專利名稱：生物降解淀粉樹脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種更高性能和更廉價的生物降解淀粉樹脂組合物的配方。
本發(fā)明的目的在于再次地提高生物降解淀粉樹脂組合物中易降解組份的比重，以及減少生物降解樹脂組合物中難降解組份的比重。具體方案是取消原組合物某些添加劑中的難降解組份而代之以易降解的化合物；與此同時，使傳統(tǒng)塑料在組合物中的比重一步步減少到最低限度。按照本發(fā)明，薄膜類易降解物在組合物組份中將占到75％以上，而硬片材及注塑類易降解物在組合物中則可達100％。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本發(fā)明提供了如下生物降解淀粉樹脂組合物的新配方，包含25％∽60％(重量)的淀粉；0％∽25％(重量)的合成樹脂；10％∽25％(重量)的羰基嵌段共聚物；3％～5％(重量)的增熔劑；8％∽20％(重量)的聚酯；5％～8％(重量)的多元醇；5％∽8％(重量)的有機鹽和纖維；5％∽8％(重量)的其他添加劑。
其中除了0％～25％比例不等的合成樹脂屬難降解的高分子聚合物而外其余均為易降解物質(zhì)。
本發(fā)明所述的易降解物質(zhì)淀粉，為細度大于100目，水份小于12％的工業(yè)一級淀粉，包括玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉、木薯淀粉以及改性淀粉。
本發(fā)明所述的易降解羰基嵌段共聚物指普通合成樹脂與一氧化碳的某種鍵聯(lián)體，例如HOOC-(CH2)n-COOH或-(CH2)n 由于它存在著很長的聚烯烴鏈而具有塑料的全部熱塑性能；又由于它存在著羰基分子鏈以及生色基團故當(dāng)在斷鏈條件下發(fā)生自由基的連鎖反應(yīng)時，組合物即最終變?yōu)镃O2和H2O。另外，聚酯的羰基和生色基團還能和淀粉產(chǎn)生氫鍵從而使生物降解淀粉樹脂組合物的斷裂負荷與塑料相差無幾。
本發(fā)明所述的增熔劑也是一種特別的活性基團，除自身極易降解外，它還能使合成樹脂的熔融溫度比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)最大能降低80℃。這對減少高密度聚乙烯、聚丙烯與淀粉融合的溫度差異頗有益處。
本發(fā)明所述的易降解物質(zhì)聚酯，是一類含有可生物降解分子鏈的聚合物，例如脂肪型聚烯烴、聚乳酸樹脂(或乳酸聚脂)、聚己內(nèi)酰胺-α聚脂以及脂肪酸聚氧乙烯脂等。在組合物中加入聚脂的用意和加入易降解的羰基嵌段共聚物相同。
本發(fā)明所述的易降解物質(zhì)多元醇，指山梨醇和其低分子量的縮合醇、乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇、聚乙烯化合醇(PVOH)等。
本發(fā)明所述的易降解物質(zhì)有機鹽指烷基磺酸鹽、有機酸鐵鹽、聚氫丁酸鹽(PHBV)，而纖維則包括木粉、芭蕉粉、甘蔗粉等。
本發(fā)明所述的其它易降解添加劑，指硬脂酸鈣、貝殼粉、油酸、環(huán)氧植物油、碳酸氫鈣等。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有再次地提高生物降解淀粉樹脂組合物中易降解組份的比重，以及減少生物降解樹脂組合物中難降解組份的比重等優(yōu)點。
以下，將通過實施例進一步描述本發(fā)明。實施例1(用于輕重包裝)每100克中按如下配方制備淀粉降解樹脂組合物成分用量(克)淀粉35油酸1.5
甘油3山梨醇 2.5乳酸聚脂5硬脂酸鈣0.2碳酸氫鈣2二茂鐵 0.3大豆油 1E生物降解淀粉樹脂組合物 7.5增熔劑 3ECO 19HDPE30按以下工藝開動設(shè)備芯軸轉(zhuǎn)速950rpm扭矩85％(1060Nm)下料量 510kg/h各區(qū)區(qū)溫一區(qū)130℃，二區(qū)145℃，三區(qū)160℃，四區(qū)160℃，五區(qū)150℃，六區(qū)140℃。
