專利名稱：淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及一種淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑及其生產(chǎn)方法，它屬于一種多功能助劑的預混物。
背景技術(shù)：
為了解決塑料白色污染的問題，人們通過各種途徑尋求可替代的完全降解的材料。淀粉和植物纖維作為天然的高分子物質(zhì)，來源豐富，價格便宜，是取之不盡的可再生資源。在降解材料中有著廣泛的研究和應用，包括一次性餐飲具、醫(yī)藥包裝材料、模塑制品、泡沫塑料等。但是淀粉基纖維增強生物降解包裝材料存在加工性能差、產(chǎn)品發(fā)脆以及耐水性不好等問題。為了解決這一難題，人們已經(jīng)研究出一系列的加工助劑。由于所需的助劑種類比較多，各種助劑如脫膜劑、調(diào)粘劑、增塑劑、交聯(lián)劑等都具有反應活性，如果使用不當，會使制品的性能變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了上述技術(shù)問題，提供一種使用方便，同時擁有多種功能的添加劑及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)一種淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑，由下列重量比的成分組成脫膜劑1～10％，調(diào)粘劑10～40％，增塑劑5～30％，填料20～50％，交聯(lián)劑1～5％，淀粉改性劑1～5％。
所述的淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑的生產(chǎn)方法是將脫膜劑、調(diào)粘劑、增塑劑、填料、交聯(lián)劑和淀粉改性劑加入到高速攪拌機中，40～80℃下混合10分鐘左右，出料制得功能添加劑。
本發(fā)明所述的功能添加劑的成分具體如下1、脫模劑為了幫助已成型的物件從模具上脫除，需要添加脫膜劑。中長鏈脂肪酸、脂肪酸鹽以及脂肪酸衍生物都可以作為脫膜劑。首選的是動植物油脂生產(chǎn)的中長鏈脂肪酸，鏈長大于C12。最佳的脂肪酸是碳鏈長度為C16～C18的脂肪酸。用在這里的脂肪酸及其鹽不需要是純的化合物，只需要一種占主要就可以。也就是說，可以存在鏈長一點或者短一點的脂肪酸以及相對應的不飽和脂肪酸。
硬脂酸鹽也可以是脫膜劑，其具有疏水性，不溶于水。硬脂酸鹽一般的形式是CH3(CH2)16COO-X+，X+是鋁、鎂、鈉、鉀、鈣粒子。硬脂酸鋁是一個首選的硬脂酸鹽脫模劑，已經(jīng)通過了FDA認證，熔點低，只有110℃，可以使得最終成型的產(chǎn)品具有光滑的表面。通常低熔點的硬脂酸鹽或者加大硬脂酸鹽的用量都可以使得最終的產(chǎn)品形成一個更加平滑的表面。
硅樹脂也可以用作脫膜劑；磷脂和甘油酯的混合物卵磷脂可以降低模壓混合物的粘性，提供脫膜性能，提高成型產(chǎn)品的柔性；各種蠟如石蠟和蜂蠟以及聚四氟乙烯都可以用作脫膜劑上述脫膜劑的最佳添加量為總重量的1-10％，脫膜劑的用量應該盡可能的小，以降低成本。
2、調(diào)粘劑所述的調(diào)粘劑為纖維素基調(diào)粘劑或天然多糖基調(diào)粘劑或蛋白質(zhì)基調(diào)粘劑或合成有機調(diào)粘劑。
當水量與形成預混合物的淀粉交聯(lián)劑相比量比較大時，調(diào)粘劑可以增加模壓混合物的粘度或者黏著性。
纖維素基調(diào)粘劑如甲基羥乙基纖維素、羥甲基纖維素、羧甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥乙基丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等等。
天然多糖基調(diào)粘劑包括褐藻酸、藻膠、谷朊粉、瓊膠、阿拉伯樹膠、瓜耳膠、刺槐豆膠、刺梧桐樹膠、黃蓍膠粉。
蛋白質(zhì)基調(diào)粘劑包括醇溶谷蛋白，膠原質(zhì)和酪蛋白。
合成有機調(diào)粘劑在水中是可以分散的，包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯甲基醚、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚乙烯丙烯酸、聚乙烯丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺、乙氧基聚合物、聚乳酸以及膠乳(可以形成水乳液的聚合物)。合成的有機聚合物，特別是乙烯聚合物可以在淀粉基復合物上形成疏水的表面。
3、增塑劑將增塑劑添加到模壓混合物中，可以增加柔性。所述的增塑劑為非離子表面活性劑或沸點高于最高加工溫度(220℃)的含多羥基的有機物。
非離子表面活性劑包括司盤，琥珀酸甘油酯，單雙甘油酯以及精餾的單甘油酯。
其它沸點高于最高加工溫度(220℃)的含多羥基的有機物也可以使用，包括聚乙烯醇(分子量低于600)、甘油、山梨醇，當含量為5％時取代水作為增塑劑。連接到淀粉的羥基上形成像合頁一樣的結(jié)構(gòu)。在成型的過程中這些增塑劑不揮發(fā)，保持在成型的物件中，軟化淀粉基復合物。
4、填料所述的填料為普通無機鹽，包括碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、煅燒高嶺土、云母、長石、硅灰石、多孔珍珠鹽、玻璃微珠、水合氧化鋁、重晶石、白碳黑、硫酸鋇等等。
