CN112608613A - 一种可生物降解的树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可生物降解的树脂组合物及其制备方法，树脂组合物按重量计包括：植物粉56％‑70％、淀粉8％‑20％、山梨醇2％‑7％、聚丙烯4％‑6％、聚乙烯7％‑11％、偶联剂硅烷5％‑10％、甘油2％‑4％、光敏剂0.4％‑1％、过硫酸盐0.4％‑1％、六偏磷酸盐0.4％‑1％、二元醇0.4％‑1％、多元酸混合物0.4％‑1％。本发明的可生物降解的组合物，能够将农业生产的农业废弃物回收利用，降低原料成本，减少农业废弃物对环境产生的污染以及处理农业废弃物对环境造成的二次污染。本发明的组合物在自然条件下，可在3到4个月降解完成。

Description

一种可生物降解的树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及可生物降解材料领域，具体涉及一种可生物降解的树脂组合物及其制备方法。

背景技术

电商时代对包装材料，包括薄膜材料、泡沫材料、片状材料如包装盒等的需求越来越大。目前，包装材料中传统塑料还占相当大的比重。众所周知，传统塑料在自然环境中的降解周期非常长，造成了非常严重的白色污染。世界各国很早就意识到了这一问题的严重性，并一直致力于寻找可生物降解的替代产品。

经过多年的努力，已经开发出了一些替代产品。但这些替代产品还不是特别理想，存在各种问题。有的生物降解性好，但成本高，工艺复杂。有的成本低，工艺相对简单，但降解性能差。此外，农业生产过程中产生的农业废弃物也是污染环境的一个重要因素，对农业废弃物的处理，比如焚烧处理对环境会产生二次污染。现有的替代产品中没有充分利用农业废弃物。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点而提供一种充分利用农业废弃物制备可生物降解的树脂组合物及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可生物降解的树脂组合物，按重量计包括：植物粉56％-70％、淀粉8％-20％、山梨醇2％-7％、聚丙烯4％-6％、聚乙烯7％-11％、偶联剂硅烷5％-10％、甘油2％-4％、光敏剂0.4％-1％、过硫酸盐0.4％-1％、六偏磷酸盐0.4％-1％、二元醇0.4％-1％、多元酸混合物0.4％-1％。

其中，植物粉为甘蔗渣、花生壳、干松针、谷糠、大豆壳中的任意一种或其组合。

其中，淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉或马铃薯淀粉中的任意一种或其组合。

其中，过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的任意一种或其组合。

其中，六偏磷酸盐为六偏磷酸钠或六偏磷酸钾中的任意一种或其组合。

其中，二元醇为丙二醇、乙二醇、丁二醇己二醇或辛二醇中的任意一种或其组合。

其中，多元酸混合物按重量计包括：马来酸12％-20％、丁二酸12％-20％、丙二酸12％-20％、乙二酸12％-20％、庚二酸12％-20％、富马酸12％-20％、邻二甲苯6％-8％。

其中，植物粉和淀粉的粒径大于80目。

其中，山梨醇、聚丙烯和聚乙烯的粒径大于80目。

一种上述可生物降解的树脂组合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将植物粉用浓度0.3％-1.2％的硫酸或盐酸浸泡3-12小时，干燥，使其含水量少于10％，然后将其粉碎至粒径大于80目；

(2)、将淀粉、山梨醇、聚丙烯、聚乙烯粒料粉碎至其粒径大于80目；

(3)、将上述步骤(1)和(2)得到的粉料在搅拌机中混合，加入偶联剂硅烷、甘油、光敏剂，在500-800转/分、120-160℃的条件下，搅拌混合5-15分钟；

(4)、将搅拌机温度降低到70-90℃、转速提高到900-1200转/分，加入过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、多元酸混合物进行搅拌混合，在950-1050转/分、80℃-85℃的条件下，搅拌、混合、改性30分钟后得到混合物；

(5)、再将混合物放入混炼机中，在125℃-160℃混炼15-30分钟。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果包括：

1.本发明的可生物降解的组合物，能够将农业生产的农业废弃物回收利用，降低原料成本，减少农业废弃物对环境产生的污染以及处理农业废弃物对环境造成的二次污染。本发明的组合物在自然条件下，可在3到4个月降解完成。

2.由于产品内含有淀粉，降解后可做植物生长的有机肥。

3.通过添加的山梨醇制成的塑料袋与餐饮具，可使食品保持一定的水分，防止干燥，还可防止糖及盐析出结晶，以能保持甜、酸、苦味强度的平衡，增强食品的风味。

附图说明

图1为本发明可生物降解的树脂组合物的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本发明进一步的说明和解释。但应该理解的是，这些实施例并不构成对本发明保护范围的限制。除非特别说明，下述实施例中各组分的用量为重量份。

