[發明專利]一種可生物降解材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410713006.3
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104448743A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 何裕金;薛明樑;何承榆
• 申請（專利權）人: 福州友星生物科技有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L23/12;C08L101/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種可生物降解材料及其制備方法。

背景技術

傳統塑料因其質輕價廉、耐油防水等優點，占據了日常塑料消費的主要市場份額。然而，廢棄的塑料材料在自然條件下不可降解，造成了嚴重的環境污染，此外，傳統塑料材料以不可再生的石化資源為原料，而石化資源的大量消耗又造成了全球能源危機。因此，為解決環境污染及資源短缺的嚴重問題，研究開發可降解的新材料成為20世紀70年代以來的重要課題。

纖維素作為地球上含量最大的天然高分子，其來源豐富，是一種具有巨大發展潛力的化工原料。其中，玉米纖維是以玉米等淀粉為原料，經發酵轉化成乳酸再聚合制成的合成纖維，其生產完全不使用石油等化工原料，且以其制得的產品在廢棄后可被自然界中的微生物分解為水、二氧化碳及無機小分子，不會造成環境污染；此外，玉米纖維輕柔、透氣，加工的產品具有良好的親膚性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可生物降解材料及其制備方法，是以玉米纖維為主要原料制成一種可生物降解顆粒或一種可生物降解發泡材料，其具有良好的抗靜電、止滑及親膚性能，且其降解后對環境無害。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種可生物降解材料是以玉米纖維和塑膠材料為主要原料，經造粒、脫水冷卻、干燥制得可生物降解顆粒；或再經密煉、開煉、油壓發泡制得可生物降解發泡材料。

所述主要原料的重量百分數為：玉米纖維60~70%，塑膠材料30~40%，兩者的重量百分數之和為100%；

所述塑膠材料包括彈性體、聚丙烯（PP）。

所述可生物降解顆粒的制備方法包括以下步驟：

1）造粒：將玉米纖維和塑膠材料經高速混合機混勻后，利用雙螺桿造粒機進行造粒；

2）脫水冷卻：將造好的顆粒脫水、甩干、風冷后放入攪拌桶中攪拌30分鐘混勻；

3）干燥：將冷卻后的顆粒于100~120℃烘烤30~40分鐘制得所述可生物降解顆粒。

步驟1）雙螺桿造粒機的前5段溫度設定為140℃，后5段溫度設定為120℃。

所得可生物降解顆粒經常規射出注塑工藝進一步加工，可制成各種可生物降解塑料制品

所述可生物降解發泡材料的制備方法包括以下步驟：

1）造粒：將玉米纖維和塑膠材料經高速混合機混勻后，利用雙螺桿造粒機進行造粒；

2）脫水冷卻：將造好的顆粒脫水、甩干、風冷后放入攪拌桶中攪拌30分鐘混勻；

3）干燥：將冷卻后的顆粒于100~120℃烘烤30~40分鐘；

4）密煉：將干燥后的顆粒投入密煉機中，加入玉米纖維重量1.8-2.2%的助劑混煉10~12分鐘，混煉時于不同溫度下打開機蓋進行翻料，全過程共翻料6次，使物料更均勻地混合，以使物料性能發揮到最佳效果；

5）開煉：將18寸開煉機的溫度設定為110℃，打薄2次，使其厚度為0.5?mm，然后放入16寸開煉機進行出片，出片規格為900×380×1.5?m/m；

6）油壓發泡：將制好的片料油壓機進行硫化發泡，發泡結束后自然冷卻，制得所述可生物降解發泡材料。

步驟4）中密煉機的溫度設定為110℃；由于混煉時物料溫度不斷上升，需于不同溫度下打開機蓋進行翻料，以使物料通氣，其翻料步驟為：第6分鐘100℃下第一次翻料，第7分鐘105℃下第二次翻料，第8分鐘110℃下第三次翻料，第8.5分鐘112℃下第四次翻料，第9分鐘115℃下第五次翻料，第9.5分鐘118℃下第六次翻料；最后于120℃下出料。

步驟6）中油壓機的溫度設定為160~170℃；發泡時間為16~20分鐘.

所得可生物降解材料可依據客人要求制成不同規格的板片，再經進一步加工制備成鞋類、地墊、玩具、箱包。

本發明的顯著優點在于：

（1）本發明采用可生物降解的玉米纖維為主要原料，改變了傳統塑料材料對石油的依賴，可減少生產過程中能源的消耗，減少溫室氣體的排放，并且可改善塑料和橡膠材料在燃燒過程中易產生有毒、難聞氣味的問題。

（2）將本發明所制得的可生物降解材料掩埋于潮濕并具有微生物的土壤中，30天后產生霉菌，6個月后可降解100%，且無有害物質釋放，對植物和土壤均無不利的影響，其降解后還可堆肥再循環使用。