一種可完全生物降解塑料樹脂及其薄膜類製品的生產方法
2023-06-14 04:55:11 2
專利名稱：一種可完全生物降解塑料樹脂及其薄膜類製品的生產方法
技術領域：
本發明涉及包裝材料，具體涉及一種可完全生物降解塑料樹脂的生產方法，本發明還涉及採用這種可完全生物降解塑料樹脂的薄膜類製品生產方法。
背景技術：
眾所周知，現在石油資源日益緊缺，油價不斷攀升，給人們日常生活、工作帶來了諸多不良影響，嚴重影響了社會經濟的發展速度，也是地區之間資源爭奪的不安定因素。長期以來，我們所使用的塑料薄膜類製品都是用石油合成樹脂，如聚氯乙烯，聚乙烯等材料製成的一次性薄膜類製成品，用完後被廢棄為垃圾，這種垃圾需200年左右才能被分解，因此有的被隨處丟棄，造成了危害很大的「白色汙染」，有的被堆埋、或焚燒，極大的浪費了上億年才能形成的石油資源，在處理棄置塑料薄膜類製品過程中會產生有害物質直接汙染大氣或水源，由於石油化工塑料不降解特性，其殘留的塑料破壞了土壤結構，使許多良田減產，土壤沙漠化，河流堵塞，造成洪澇災害。近年來，解決「白色汙染」對人類產生的危害正被許多國家政府提到日程議事上，呼聲越來越高，各國相繼投入了大量的財力物力，並拿出了相應的治理措施，但效果均不明顯。「白色汙染」正在不斷地破環我們賴以生存的自然環境，全世界正在努力的想辦法治理或消除「白色汙染」給人們帶來的危害。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種可完全生物降解塑料樹脂及完全生物降解薄膜類製品的生產方法。若採用這種方法生產的降解塑料包裝膜，可從根本上解決包裝材料在使用完以後，丟棄在大自然中或堆埋在垃圾中，可在3個月至半年的時間內被完全分解成二氧化碳和水等，是一種有益於植物生長的物質的可完全生物降解的包裝材料。
本發明的另一個目的是能夠解決取代石油資源消耗的問題。所述可全生物降解材料為全生物材料，不含4P(即PE、PP、PVC、PS)是一種全新的生物降解材料，能夠有效的替代石油資源。全世界每年用於包裝材料上的聚烯烴材料數以億萬噸計，都是石油產品裂解製得的。我們成功地將澱粉基製造的包裝材料，在石油價格不斷攀升之際，每年將為國家節省大量石油資源。
本發明提供的技術方案如下本發明的生產可完全生物分解樹脂的主要原料包括澱粉、硬脂酸、滑石粉、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和BASF公司推出的新型環保產品，商品名為ECOFLEX-全生物降解材料。其中所述各成份的重量份數配比為澱粉25-35份硬脂酸 0.2-0.5份硬脂酸鈣0.5-1.5份單甘酯 1.0-3.0份滑石份 5-8份甘油5-10份山梨醇3-6份乙烯丙烯酸共聚物 12-16份ECOFLEX 45-60份其中所述澱粉可採用農業高產作物玉米製得的工業一級澱粉。所述硬脂酸化工商品有售，其作用在於提高塑料樹脂的流動性能。所述的甘油，山梨醇化工市場有售。所述BASF公司的ECOFLEX可替代現有的石油化工塑料，在土壤或堆肥環境條件下可在幾周內降解而不留殘留物。可用於食品包裝，特別是高級食品或綠色食品的包裝。其降解機理是天然存在的酶能夠攻擊它而發生生物降解，該材料通過了歐洲、日本等國家的生物降解材料體系的測試和認證。
本發明的可完全生物降解塑料樹脂的生產方法是將澱粉、硬脂酸、硬脂酸鈣、單甘酯、滑石粉混合，攪拌均勻，在攪拌過程中依次加入乙烯丙烯酸共聚物、ECOFLEX、山梨醇、甘油，攪拌均勻後得到混合料即可。
本發明可完全生物降解塑料樹脂的生產方法還包括將混合料經造粒、真空包裝和檢驗步驟，產品合格後方可銷售。
其中所述的各材料的混合是經過高速混合機攪拌完成。
