CN112677449A - 一种可降解双层塑料瓶及其吹塑成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，以可降解树脂颗粒料为原料，包括如下步骤：（1）原料熔融；（2）制坯；（3）吹塑成型。本发明一种可降解双层塑料瓶及其吹塑成型方法，以可降解复合树脂颗粒为原料，通过双料注塑机吹塑工艺的设计，尤其是双层瓶胚内层和外层厚度的设计以及变压力吹制工艺的设计，有效提高内层和外层的吹胀均匀性，防止局部胀破，所得双层瓶的瓶体更加坚固耐用，解决了现有可降解塑料不能用于吹塑制瓶的问题。

Description

一种可降解双层塑料瓶及其吹塑成型方法

技术领域

本发明涉及塑料瓶的制备技术领域，特别是涉及一种可降解双层塑料瓶及其吹塑成型方法。

背景技术

塑料瓶由于具有塑料制品的诸多优点，在人们的生产生活中有大量的应用。塑料制品使用弃置后于自然环境中不容易自动降解消失，上百年也不会降解，造成视觉污染和破坏生态平衡，随着科技和社会发展要求，人们研究和开发新型热塑性可降解材料替代传统塑料的使用。

目前可降解塑料主要应用于薄膜产品领域，在塑料瓶方面的应用仍然较少，尤其是采用吹塑工艺制备可降解双层塑料瓶在行业内的研究较少。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，以可降解树脂颗粒料为原料，包括如下步骤：

（1）原料熔融：将可降解树脂颗粒料加入到双料注塑机的两个料桶内进行加热熔融成塑料熔体；

（2）制坯：将上述熔融后的塑料熔体在所述双料注塑机内通过注塑复合工艺，加工成双层瓶胚；

（3）吹塑成型：将步骤（2）中背背的双层瓶胚预热，然后放入吹瓶机模具内吹制成所述可降解双层塑料瓶；

在本发明一个较佳实施例中，所述可降解树脂颗粒料包括如下重量份组分：可降解复合树脂基体75～90份、淀粉15～20份、木质素20～25份、降解添加剂5～10份、相容剂1～2份、增塑剂1～1.5份、增强剂15～20份。

在本发明一个较佳实施例中，所述可降解复合基体树脂包括重量比为2:2:1～2:3:2的PBAT、HDPE和PBS。

在本发明一个较佳实施例中，所述降解添加剂为重量比为1:1～2:1的柠檬酸和玉米油。

在本发明一个较佳实施例中，所述增强剂为混合重量比为1:1～2:1的纳米二氧化硅和碳酸钙晶须的混合物。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述加热熔融的温度为140～150℃。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述双层瓶胚的内层厚度与外层厚度之比为1:1.8～1:2.5。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述预热的工艺条件为：将双层瓶胚的胚体部分采用红外线加热灯管照射至温度为110～120℃，使胚体软化。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述吹制的工艺为：先以2.0～2.5MPa的压力吹至双层瓶胚的胚体达到成品体积的1/2～2/3，然后减压至1.0～1.5MPa，使瓶体逐渐达到成品体积，得到所述可降解双层塑料瓶。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种可降解双层塑料瓶，采用上述吹塑成型方法制备而成。

本发明的有益效果是：本发明一种可降解双层塑料瓶及其吹塑成型方法，以可降解复合树脂颗粒为原料，通过双料注塑机吹塑工艺的设计，尤其是双层瓶胚内层和外层厚度的设计以及变压力吹制工艺的设计，有效提高内层和外层的吹胀均匀性，防止局部胀破，所得双层瓶的瓶体更加坚固耐用，解决了现有可降解塑料不能用于吹塑制瓶的问题。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

实施例1

本发明揭示了一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，以可降解树脂颗粒料为原料，所述可降解树脂颗粒料包括如下重量份组分：

可降解复合树脂基体75份、淀粉15份、木质素20份、降解添加剂5份、相容剂1份、增塑剂1份、增强剂15份；

其中，所述可降解复合基体树脂包括重量比为2:2:1的PBAT、HDPE和PBS；所述PBAT属于热塑性生物降解塑料，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，具有优良的延展性、断裂伸长率、耐热性、冲击性能和生物降解性，其熔点为130℃；所述HDPE是高密度聚乙烯，有较高的刚性和韧性，机械强度好，能够提高可降解树脂的机械强度，使其满足制瓶的强度要求，其熔点为126～136℃；所述PBS是聚丁二酸丁二醇酯，由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成而得，树脂呈乳白色，无嗅无味，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料，其熔点为114℃；通过三种熔点相近的树脂材料作为树脂基体，一方面使树脂颗粒料具备可降解的性能，另一方面提高其机械强度，满足吹塑制瓶所需的熔体强度。

所述降解添加剂为重量比为1:1的柠檬酸和玉米油；所述增强剂为混合重量比为1:1的纳米二氧化硅和碳酸钙晶须的混合物；其中，碳酸钙晶须的长度为直径为1-2um，长径比为20-30，综合机械性能优异，通过碳酸钙晶须与纳米二氧化硅复配作为增强填料，能够显著提高塑料的机械强度，一方面保证吹塑制瓶过程中对塑料材料熔体强度的要求，另一方面保证吹塑成型的塑料瓶满足使用的强度要求。

