一種生物納米塑料的製作方法
2023-09-21 18:22:40
一種生物納米塑料的製作方法
【專利摘要】一種生物納米塑料，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等。
【專利說明】一種生物納米塑料
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種塑料薄膜，特別是一種生物納米塑料。
【背景技術】
[0002]聚丙烯作為一種通用塑料，具有許多優良的性能，但是因機械強度低、耐熱性差、收縮形變大、抗蠕變性差等缺陷，在應用上，特別是作為結構材料，受到很大限制，不能作為高性能的工程塑料。因此，對聚丙烯進行改性，使之工程化就成為一個重要的研究課題。
[0003]滑石粉是一種由層狀矽酸鹽晶體組成的礦物，採用滑石粉填充的PP，耐熱性好，收縮率低，尺寸穩定性好，硬度高。滑石粉填充PP複合材料已廣泛應用於汽車部件及日常用品的生產，其產品與未填充滑石粉的PP相比具有良好的表觀質量、低的收縮率和較高的熱變形溫度，然而由於兩相界面的親和性不強，滑石粉的直接填充往往導致一些力學性能的下降，從而使複合材料的應用受到限制。對其進行表面改性處理可有效地改進滑石粉與聚合物的界面親和性，提高聚合物對滑石粉的潤溼能力，改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散狀態，從而提高複合材料的物理力學性能。
[0004]面對日益猖獗的致病細菌的危害，人類不斷在抗菌方面進行研究和探索。從最初的短效消毒到長效抗菌產品的使用。特別是禽流感之後，更多的抗菌產品擁入了市場。古埃及人早在4000多年前就使用傷口覆銀片來防止細菌感染；古代人用藥用抗菌植物保護木乃伊。第二次世界大戰期間，德國軍隊通過對軍服消毒處理以減少傷口的感染。
[0005]隨著生活水平的提高，人們對生存環境的要求也越來越高。由此,抗菌材料的生產已成為一個新興的產業，世界各國對抗菌劑的研究更加重視。從微生物學角度上來講，抗菌的概念在對病菌的 控制上與消毒是有區別的，它並不要求能立即殺死對人體健康或生活、生產環境有害的微生物，而著重於在長期的使用過程中，抑制創門的生長繁殖，保持環境的清潔衛生。我們通常所說的抗菌往往包含了滅菌、除黴、消毒等意思。一般來說，對抗菌劑的要求有:(I)抗菌能力及廣譜抗菌性；(2)持效性，即耐洗滌、耐磨損、壽命長；(3)耐侯性，即耐熱、耐日照、不易分解失效；(4)與基材的相容性或可加工性，即易添加到基材中不變色、不降低產品性能；(5)安全性，對健康無害，不造成對環境的汙染；(6)細菌不易產生耐藥性。
[0006]抗菌塑料是指在塑料中添加抗菌劑，使塑料本身具有抗菌性，可在一定時間內將沾汙在塑料上的細菌殺死或抑制，與常規的化學和物理方法相比，使用抗菌塑料殺菌時效長，既經濟又方便。抗菌劑可分無機、有機和天然生物抗菌劑3種類型。由於不同的抗菌劑對同種病原菌的抗菌作用機理和有效性的不同，以及同種抗菌劑對於不同的病原菌的抗菌作用機制和抑制範圍也不同，因此，要研究出既長效又廣譜、既高效又安全的抗菌劑，對抗菌機理的研究十分重要。
[0007]抗菌塑料的開發和應用為保護人類健康樹起了一道綠色屏障，對於改善人類生存環境，減少疾病，保護全民健康，具有十分重要的意義。由於抗菌塑料可以從根本上減少或者避免人與人、人與物、物與物之間細菌的交叉感染，具有抗菌功能的塑料製品普遍受到人們的重視和歡迎。近三十年來，抗菌塑料的製備也有了前所未有的高速發展。
【發明內容】
[0008]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。
[0009]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。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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0013]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、合成樹脂和水、納米阻燃複合物預混合後，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。[0014]步驟(1)中所述攪拌時間為3-5分鐘。
[0015]步驟(2)中所述密煉機的轉速設置為60-70r/min。
[0016]步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設置為130_140°C。
[0017]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。
[0018]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】
[0019]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25 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。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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]所述抗氧劑是 抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0023]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、合成樹脂和水、納米阻燃複合物預混合後，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。
[0024]步驟(1)中所述攪拌時間為3-5分鐘。
[0025]步驟(2)中所述密煉機的轉速設置為60_70r/min。
[0026]步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設置為130_140°C。
[0027]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】
1.一種生物納米塑料，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，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。
2.根據權利要求1所述的生物納米塑料，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。
3.根據權利要求1所述的生物納米塑料，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。
4.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。
5.一種製備如權利要求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、合成樹脂和水、納米阻燃複合物預混合後，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。
6.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。
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(2)中所述密煉機的轉速設置為60-70r/min。
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)中所述雙輥筒煉塑機的溫度設置 為130- 140°C。
【文檔編號】C08L3/02GK103539966SQ201310431102
【公開日】2014年1月29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