[發明專利]基于植物纖維淀粉的可降解塑料及其制備方法和制備系統

在審

• 申請號: 202110354067.5
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113185848A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 郇偉偉;李潔
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L3/02;C08L93/00;C08L5/04;C08L67/04;C08L67/02;C08K5/12;B29B7/16;B29B7/24;B29B7/26;B29B7/28;B29B7/82
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 何磊

1.基于植物纖維淀粉的可降解塑料，其特征在于：其原料按重量份比包括：稻草20～30份、秸稈15～25份、木薯淀粉10～20份、無水乙醇30～60份、去離子水20～30份、天然樹脂粉10～25份、竹纖維粉8～20份、海藻膠粉6～18份、降解促進劑6～12份、填充劑4～20份、交聯劑6～16份、聚乳酸8～18份、生物酶6～12份、分散劑8～18份、增塑劑6～16份、抗氧化劑4～12份、PBAT 10～50份。

2.根據權利要求1所述的基于植物纖維淀粉的可降解塑料，其特征在于：其原料按重量份比還包括以下組分：肥料有效成分20～50份和改性處理料20～30份，所述肥料有效成分為具有肥料效果的含氮化合物、含磷化合物、含鉀化合物以及微量元素成分中的一種或幾種。

3.如權利要求2所述的基于植物纖維淀粉的可降解塑料在農業中的應用，其特征在于：所述可降解塑料制成農用塑料薄膜進行地膜覆蓋；或者，所述可降解塑料的制品在使用完成后粉碎成顆粒，并混入土壤或無土栽培的種植基質中，作為緩釋肥使用。

4.根據權利要求1所述的基于植物纖維淀粉的可降解塑料，其特征在于：所述降解促進劑包括玉米油、葵花籽油、環氧大豆油或硬脂酸錳的一種或兩種任意組合，所述填充劑為硬脂酸、液體石蠟、聚乙烯蠟中的至少一種；所述生物酶為木質素過氧化物酶、纖維素酶、半纖維素酶或淀粉酶中的一種或幾種，所述交聯劑為過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰、二叔丁基過氧化物、過氧化氫二異丙苯中的任意一種。

5.根據權利要求1所述的基于植物纖維淀粉的可降解塑料，其特征在于：所述增塑劑為鄰苯二甲酸二正辛酯、鄰苯二甲酸丁芐酯、鄰苯二甲酸二仲辛酯、鄰苯二甲酸二環己酯中的任意一種。

6.根據權利要求1所述的基于植物纖維淀粉的可降解塑料，其特征在于：所述分散劑為硬脂酸鋅、聚乙烯蠟和聚乙二醇質量比2∶1∶1的混合物。

7.如權利要求1、2以及權利要求4、5、6中任意一項提到的基于植物纖維淀粉的可降解塑料的制備方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

S1、植物纖維制備：選取適量的稻草和秸稈，將其倒入冷凍粉碎機中進行粉碎處理，粉碎之后，將其過60目、100目篩子，再使用球磨機將其粉碎之后，過100目、200目篩子，得到植物粉末，然后將取得的植物粉末倒入攪拌機中，加入適量的去離子水，并根據需要加入適量的肥料有效成分或者不加入，啟動攪拌機進行攪拌，攪拌時的溫度設置成150℃～250℃，攪拌的速率控制在150～250r/min，攪拌的時間為30～50min，然后加入適量的天然樹脂粉，將溫度設置成180℃～200℃，攪拌的速率控制在150～250r/min，攪拌的時間為40～50min，即可得到植物纖維；

S2、淀粉混合物的制備：選取適量的木薯淀粉倒入攪拌機中，然后加入適量的無水乙醇進行攪拌，攪拌時的溫度設置成60℃～90℃，攪拌的速率控制在150～250r/min，攪拌的時間為20～30min，然后加入適量的竹纖維粉和海藻膠粉，繼續進行攪拌混合，將溫度設置成100℃～130℃，攪拌的速率控制在120～190r/min，攪拌的時間為30～50min，使其充分混合均勻之后，加入適量的分散劑，繼續進行混合攪拌，此時將溫度設置成140℃～210℃，攪拌的速率控制在150～200r/min，攪拌的時間為30～50min，即可得到淀粉混合物；

S3、可降解塑料的制備：將S1中制得的植物纖維和S2中制得的淀粉混合物倒入攪拌機中，加入適量的降解促進劑、改性處理料、填充劑、交聯劑、聚乳酸、生物酶、增塑劑、抗氧化劑和PBAT，啟動攪拌機進行攪拌，溫度設置成150℃～230℃，攪拌的速率控制在150～240r/min，攪拌的時間為40～70min，使其混合均勻之后，即可得到可降解塑料原料，將可降解塑料原料置于雙螺旋桿擠出機中，在160℃～180℃的條件下以120～160r/min的螺桿轉速擠出造粒，得可降解塑料。