实施例1

附图1示出了本发明的用于餐饮具和地膜及包装袋的促进其生物降解的树脂组合物的制备工艺流程图。

将甘蔗渣用0.8％(重量)的稀硫酸溶液浸泡5小时。过滤得到处理后的甘蔗渣，将其干燥直至其含水量小于10％(重量)，得到37份的甘蔗渣。然后将37份由此得到的甘蔗渣、3份淀粉、25份轻质碳酸钙、5份山梨醇、3份聚乙烯、9份聚丙烯混合均匀，在粉碎机中粉碎，过70目筛，取筛下物。

将上述得到的甘蔗渣、山梨醇、淀粉、聚乙烯、聚丙烯的混合物与4份甘油、1份乳化硅油、5份硅烷、4份硬脂酸、4份硬脂酸铁和60ppm二苯甲酮混合均匀，得到其混合物料。将混合物料在双螺杆挤出机中于170℃混炼得到混炼料，经挤出造粒得到本发明的组合物母粒。将由此得到的母粒与聚丙烯以50：50的重量比混合均匀后注入餐饮具模具中，在35℃保温定型2小时，即得到具有良好生物降解性能的餐饮具。

上述制得的餐饮具在自然界的自然光合作用条件下，在3-4个月内可基本上完全降解。

实施例2-5

釆用与实施例1相同的方法制备本发明的用于餐饮具和地膜及包装袋的促进其生物降解的组合物，只是原料成分如下表一所示。

	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
					淀粉	3	3	3	3
山梨醇	4	4	5	4
					甘蔗渣粉	15	-	-	13
花生壳粉	18	15	-	-
					干松针粉	-	18	-	-
谷糠粉	5	4	15	-
					大豆壳粉	-	-	10	10
稻壳粉	-	-	13	15
					轻质碳酸钙	27	27	-	-
重质碳酸钙	-	-	26	26
					硬脂酸	3	4	3	4
硬脂酸铁	4	5	4	5
					聚乙烯	3	3	4	3
聚丙烯	9	8	8	9
					甘油	4	-	-	4
环氧大豆油	-	4	4	-
					硅烷	4	4	4	3
乳化硅油	1	1	1	1
					二苯甲酮	60ppm	60ppm	60ppm	60ppm

表一

将由实施例2-5制得的组合物分别与聚丙烯和聚乙烯混合，用常规的设备和方法制备餐饮具和地膜及包装袋等制品。这些制品在自然界的自然光合作用条件下，在3-4个月内可基本上完全降解。

工业应用性

本发明可广泛用于制备各种塑料制品，例如各种餐饮具、快餐餐盒、农用地膜、包装袋以及各种挤出片材和塑料包装制品等。这些制品在自然界的自然光合作用条件下，在3-4个月内可基本上降解，因此可以消灭或大大减轻塑料制品对环境的污染。

实施例3

一种环保型塑料袋和餐饮具的可生物降解的树脂组合物配方，包括如下原料：植物粉56％-70％、淀粉8％-20％、山梨醇2％-7％、聚丙烯4％-6％、聚乙烯7％-11％、偶联剂硅烷5％-10％、甘油2％-4％、光敏剂0.4％-1％、过硫酸盐0.4％-1％、六偏磷酸盐0.4％-1％、二元醇0.4％-1％、多元酸混合物0.4％-1％。植物粉为甘蔗渣、花生壳、干松针、谷糠、大豆壳等植物的任意一种或其组合。

将从甘蔗渣、花生壳、干松针、稻壳、小米麸和大豆壳中选出的一种或多种植物，置于浓度为0.3％-1.2％的硫酸或盐酸浸泡3-12小进行脱脂、改性和洗涤；将所得的植物粉与淀粉、山梨醇、聚丙烯、聚乙烯混合，粉碎后得到的粉体粒径大于80目以上，优选为80目；将所得粉体与碳酸钙、硬脂酸、硬脂酸盐混合，加入偶联剂、消泡剂、甘油或环氧化大豆油、光敏剂。

本实施例中，本发明原料优选的重量百分比为植物粉60％、淀粉10％、山梨醇3％、聚丙烯5％、聚乙烯10％、偶联剂硅烷7％、甘油3％、光敏剂0.4％、过硫酸盐0.4％、六偏磷酸盐0.4％、二元醇0.4％、多元酸混合物0.4％。

本实施例中，淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉或马铃薯淀粉中的任意之一或其组合，优选玉米淀粉。

本实施例中，六偏磷酸盐为六偏磷酸钠或六偏磷酸钾的任意之一或其组合，优选六偏磷酸钠。

本实施例中，过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠任意之一或其组合，优选过硫酸铵。

本实施例中，二元醇为丙二醇、乙二醇、丁二醇己二醇或辛二醇任意之一或其组合，优选丙二醇。

本实施例中，多元酸混合物由马来酸、丁二酸、丙二酸、乙二酸、庚二酸、富马酸、邻二甲苯配比制成，其配比如下表二所示；其中，优选重量百分比为18％马来酸、18％丁二酸、16％丙二酸、16％乙二酸、13％庚二酸、12％富马酸、7％邻二甲苯。

