全生物降解的塑料制品。

Claims (9)

1.一种塑料母粒的生产方法，所述塑料母料为可生物降解的淀粉基塑料母料，其特征在于，有以下步骤构成：
A.将淀粉和丙烯酸甲酯进行接枝共聚反应，制得改性淀粉；
B.调整改性淀粉的含水量，使水分占物料重量比的15-30％；
C.将由B步骤得到的混合物进行造粒；
D.对由C步骤得到的粒料进行干燥，得到粒一；
E.选取可生物降解树脂聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇、聚丁二酸-丁二醇、聚丁二酸-己二酸-丁二醇、聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇中的一种或几种的组合进行干燥处理，得到粒二；
F.将粒一和粒二混合后再造粒，得到可生物降解的淀粉基塑料母粒。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其中所述步骤A中，淀粉改性时加入的丙烯酸甲酯的重量比为3--30wt％。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其中所述步骤C中,造粒机造粒时温度不超过60摄氏度。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其中所述步骤D中，干燥温度为50-60摄氏度。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其中所述步骤E中，干燥温度为70-90摄氏度，干燥时间为5-24小时。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其中所述步骤F中，粒二所占重量比为10--50％。
7.根据权利要求7所述的生产方法，其中所述步骤F中，粒二所占重量比为30-40％。
8.根据权利要求1、6或者7所述的一种可生物降解的淀粉基塑料母粒的生产方法，其中所述步骤F中，在挤出造粒时，加入马来酸酐。
9.根据权利要求8所述的生产方法，其中所述步骤F中，马来酸酐所占重量比为1-3％。
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