5、交聯(lián)劑所述的交聯(lián)劑為含二個官能團以上有機物。包括二醛、甲基脲、三聚氰胺甲醛樹脂等可以降低淀粉基發(fā)泡材料的水溶性。交聯(lián)劑與淀粉的羥基相連，降低了淀粉基體吸水的速率。最終得到的產(chǎn)品具有更高的強度，保持液體的時間更長。
6、淀粉改性劑淀粉改性劑為可以與淀粉作用的各種酶。使用未膠化淀粉時，淀粉改性劑如糖酶、淀粉酶以及氧化酶在淀粉顆粒的表面形成洞，使膠化加速。在加工過程中混合物粘度增加迅速，生產(chǎn)出更強更均勻的泡孔結(jié)構(gòu)。
上述提及的各種物質(zhì)，均可以市場上購得。將本發(fā)明的添加劑、淀粉、纖維素和水按照一定比例混合，在高速攪拌機中充分混合均勻，制成漿料，根據(jù)模具的大小將一定量的混合物加入到熱壓成型機中，在一定的時間、溫度及壓力下，即可制成所需的產(chǎn)品。
使用本發(fā)明所述的添加劑制得的產(chǎn)品拉伸強度達到最高需要的時間縮短30％左右，彎曲強度和彈性模量大幅度增加50％以上。
使用本發(fā)明所述的添加劑可大大縮短纖維的分散速度，改善漿料的加工流動性，可有助于淀粉制品的成型，增加所制成品的韌性及強度，達到了非降解包裝材料的性能指標，同時符合國家的環(huán)保要求。同時使用添加劑還可以保證產(chǎn)品在制作過程中能順利地脫模，減少產(chǎn)品的次品率。
具體實施例方式
實施例1硬脂酸鋁5％
羥甲基纖維素30％雙甘油酯15％高嶺土 44％三聚氰胺甲醛樹脂3％淀粉酶 3％將上述配比的原料加入到高速攪拌器中，于50℃下攪拌8～10分鐘，出料。
實施例2硬脂酸鎂 7％甲基纖維素35％山梨醇18％滑石粉44％甲基脲2％氧化酶4％將上述配比的原料加入到高速攪拌器中，于60℃下攪拌8～10分鐘，出料。
實施例3硅樹脂1％藻膠 40％司盤 5％碳酸鈣50％二醛 3％糖酶 1％將上述配比的原料加入到高速攪拌器中，于60℃下攪拌8～10分鐘，出料。
實施例4石蠟 10％醇溶谷蛋白10％甘油 30％硫酸鋇40％三聚氰胺甲醛樹脂 5％淀粉酶5％將上述配比的原料加入到高速攪拌器中，于60℃下攪拌8～10分鐘，出料。
實施例5硬脂酸鈉 9％聚乙二醇 38％琥珀酸甘油酯 28％硅灰石20％甲基脲1％氧化酶4％將上述配比的原料加入到高速攪拌器中，于60℃下攪拌8～10分鐘，出料。
權(quán)利要求
1.一種淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑，其特征是由下列成分(重量比)組成脫膜劑1～10％，調(diào)粘劑10～40％，增塑劑5～30％，填料20～50％，交聯(lián)劑1～5％，淀粉改性劑1～5％。
2.一種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑的方法，其特征是將脫膜劑、調(diào)粘劑、增塑劑、填料、交聯(lián)劑和淀粉改性劑加入到高速攪拌機中，40～80℃下混合10分鐘左右，出料制得功能添加劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑，其特征在于所述的脫模劑為中長鏈脂肪酸或脂肪酸鹽或脂肪酸衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑，其特征在于所述的調(diào)粘劑為纖維素基調(diào)粘劑、天然多糖基調(diào)粘劑、蛋白質(zhì)基調(diào)粘劑或合成有機調(diào)粘劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑，其特征在于所述的增塑劑為非離子表面活性劑或沸點高于最高加工溫度(220℃)的含多羥基的有機物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑，其特征在于所述的填料為無機鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑，其特征在于所述的交聯(lián)劑為對淀粉而言含二個官能團以上的有機物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑，其特征在于所述的淀粉改性劑為可以與淀粉作用的酶。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑及其生產(chǎn)方法，它屬于一種多功能助劑的預混物，解決了目前助劑使用不當使制品性能變差的問題。淀粉基生物降解包裝材料的功能添加劑，由下列重量比的成分組成脫膜劑1～10％，調(diào)粘劑10～40％，增塑劑5～30％，填料20～50％，交聯(lián)劑1～5％，淀粉改性劑1～5％。將各成分加入到高速攪拌機中，40～80℃下混合10分鐘左右，出料制得功能添加劑。使用本發(fā)明所述的添加劑可大大縮短纖維的分散速度，改善漿料的加工流動性，可有助于淀粉制品的成型，增加所制成品的韌性及強度，達到了非降解包裝材料的性能指標，同時符合國家的環(huán)保要求。
文檔編號C08L101/16GK101085843SQ200710062270
公開日2007年12月12日 申請日期2007年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月7日
發(fā)明者賈軍毅 申請人:賈軍毅