[發(fā)明專利]一種納米蒙脫土增強(qiáng)淀粉基生物降解吹膜材料的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011154336.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112405931B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙進(jìn)文;臺(tái)啟龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州和塑美科技有限公司
• 主分類號(hào): B29B9/06
• 分類號(hào): B29B9/06;B29C48/285;B29C48/625;B29C48/505;B29C48/92;C08L67/02;C08L67/04;C08L3/02;C08L3/06;C08K13/02;C08K3/34;C08K5/19;C08K5/1515;C08J5/18
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 朱朦琪

本發(fā)明公開(kāi)了一種納米蒙脫土增強(qiáng)淀粉基生物降解吹膜材料的制備方法，包括：S1、將包含植物淀粉、增塑劑、納米蒙脫土與陽(yáng)離子表面活性劑的原料A混合后，從主喂料口加入到擠出機(jī)中；S2、將包含生物降解塑料與加工助劑的原料B混合后從側(cè)喂料口加入到擠出機(jī)中，經(jīng)擠出造粒得到納米蒙脫土增強(qiáng)淀粉基生物降解吹膜材料。本發(fā)明公開(kāi)的制備方法，通過(guò)對(duì)加工工藝的優(yōu)化，可一次造粒制備得到具有高拉伸強(qiáng)度的生物降解吹膜材料。避免了現(xiàn)有工藝中必須先將淀粉一次造粒后再與基材及其它原料進(jìn)行二次造粒，簡(jiǎn)化了工藝，降低了生產(chǎn)成本，且縮短了生產(chǎn)周期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于可生物降解材料的制造領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度低成本全生物降解材料的制備方法及其產(chǎn)品和在制備納米蒙脫土增強(qiáng)淀粉基生物降解薄膜中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)進(jìn)程的加快，生活水平的提高，日常生活中每天都在生產(chǎn)和消耗大量的塑料制品，然而這些普通的塑料制品被廢棄后處理起來(lái)相當(dāng)麻煩，燃燒會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，污染大氣，填埋完全降解需要一兩百年，對(duì)土地資源造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。

生物可降解塑料，指在自然界如土壤和/或沙土等條件下，和/或特定條件如堆肥化條件下或厭氧消化條件下或水性培養(yǎng)液中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最終完全降解變成二氧化碳(CO₂)或/和甲烷(CH₄)、水(H₂O)及其所含元素的礦化無(wú)機(jī)鹽以及新的生物質(zhì)的塑料。目前應(yīng)用較為廣泛的生物可降解材料包括聚乳酸(PLA)、聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等，但生物可降解塑料一般價(jià)格較貴。

淀粉是一種廉價(jià)易得的天然可降解材料，所以通常都將淀粉作為填料添加到可降解樹(shù)脂中來(lái)降低成本，但是由于淀粉分子間作用力強(qiáng)，淀粉親水性強(qiáng)等特點(diǎn)造成淀粉與可降解樹(shù)脂相容性差，且淀粉分子間的氫鍵造成淀粉容易成團(tuán)，難分散于可降解樹(shù)脂中，在吹膜過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)膜的表面有顆粒感，并且淀粉呈海島結(jié)構(gòu)分散在膜內(nèi)，不僅影響外觀，且導(dǎo)致材料強(qiáng)度下降。

蒙脫土主要來(lái)源于自然界，環(huán)保、安全，可以作為改性插層劑來(lái)增強(qiáng)材料。如公開(kāi)號(hào)為CN 101165087 A的中國(guó)專利文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種納米復(fù)合生物降解塑料及其制備方法，該納米復(fù)合生物降解塑料包括聚乳酸PLA 200-600重量份，改性淀粉300-700重量份，納米蒙脫土200-400重量份；改性淀粉為經(jīng)聚乙二醇、甘油改性得到。制備方法為先將淀粉與聚乙二醇、甘油混合后擠出、干燥得到預(yù)糊化改性淀粉；再將該預(yù)糊化改性淀粉與納米蒙脫土、PLA共混后二次擠出造粒。

上述技術(shù)方案結(jié)合了淀粉的低成本與蒙脫土的增強(qiáng)功能，但為避免淀粉與可降解樹(shù)脂相容性差導(dǎo)致表觀與性能的下降，需要先將淀粉擠出造粒后再二次造粒。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種納米蒙脫土增強(qiáng)淀粉基生物降解吹膜材料的制備方法，通過(guò)對(duì)加工工藝的優(yōu)化，可一次造粒制備得到具有高拉伸強(qiáng)度的生物降解吹膜材料。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種納米蒙脫土增強(qiáng)淀粉基生物降解吹膜材料的制備方法，包括如下步驟：

S1、將包含植物淀粉、增塑劑、納米蒙脫土與陽(yáng)離子表面活性劑的原料A混合后，從主喂料口加入到擠出機(jī)中；

S2、將包含生物降解塑料與加工助劑的原料B混合后從側(cè)喂料口加入到擠出機(jī)中，經(jīng)擠出造粒得到所述的納米蒙脫土增強(qiáng)淀粉基生物降解吹膜材料。

本發(fā)明在生物降解塑料基材中同時(shí)加入納米蒙脫土與淀粉，通過(guò)對(duì)加工工藝，尤其是喂料方式、螺桿的長(zhǎng)徑比與螺桿組合的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了僅通過(guò)一次造粒即可制備得到具有高拉伸強(qiáng)度的生物降解吹膜材料，簡(jiǎn)化了工藝，降低了生產(chǎn)成本，且縮短了生產(chǎn)周期。

優(yōu)選的，所述擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為52～64，螺桿轉(zhuǎn)速為200～500rpm。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)徑比過(guò)低，原料塑化的不完全，導(dǎo)致最終制備的吹膜材料拉伸強(qiáng)度不理想。