所述混合料攪拌均勻後，造粒過程需在互相嚙合的同向雙螺杆擠出機中進行。以ZSK-58擠出機組為例，具體過程是將ZSK-58互相嚙合的向雙螺杆擠出機機筒進行預熱，溫度設置為第一區145攝氏度、第二區160攝氏度、第三區160攝氏度、第四區160攝氏度、第五區150攝氏度、第六區145攝氏度當機器各區的預熱溫度達到所設置的溫度後，啟動主電機調速器，將螺杆轉速調至200RPM/MIN；啟動混合餵料器，設定餵料機的餵料頻率，向ZSK-58同向雙螺杆擠出機餵料；當熔融物料從模頭的出料孔擠出時，出料需經水冷卻，再經風機風乾，最後將出料送入造粒機組造粒。所制粒料直徑在2-3MM，粒料的長度在3-4MM，表面為微黃色的圓柱顆粒。所述的出料冷卻過程應保持在20攝氏度左右。因生物降解塑料樹脂具有吸溼的特性，包裝時應排出包裝袋內的空氣，內袋採用PE膜熱合密封，外袋選用紙塑複合袋進行縫合防潮包裝，生產過程中應對樹脂的水份、融體指數等相應的技術指標進行控制、檢測，經檢驗合格後包裝計量，按25公斤每袋進行包裝，出具檢驗報告方可銷售。
本發明的可完全生物降解塑料樹脂的生產方法的優點是工藝簡單，採用一步法把各種原料混合，通過雙螺杆擠出機造粒，且澱粉不需改性直接作原料，使加工過程工序減少了許多環節，效益提高了。所製成的樹脂，可在通用塑料成型設備上加工成品。原料採用農業高產作物可再生資源玉米製造的玉米澱粉作為本發明的主要原材料，節省了大量的石油資源，我國作為農業大國，解決了農產品的出路，同時增加了農產品的附加值，有利於農業的發展。利用乙烯丙烯酸共聚物對澱粉基及ECOFLEX進行改性、接枝，分子鍵重組達到可被微生物最終分解成二氧碳和水不留下任何殘留物，消除了大量塑料薄膜類製品因不能分解廢棄後造成的「白色汙染」給人類帶來了危害。
採用本發明的可完全生物降解塑料樹脂加工成薄膜類製品時工藝也很簡單，具體過程是將L/D大於或等於28∶1的吹膜機及流延機組進預熱，以吹膜機組為例，溫度設置為第一區120攝氏度、第二區140攝氏度、第三區150攝氏度、第四區150攝氏度、第五區140攝氏度、第六區135攝氏度。
當各區溫度達到設定的溫度後，加入生物降解樹脂，啟動主電機，調節螺杆轉速至300-450RPM/MIN，當熔融物料從模口出來後，開啟氣泵充氣至所需的尺寸，啟動牽引輥，調節牽引速度，正常後開啟收卷機組收卷即可。
本發明對加工設備的要求不高，混料過程只需一臺高速混合機把各種物料攪拌均勻即可。可完全生物降解塑料樹脂的生產，在國產機電一體的雙螺杆擠出機上經過捏合塊特殊組合改進就可以完成，只需5分鐘就可以完成複雜的加工過程，製成合格的完全生物降解塑料樹脂。設備投資較小，所用能耗較低。
具體實施例方式
實例提供一種可完全生物降解樹脂，其原料包括澱粉、硬脂酸、硬脂酸鈣、單甘酯、滑石粉、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和BASF公司推出的新型環保產品，商品名為ECOFLEX-全生物降解材料。其中澱粉25-35份、硬脂酸0.2-0.5份、硬脂酸鈣0.5-1.5份、單甘酯1.0-3.0份、滑石份5-8份、甘油5-10份、山梨醇3-6份、乙烯丙烯酸共聚物12-16份、ECOFLEX其所長45-60份。
製備時按以下步驟進行1、依次稱取25公斤玉米澱粉、0.2公斤的硬脂酸、5公斤的滑石粉、0.5公斤的硬脂酸鈣、1.0公斤的單甘酯、15公斤的乙烯丙烯酸共聚物和50公斤的ECOFLEX-全生物降解材料，加入到200L的高速混合機內，然後開啟攪拌電機攪拌2分鐘。
2、稱取8公斤的甘油、4公斤的山梨醇依次緩慢的加入到運行中的高速混合機內，開啟低速轉高速運行按鈕使得物料在裡面能夠充分的攪拌均勻，2分鐘以後轉為低速運行，開啟放料口放料到裝料容器內以備生產樹脂用。
3、合上ZSK-58雙螺杆擠出機電源，開啟擠出機預熱開關，給雙螺杆擠出機加熱，將溫控儀表溫度設定為第一區145攝氏度、第二區160攝氏度、第三區160攝氏度、第四區160攝氏度、第五區150攝氏度、第六區145攝氏度，加熱時間為1.5小時，待溫度達到後啟動電機螺杆調節開關將轉速調整至200RPM/MIN；設定好餵料機的餵料頻率；啟動混合餵料機向ZSK-58雙螺杆擠出機餵料。
4、當熔融狀態物從模頭擠出時成條狀；將條料引入水槽內水冷；然後牽引至造粒機時將條料進行造粒，全部正常後，對樹脂進行檢測。
