一種再生納米阻燃塑料的製備方法
2023-09-21 18:27:05
一種再生納米阻燃塑料的製備方法
【專利摘要】一種再生納米阻燃塑料的製備方法，其特徵在於：其原料組分及重量份數分別為：植物纖維澱粉45-60，甘油4-6、聚乙烯40、聚乳酸20-40、合成樹脂60-80、助劑?10-15、普魯蘭多糖?5-8、抗氧劑?2-4、紫外線吸收劑1-1.5等。
【專利說明】一種再生納米阻燃塑料的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種塑料薄膜，特別是一種再生納米阻燃塑料的製備方法。
【背景技術】
[0002]眾所周知，用塑料薄膜製作的塑膠袋輕、薄、不透水、強度較大、成本低，是一種很好的包裝材料，塑膠袋的使用給人們的生活帶來了極大的方便，使塑膠袋的用量越來越大，用過後的廢棄塑膠袋不易回收、不易降解，大量的廢棄塑膠袋已成為當前汙染環境的一個嚴重的問題。為了減輕塑料薄膜對環境的汙染，人們研發出了一些環保型綠色可降解塑料薄膜，如:專利號:200710144500.2，仿紙可降解塑料薄膜及其製作工藝；以及專利號:201110051187.4，可完全生物降解塑料樹脂及其薄膜類製品的方法。這類可降解塑薄膜，其組成成分有薄膜級塑料和可引發塑料產生降解的組分，如澱粉、碳酸鈣等，這種可降解塑料薄膜是添加型可降解塑料薄膜，添加型可降解塑料薄膜為改善環境發揮了一定的積極作用。但這種可降解塑料薄膜加工的工藝性能不好、製成的塑料薄膜產品物性和外觀較差。
[0003]生物降解塑料是治理塑料廢棄物對環境汙染及緩衝石油資源矛盾的有效途徑之一，從食品的包裝袋到農用薄膜，再到電子電器產品的外殼，從一次性包裝、食用製品到經久耐用產品，生物降解塑料正逐步取代傳統塑料材料，市場前景十分廣闊。據報導，目前全球研發的生物降解塑料品種已有幾十種，主要品種有:微生物發酵合成的聚羥基脂肪酸酯(PHA、PHB、PHBV等)，化學合成的聚乳酸(PLA)、聚己內酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯、C02/環氧化合物共聚物(APC)、聚己內酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)等，天然高分子澱粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等。目前已進入中試或批量生產的品種有澱粉基塑料，PHA (PHB、PHBV、PHBH-HX等)、PLA、PBS、APC、改性PVAjg粉/PVA，PLA、PCL等塑料合金及共混物等。
[0004]另外，這種可降解塑料薄膜`的降解需要一定的固定條件，而塑料薄膜廢棄後的環境，要麼是被搞在封閉的垃圾處理系統中，要麼就是暴露在條件不固定的自然環境中，很難保徵這種塑料薄膜降解所需要的固定條件，這些降解塑料在大多數情況下，無論是在垃圾處理系統中還是在自然環境因為受條件限制而不能很好地降解。已有技術中，沒有能在廢棄後的環境中，保證降解的可降解塑料薄膜。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了克服上述不足，提出一種在廢棄後的環境中，保證降解的可降解環保綠色塑膠袋製品。
[0006]本發明的技術方案為:一種生物降解塑料，其特徵在於:其原料組分及重量份數分別為:
植物纖維澱粉45-60，
甘油4-6
聚乙烯40聚乳酸20-40
合成樹脂60-80
助劑10-15
普魯蘭多糖5-8
抗氧劑2-4
紫外線吸收劑 1-1.5 納米阻燃複合物 30-25;
所述的阻燃複合劑的製備方法為:
(1)將矽羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、納米高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質量份數配比混合，加入到 200 份二甲亞碸(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，於65°C攪拌60小時，過濾，並用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞碸(DMSO)，放入真空乾燥箱，在60°C溫度乾燥24小時，研磨過篩，得一次改性阻燃複合物；
(2)、將1份一次改性阻燃複合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，於溫度50°C攪拌10小時以上，於溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時，然後再在超聲電功率250W條件下分散3小時。過濾，並用蒸餾水洗3次，80°C真空乾燥24小時，研磨過篩，得二次改性阻燃複合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃複合物在600W功率超聲波分散40min，用恆溫加熱裝置加熱到90°C，並用機械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃複合物。