表二

本实施例中，多元酸混合物为十八酸中的一种或多种配比制成。

本实施例中，植物粉、淀粉粉碎颗粒为80目以上。

本实施例中，山梨醇、聚丙烯和聚乙烯粉碎颗粒为80目以上。

实施例3.1

将上述配方生产成环保型塑料袋时：

选取植物粉60％、淀粉10％、山梨醇4％、聚丙烯5％、聚乙烯8％、偶联剂硅烷7％、甘油2％、光敏剂0.5％、过硫酸盐0.5％、六偏磷酸盐1％、二元醇1％、多元酸混合物1％，将其植物粉、淀粉、山梨醇、聚丙烯、聚乙烯粉碎，加入偶联剂硅烷、甘油、光敏剂、过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、多元酸混合物加入搅拌机混合，在600转/分、140℃的条件下，搅拌混合5分钟，再将混合材料放入造粒机混炼、熔融、挤出、冷却后切粒，得到制作薄膜的生物降解树脂颗粒，再将生物降解颗粒放入吹膜机中制作薄膜即可。

实施例3.2

将上述配方生产成环保型餐饮具(打包盒)时：

选取植物粉65％、淀粉8％、山梨醇4％、聚丙烯4％、聚乙烯7％、偶联剂硅烷7％、甘油2％、光敏剂1％、过硫酸盐0.5％、六偏磷酸盐0.5％、二元醇0.5％、多元酸混合物0.5％，将其植物粉、淀粉、山梨醇、聚丙烯、聚乙烯粉碎，加入偶联剂硅烷、甘油、光敏剂、过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、多元酸混合物在高速混合机内搅拌改性30分钟，再将制备好的混合料加入成型机的料斗内，成型机主机的螺杆直径135mm，螺杆长径比例22：1，螺杆转速为90转/分钟，机筒的温度为第一段150℃，第二段160℃，第三段170℃，第四段180℃，在上述条件混合下，被加工成热超性整体均质的淀粉树脂熔融物，再由主机的出口模塑投入到成型机，再加工成一定形状的餐饮具(打包盒)。

以上的实施例对本发明进行了进一步的详细说明和描述，但对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可生物降解的树脂组合物，其特征在于，按重量计包括：植物粉56％-70％、淀粉8％-20％、山梨醇2％-7％、聚丙烯4％-6％、聚乙烯7％-11％、偶联剂硅烷5％-10％、甘油2％-4％、光敏剂0.4％-1％、过硫酸盐0.4％-1％、六偏磷酸盐0.4％-1％、二元醇0.4％-1％、多元酸混合物0.4％-1％。

2.根据权利要求1所述的可生物降解的树脂组合物，其特征在于，所述植物粉为甘蔗渣、花生壳、干松针、谷糠、大豆壳中的任意一种或其组合。

3.根据权利要求1所述的可生物降解的树脂组合物，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉或马铃薯淀粉中的任意一种或其组合。

4.根据权利要求1所述的可生物降解的树脂组合物，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的任意一种或其组合。

5.根据权利要求1所述的可生物降解的树脂组合物，其特征在于，所述六偏磷酸盐为六偏磷酸钠或六偏磷酸钾中的任意一种或其组合。

6.根据权利要求1所述的可生物降解的树脂组合物，其特征在于，所述二元醇为丙二醇、乙二醇、丁二醇己二醇或辛二醇中的任意一种或其组合。

7.根据权利要求1所述的可生物降解的树脂组合物，其特征在于，所述多元酸混合物按重量计包括：马来酸12％-20％、丁二酸12％-20％、丙二酸12％-20％、乙二酸12％-20％、庚二酸12％-20％、富马酸12％-20％、邻二甲苯6％-8％。

8.根据权利要求1所述的可生物降解的树脂组合物，其特征在于，所述植物粉和淀粉的粒径大于80目。

9.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述山梨醇、聚丙烯和聚乙烯的粒径大于80目。

10.一种权利要求1所述的可生物降解的树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、将所述植物粉用浓度0.3％-1.2％的硫酸或盐酸浸泡3-12小时，干燥，使其含水量少于10％，然后将其粉碎至粒径大于80目；

(2)、将所述淀粉、山梨醇、聚丙烯、聚乙烯粒料粉碎至其粒径大于80目；

(3)、将上述步骤(1)和(2)得到的粉料在搅拌机中混合，加入所述偶联剂硅烷、甘油、光敏剂，在500-800转/分、120-160℃的条件下，搅拌混合5-15分钟；

(4)、将搅拌机温度降低到70-90℃、转速提高到900-1200转/分，加入所述过硫酸盐、六偏磷酸盐、二元醇、多元酸混合物进行搅拌混合，在950-1050转/分、80℃-85℃的条件下，搅拌、混合、改性30分钟后得到混合物；

(5)、再将所述混合物放入混炼机中，在125℃-160℃混炼15-30分钟。

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