所得之生物降解淀粉樹脂各項指標(biāo)為下外觀淺黃色、半透明水分≤1.5％密度1.05g/cm3溶體流動速率0.8∽1.2g/10分鐘拉伸強度≥17Mpa斷烈伸長率 ≥240％直角撕烈強度≥40N/mm易降解組分 ≥70％實施例2(用于地膜及其它薄膜)每100克中按如下配方制備淀粉降解樹脂組合物成分 用量(克)淀粉 28∽30油酸 1.5甘油 3山梨醇2.5硬脂酸鈣 0.5大豆油1丙三醇1烷基磺酸鹽1聚乙烯醇 3脂肪型聚烯烴 6E生物降解淀粉樹脂組合物 6茂金屬20LLDPE 25按如下工藝開動設(shè)備芯軸轉(zhuǎn)速 950rpm扭矩 1060nm下料量550kg/h各區(qū)區(qū)溫一區(qū)110℃，二區(qū)125℃，三區(qū)140℃，四區(qū)150℃，五區(qū)140，六區(qū)125℃，所得之生物降解淀粉樹脂各項指標(biāo)為下外觀 淺黃色、半透明水分 ≤1％密度 1.01g/cm3溶體流動速率 8∽1.2g/10分鐘拉伸強度 ≥13Mpa斷裂伸長率≥350％易降解組分≥55％實施例3(用于硬片材料)每100克中按如下配方制備淀粉降解樹脂組合物成分 用量(克)淀粉 40甘油 2山梨醇3大豆油1脂肪型聚烯烴 10ECO 10乳酸聚脂 10聚丙烯15碳酸氫鈣 7硬脂酸鈣 1聚氫丁酸鹽1按如下工藝開動設(shè)備芯軸轉(zhuǎn)速 900rpm扭矩 85％(1060Nm)下料量500Kg/h各區(qū)區(qū)溫一區(qū)125℃，二區(qū)135℃，三區(qū)145℃，四區(qū)150℃，五區(qū)140℃，六區(qū)135℃。
所得之生物降解淀粉樹脂各項指標(biāo)如下外觀黃色水份≤2％密度1.08克/cm3熔體流動速率0.8∽1.0克/10分鐘斷臂木梁懸垂強度易降解組分≥85％………(衛(wèi)生指標(biāo))
實施例4(用于發(fā)泡片材)每100克中按如下配方制備淀粉樹脂降解組合物成分 用量(克)淀粉 20纖維粉 5油酸 3甘油 3大豆油 1山梨醇 5丙三醇 1發(fā)泡劑 6硬脂酸鈣 2碳酸氫鈣 5滑石粉 1二茂鐵 1聚乳酸脂 22聚丙烯 20降溫劑 5采納如下工藝芯軸轉(zhuǎn)速 950rpm扭矩 80％1000Nm下料量 520Kg/h各區(qū)區(qū)溫一區(qū)130℃，二區(qū)140℃，三區(qū)150℃，四區(qū)155℃，五區(qū)145℃，六區(qū)135℃。
所得之生物降解淀粉樹脂各項指標(biāo)如下外觀乳白色水份≤2％密度1.05克/cm3
熔體流動速率 0.77∽0.97克/10分鐘斷臂木梁懸垂強度易降解組分 ≥75％(衛(wèi)生指標(biāo))
組合物的這種結(jié)構(gòu)，其優(yōu)越性在于第一，組合物之諸組份，事實上已呈微觀、半微觀狀態(tài)，組分間的結(jié)合力既令很少有化學(xué)鍵力，也遠遠超出了牛頓萬有引力的空間而以分子間作用力(包括靜電力、誘導(dǎo)力、色散力和氫鍵)為突出特征。由于這類分子間作用力的加和并不亞于化學(xué)鍵力，因此，本發(fā)明之生物降解淀粉樹脂有與普通合成樹脂差異不大的機械物理性質(zhì)。
第二，由于本發(fā)明中可生物降解成份達75％以上，這類主要是糖或醇類的組份在細菌和微生物酶的作用下極易分解成CO2和H2O
從而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的斷裂(鏈斷)此時，或者由此在斷鏈的端部產(chǎn)生聚烯烴自由基的連鎖反應(yīng)R+R=2R
或者，在斷鏈的端部、在表面活性包裹誘發(fā)下，極微小的聚烯烴分子團由單加氧酶、烷烴羥化酶以及假絲酵母、假單胞菌、棒桿菌等轉(zhuǎn)化為可降解的醛和脂肪酸 當(dāng)然，促成聚烯烴類自身自由基連鎖反應(yīng)或者在菌和酶的作用下代謝氧化反應(yīng)之結(jié)構(gòu)斷鏈的條件，除了易降解物的降解使組合物大分子團間產(chǎn)生離散而外，自然界紫外光能、熱能、力能以及其他大自然能的積累，也是重要的催變條件。