[0007]聚乙烯為低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照質量比2:2:1混料。
[0008]助劑包括增塑劑、潤滑劑、熱穩定劑，所述增塑劑選用檸檬酸三丁酯、礦物油、乙酸三丁酯、尿素、甲醯胺中的任一種，所述潤滑劑為硬脂酸鎂，所述熱穩定劑為亞磷酸三苯酯。
[0009]所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0010]一種製備所述的生物降解塑料的方法，其特徵在於:其步驟為:
(1)將植物纖維澱粉、聚乙烯、聚乳酸、合成樹脂、納米阻燃複合物和水預混合後，噴灑進已盛有助劑、普魯蘭多糖、抗氧劑、紫外線吸收劑混合物的高速攪拌混合器中攪拌，得到混合物；
(2)將步驟(1)中得到的混合物放入密煉機中密煉0.5-1小時，再用雙輥筒煉塑機開煉並壓片得到生物降解塑料。
[0011]步驟(1)中所述攪拌時間為3-5分鐘。
[0012]步驟(2)中所述密煉機的轉速設置為60_70r/min。
[0013]步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設置為130_140°C。
[0014]本發明的優點和積極效果是:
1、本發明提供的隔氧且可降解塑料薄膜在製備方法上選用目前市場上成熟的改性澱粉可降解塑料母料PBM與Pullulan多糖和薄膜級LDPE共混擠出吹膜，利用LDPE的特點，保證薄膜良好的力學性能；利用PBM和Pullulan的可降解性，實現薄膜材料的環境友好性；利用Pullulan的高隔氧性，提高薄膜材料的隔氧性；利用澱粉與Pullulan作為糖類物質在結構上的相似性，提高塑料薄膜材料整體的相容性；通過控制LDPE/PBM/PulIulan體系的共混配比，可實現對隔氧性和可降解性等的調控。[0015]2、本發明提供的隔氧且可降解塑料薄膜在富氧及微生物的作用下會自動分解，廢棄後的薄膜能被自然界中微生物完全降解消化，最終生成二氧化碳和水，較相同厚度的LDPE薄膜隔氧性能可提高40%。本發明的製備方法工藝簡單、生產效率高、工業化實施容易、可用普通塑料吹膜機進行生產。本發明製備的阻燃劑不含滷素、有機物，無毒環保，應用前景廣闊；本發明進行二次改性，這樣的好處是:增加反應活性點，提高改性效果；改性的同時又能蒸除體系中的水分，乾燥與改性同時進行，提高了工作效率；納米級矽羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等自身微孔中存在大量的物理和化學吸附水，在高溫下產生水蒸汽，阻斷氧氣，吸收熱量，達到多重阻燃的功效；強大吸附性能可以有效改善幾種阻燃劑的協同作用，阻止被阻燃物質溫度升高，提高了阻燃效率；矽羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等資源豐富，大大降低了阻燃劑的工業成本，也為凹凸棒土的開發應用提供了一條新途徑；本發明採用溶液法超聲波分散及機械高速攪拌器攪拌，使得阻燃劑各自組分在溶液中達到了納米級分散，有效避免了對複合材料的自然氧化，從而使複合材料具有更好的力學性能。複合材料的氧指數為41抗拉強度為5MPa，斷裂伸長率為120%，降解周期為120天。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體的實施例對本發明做進一步詳細的說明，但本發明不限於這些實施例:
實施例1
一種生物降解塑料，其特徵在於:其原料組分及重量份數分別為:
植物纖維澱粉 45-60，
甘油4-6
聚乙烯40
聚乳酸20-40
合成樹脂60-80
助劑10-15
普魯蘭多糖5-8
抗氧劑2-4
紫外線吸收劑 1-1.5 納米阻燃複合物 30-25;
所述的阻燃複合劑的製備方法為:
(1)將矽羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質量份數配比混合，加入到 200 份二甲亞碸(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，於65°C攪拌60小時，過濾，並用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞碸(DMSO)，放入真空乾燥箱，在60°C溫度乾燥24小時，研磨過篩，得一次改性阻燃複合物；
(2)、 將1份一次改性阻燃複合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，於溫度50°C攪拌10小時以上，於溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時，然後再在超聲電功率250W條件下分散3小時。過濾，並用蒸餾水洗3次，80°C真空乾燥24小時，研磨過篩，得二次改性阻燃複合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃複合物在600W功率超聲波分散40min，用恆溫加熱裝置加熱到90°C，並用機械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃複合物。