5、造粒機出來的顆粒，表面為微黃色；顆粒裝入外袋為紙塑複合袋；內袋為PE的內膠袋內，計量25公斤/每袋；排出內外袋裡的空氣，PE內膠袋進行熱合，外袋縫合；堆放。產品出廠時出具檢測報告。
提供一種採用可完全生物降解塑料樹脂顆粒加工成膜薄膜類製品的方法將L/D大於或等於28∶1的吹膜機及流延機組進預熱，以吹膜機組為例，溫度設置為第一區120攝氏度、第二區140攝氏度、第三區150攝氏度、第四區150攝氏度、第五區140攝氏度、第六區135攝氏度當各區溫度達到設定的溫度後，加入樹脂顆粒料，啟動主電機，調節螺杆轉速至300-450RPM/MIN，當熔融物料從模口出來後，開啟氣泵充氣至所需的尺寸，啟動牽引輥，調節牽引速度，開啟收卷機組收卷即可。
權利要求
1.一種可完全生物降解塑料樹脂，其特徵在於，樹脂由下列組份構成澱粉、硬脂酸、滑石粉、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和商品名為ecoflex-全一物降解材料；其中所述各成份的重量份數配比為澱粉25-35份、硬脂酸0.2-0.5份、硬脂酸鈣0.5-1.5份、單甘酯1.0-3.0份、滑石份5-8份、甘油5-10份、山梨醇3-6份、乙烯丙烯酸共聚物12-16份、ECOFLEX 45-60份。
2.如權利要求1所述的可完全生物降解塑料樹脂，其特徵在於，所述澱粉採用農業高產作物玉米可再生資源製造的工業一級澱粉。
3.一種生產如權利要求1所述可完全生物降解塑料樹脂的方法；其特徵在於，生產步驟如下先將玉米澱粉、硬脂酸、滑石粉、乙烯丙烯酸共聚物和商品名為ECOFLEX-全生物降解材料，加入到高速混合機內，攪拌2分鐘，然後緩慢的加入甘油、山梨醇開啟低速轉高速運行按使得物料在裡面能夠充分的攪拌均勻。
4.根據權利要求3所述可完全生物降解塑料樹脂的方法；其特徵在於，各種物料的混煉、熔融在互相嚙合的雙螺杆擠出機中進行，具體過程是將同向旋轉，互相嚙合的ZSK-58雙螺杆擠出機機筒預熱，第一區145攝氏度、第二區160攝氏度、第三區160攝氏度、第四區160攝氏度、第五區150攝氏度、第六區145攝氏度，當遇熱溫度達到後，啟動主調速電機，將螺杆轉速調整至200RPM/MIN，設定混合餵料機的餵料頻率，向雙螺杆擠出機餵料；當熔條料從模頭出料孔擠出後，引入水冷至切粒機切製成粒度在2-3MM，長度在3-4MM，圓柱形顆粒。
5.如權利要求4所述可完全生物降解塑料樹脂的生產方法；其特徵在於，所述水冷卻水溫度應保持在20攝氏度左右。
6.一種採用可完全生物降解塑料樹脂顆粒加工成膜薄膜類製品的方法其特徵在於，包括如下步驟將L/D大於或等於28∶1的吹膜機及流延機組進行預熱，以吹膜機組為例，溫度設置為第一區120攝氏度、第二區140攝氏度、第三區150攝氏度、第四區150攝氏度、第五區140攝氏度、第六區135攝氏度當各區溫度達到設定的溫度後，加入樹脂顆粒料，啟動主電機，調節螺杆轉速至300-450RPM/MIN，當熔融物料從模口出來後，開啟氣泵充氣至所需的尺寸，啟動牽引輥，調節牽引速度，正常後開啟收卷機組收卷即可。
全文摘要
本發明公開了一種可完全生物降解塑料樹脂及其薄膜類製品的生產方法。製造可完全生物降解塑料樹脂的主要原料包括玉米澱粉、木薯澱粉、硬脂酸、滑石粉、甘油、山梨醇、乙烯丙烯酸共聚物和全生物材料，製備時先將各種材料按比例進行混合，再經特別改進的雙螺杆擠出機造粒。本生產過程工藝簡單，工序少，效率高，採用該種塑料樹脂製成的薄膜製品廢棄在大自然中，在受到自然界微生物、各種菌類作用下，3個月至半年時間內將被完全分解成二氧化碳和水，分解速度快，是節省石油資源、治理「白色汙染」、節約能耗和對農業產品增值加工的理想材料。
文檔編號C08J5/18GK1903922SQ20061003546
公開日2007年1月31日 申請日期2006年5月16日 優先權日2006年5月16日
發明者祝光富, 毛光輝, 呂光春, 王平 申請人:廣東上九生物降解塑料有限公司