權(quán)利要求
1.一種生物降解淀粉樹脂組合物，包含25％∽60％(重量)的淀粉；0％∽25％(重量)的合成樹脂；10％∽25％(重量)的羰基嵌段共聚物；3％∽5％(重量)的增熔劑；8％∽20％(重量)的聚酯；5％∽8％(重量)的多元醇；5％∽8％(重量)的有機鹽和纖維；5％∽8％(重量)的其他添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解淀粉樹脂組合物，其特征在于所述的淀粉為細度大于100目、水份小于12％的工業(yè)一級淀粉，包括玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉、木薯淀粉以及改性淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解淀粉樹脂組合物，其特征在于所述的合成樹脂，指茂金屬、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、以及聚丙烯等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解淀粉樹脂組合物，其特征在于所述的羰基嵌段共聚物，指合成樹脂與一氧化碳的某種鍵聯(lián)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解淀粉樹脂組合物，其特征在于所述的增熔劑是一種特別的活性基團，它可使合成樹脂的熔融溫度比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)最大能降低80℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解淀粉樹脂組合物，其特征在于所述的聚酯是一類含有可生物降解分子鏈的聚合物，如脂肪型聚烯烴、聚乳酸樹脂或乳酸聚酯、聚已內(nèi)酰胺-α聚酯以及脂肪酸聚氧乙烯酯等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解淀粉樹脂組合物，其特征在于所述的多元醇指山梨醇和其低子量的縮合醇、乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇、聚乙烯化合醇(PVOH)等。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解淀粉樹脂組合物，其特征在于所述的有機鹽和纖維，指烷基磺酸鹽、有機酸鐵鹽、聚氫丁酸鹽(PHBV)以及木粉、芭蕉粉、甘蔗粉等。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解淀粉樹脂組合物，其特征在于所述的其它添加劑指硬脂酸鈣、貝殼粉、油酸、環(huán)氧植物油、碳酸氫鈣等。
全文摘要
本發(fā)明所涉及的一種生物降解淀粉樹脂組合物,包含25%～60%(重量)的淀粉;0%～25%(重量)的合成樹脂;10%～25%(重量)的羰基嵌段共聚物;3%～5%(重量)的增熔劑;8%～20%(重量)的聚酯;5%～8%(重量)的多元醇;5%～8%(重量)的有機鹽和纖維;5%～8%(重量)的其他添加劑前述組合物。經(jīng)過該設(shè)備的加工,能創(chuàng)造出納米級的非全同多粒子聚集態(tài)微區(qū)網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu),和斷鏈后由端部開始的自由基連鎖反應(yīng)以及表面活性劑包裹下細菌酶化反應(yīng)的條件。從而,得到了降解性能更好、價格更低廉、更為實用的新一類生物降解淀粉樹脂。
文檔編號C08L3/02GK1320656SQ00105269
公開日2001年11月7日 申請日期2000年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月25日
發(fā)明者鄧世英 申請人:深圳市紅達實業(yè)發(fā)展有限公司