[0017]聚乙烯為低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照質量比2:2:1混料。
[0018]助劑包括增塑劑、潤滑劑、熱穩定劑，所述增塑劑選用檸檬酸三丁酯、礦物油、乙酸三丁酯、尿素、甲醯胺中的任一種，所述潤滑劑為硬脂酸鎂，所述熱穩定劑為亞磷酸三苯酯。
[0019]所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0020]一種製備所述的生物降解塑料的方法，其特徵在於:其步驟為:
(1)將植物纖維澱粉、聚乙烯、聚乳酸、合成樹脂、納米阻燃複合物和水預混合後，噴灑進已盛有助劑、普魯蘭多糖、抗氧劑、紫外線吸收劑混合物的高速攪拌混合器中攪拌，得到混合物；
(2)將步驟(1)中得到的混合物放入密煉機中密煉0.5-1小時，再用雙輥筒煉塑機開煉並壓片得到生物降解塑料。
[0021]步驟(1)中所述攪拌時間為3-5分鐘。
[0022]步驟(2)中所述密煉機的轉速設置為60_70r/min。
[0023]步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設置為130_140°C。
[0024]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作 的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種再生納米阻燃塑料的製備方法，其特徵在於:其原料組分及重量份數分別為: 植物纖維澱粉45-60，甘油4-6聚乙烯40 聚乳酸20-40 PE合成樹脂60-80 助劑10-15甘油5-8 抗氧劑2-4 紫外線吸收劑1-1.5 聚乙二醇2-4 丙三醇2-4 納米阻燃複合物25-30; 所述的納米阻燃複合劑的製備方法為: (1)將矽羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_ 10:8_10:7_8:5_7 的質量份數配比混合，加入到 200 份二甲亞碸(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，於65°C攪拌60小時，過濾，並用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞碸(DMSO)，放入真空乾燥箱，在60°C溫度乾燥24小時，研磨過篩，得一次改性阻燃複合物； (2)、將1份一次改性阻燃複合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，於溫度50°C攪拌10小時以上，於溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時，然後再在超聲電功率250W條件下分散3小時。
2.過濾，並用蒸餾水洗3次，80°C真空乾燥24小時，研磨過篩，得二次改性阻燃複合物； (3)、將上述1份二次改性阻燃複合物在600W功率超聲波分散40min，用恆溫加熱裝置加熱到90°C，並用機械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃複合物。
3.根據權利要求1所述的生物降解塑料，其特徵在於:聚乙烯為低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照質量比2:2:1混料。
4.根據權利要求1所述的生物降解塑料，其特徵在於:助劑包括增塑劑、潤滑劑、熱穩定劑，所述增塑劑選用檸檬酸三丁酯、礦物油、乙酸三丁酯、尿素、甲醯胺中的任一種，所述潤滑劑為硬脂酸鎂，所述熱穩定劑為亞磷酸三苯酯。
5.根據權利要求1所述的生物降解塑料，其特徵在於:所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
6.一種製備如權利要求1所述的生物降解塑料的方法，其特徵在於:其步驟為: (1)將植物纖維澱粉、聚乙烯、聚乳酸、合成樹脂、納米阻燃複合物和水預混合後，噴灑進已盛有助劑、普魯蘭多糖、抗氧劑、紫外線吸收劑混合物的高速攪拌混合器中攪拌，得到混合物； (2)將步驟(1)中得到的混合物放入密煉機中密煉0.5-1小時，再用雙輥筒煉塑機開煉並壓片得到生物降解塑料。
7.根據權利要求5所述的生物降解塑料的生產方法，其特徵在於，步驟(1)中所述攪拌時間為3-5分鐘。
8.根據權利要求5所述的生物降解塑料的生產方法，其特徵在於，步驟(2)中所述密煉機的轉速設置為60-70r/min。
9.根據權利要求5所述的生物降解塑料的生產方法，其特徵在於，步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設置為130-14`0°C。
【文檔編號】C08K3/26GK103483623SQ201310430925
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月22日 優先權日:2013年9月22日
【發明者】周建, 顏玉榮 申請人:蘇州市湘園特種精細化工有限公司