所述增塑剂为柠檬酸三丁酯和甘油以1：1的重量比混合的混合物。

具体制备方法包括如下步骤：

（1）原料熔融：将可降解树脂颗粒料加入到双料注塑机的两个料桶内，在140～150℃下加热熔融成塑料熔体；

（2）制坯：设计双层瓶胚的内层厚度与外层厚度之比为1:1.8，然后根据该厚度比例，确定双料注塑机在制备瓶胚内层和外层时的注射量，通过注塑复合工艺，加工成所需内层厚度和外层厚度比例的双层瓶胚；

（3）吹塑成型：将步骤（2）中制备的双层瓶胚的胚体部分采用红外线加热灯管照射至温度为110，使胚体软化，然后放入吹瓶机模具内，采用变压力吹制工艺吹制成所述可降解双层塑料瓶；具体地，所述吹制的工艺为：先以2.0MPa的压力吹至双层瓶胚的胚体达到成品体积的2/3，然后减压至1.0MPa，使瓶体逐渐达到成品体积，得到所述可降解双层塑料瓶；通过先高压吹制，再降低压力吹制的变压力的吹制成型方式吹制成瓶，可以有效提高内层和外层的吹胀均匀性，防止局部胀破，尤其适合于熔体粘度稍低的树脂材料的吹胀制瓶。

上述方法制备的可降解塑料瓶，其瓶身厚度均匀稳定，通过双层吹塑工艺制备成双层瓶，使瓶体更加坚固耐用，通过树脂原料的选配和双层吹塑工艺的设计，解决了现有可降解塑料不能用于吹塑制瓶的问题。

上述方法制备的可降解双层塑料瓶，其瓶壁厚度为16mm，所述塑料瓶的瓶底厚度为16mm，采用堆肥法测试60天的降解率为91%。

实施例2

与实施例1的区别在于，

所述可降解树脂颗粒料包括如下重量份组分：

可降解复合树脂基体90份、淀粉20份、木质素25份、降解添加剂10份、相容剂2份、增塑剂1.5份、增强剂20份；所述降解添加剂为重量比为2:1的柠檬酸和玉米油；所述增强剂为混合重量比为2:1的纳米二氧化硅和碳酸钙晶须的混合物；所述增塑剂为柠檬酸三丁酯和甘油以1：1的重量比混合的混合物。

上述方法制备的可降解双层塑料瓶，其瓶壁厚度为18mm，所述塑料瓶的瓶底厚度为18mm，采用堆肥法测试60天的降解率为91.5%。

设计双层瓶胚的内层厚度与外层厚度之比为1:2.5。

本发明一种可降解双层塑料瓶及其吹塑成型方法，具有如下优点：

1、通过可降解复合树脂颗粒的配方设计，尤其是PBAT、PBS和HDPE复合基体的选择使用，一方面赋予塑料材料可降解的性能，另一方面提高了可降解塑料的基体强度，使其可适用于吹塑制瓶工艺，并保证所吹制的塑料瓶满足耐热性、抗冲击性和机械强度的要求；

2、通过双料注塑机吹塑工艺的设计，尤其是双层瓶胚内层和外层厚度的设计以及变压力吹制工艺的设计，有效提高内层和外层的吹胀均匀性，防止局部胀破，解决了现有可降解塑料不能用于吹塑制瓶的问题。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，其特征在于，以可降解树脂颗粒料为原料，包括如下步骤：

（1）原料熔融：将可降解树脂颗粒料加入到双料注塑机的两个料桶内进行加热熔融成塑料熔体；

（2）制坯：将上述熔融后的塑料熔体在所述双料注塑机内通过注塑复合工艺，加工成双层瓶胚；

（3）吹塑成型：将步骤（2）中背背的双层瓶胚预热，然后放入吹瓶机模具内吹制成所述可降解双层塑料瓶。

2.根据权利要求1所述的一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，其特征在于，所述可降解树脂颗粒料包括如下重量份组分：可降解复合树脂基体75～90份、淀粉15～20份、木质素20～25份、降解添加剂5～10份、相容剂1～2份、增塑剂1～1.5份、增强剂15～20份。

3.根据权利要求2所述的一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，其特征在于，所述可降解复合基体树脂包括重量比为2:2:1～2:3:2的PBAT、HDPE和PBS。

4.根据权利要求3所述的一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，其特征在于，所述降解添加剂为重量比为1:1～2:1的柠檬酸和玉米油。

5.根据权利要求4所述的一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，其特征在于，所述增强剂为混合重量比为1:1～2:1的纳米二氧化硅和碳酸钙晶须的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述加热熔融的温度为140～150℃。

7.根据权利要求1所述的一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述双层瓶胚的内层厚度与外层厚度之比为1:1.8～1:2.5。

8.根据权利要求1所述的一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述预热的工艺条件为：将双层瓶胚的胚体部分采用红外线加热灯管照射至温度为110～120℃，使胚体软化。

9.根据权利要求1所述的一种可降解双层塑料瓶的吹塑成型方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述吹制的工艺为：先以2.0～2.5MPa的压力吹至双层瓶胚的胚体达到成品体积的1/2～2/3，然后减压至1.0～1.5MPa，使瓶体逐渐达到成品体积，得到所述可降解双层塑料瓶。

10.一种可降解双层塑料瓶，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的吹塑成型方法制备而成。