一種生物納米塑料的制作方法
【專利摘要】一種生物納米塑料,其特征在于:其原料組分及重量份數(shù)分別為:植物纖維淀粉45-60,甘油4-6、聚乙烯40、聚乳酸20-40、合成樹脂60-80、助劑?10-15、普魯蘭多糖?5-8、抗氧劑?2-4、紫外線吸收劑1-1.5等。
【專利說明】一種生物納米塑料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種塑料薄膜,特別是一種生物納米塑料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯作為一種通用塑料,具有許多優(yōu)良的性能,但是因機(jī)械強(qiáng)度低、耐熱性差、收縮形變大、抗蠕變性差等缺陷,在應(yīng)用上,特別是作為結(jié)構(gòu)材料,受到很大限制,不能作為高性能的工程塑料。因此,對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性,使之工程化就成為一個(gè)重要的研究課題。
[0003]滑石粉是一種由層狀硅酸鹽晶體組成的礦物,采用滑石粉填充的PP,耐熱性好,收縮率低,尺寸穩(wěn)定性好,硬度高?;厶畛銹P復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于汽車部件及日常用品的生產(chǎn),其產(chǎn)品與未填充滑石粉的PP相比具有良好的表觀質(zhì)量、低的收縮率和較高的熱變形溫度,然而由于兩相界面的親和性不強(qiáng),滑石粉的直接填充往往導(dǎo)致一些力學(xué)性能的下降,從而使復(fù)合材料的應(yīng)用受到限制。對(duì)其進(jìn)行表面改性處理可有效地改進(jìn)滑石粉與聚合物的界面親和性,提高聚合物對(duì)滑石粉的潤濕能力,改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散狀態(tài),從而提高復(fù)合材料的物理力學(xué)性能。
[0004]面對(duì)日益猖獗的致病細(xì)菌的危害,人類不斷在抗菌方面進(jìn)行研究和探索。從最初的短效消毒到長效抗菌產(chǎn)品的使用。特別是禽流感之后,更多的抗菌產(chǎn)品擁入了市場(chǎng)。古埃及人早在4000多年前就使用傷口覆銀片來防止細(xì)菌感染;古代人用藥用抗菌植物保護(hù)木乃伊。第二次世界大戰(zhàn)期間,德國軍隊(duì)通過對(duì)軍服消毒處理以減少傷口的感染。
[0005]隨著生活水平的提高,人們對(duì)生存環(huán)境的要求也越來越高。由此,抗菌材料的生產(chǎn)已成為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè),世界各國對(duì)抗菌劑的研究更加重視。從微生物學(xué)角度上來講,抗菌的概念在對(duì)病菌的 控制上與消毒是有區(qū)別的,它并不要求能立即殺死對(duì)人體健康或生活、生產(chǎn)環(huán)境有害的微生物,而著重于在長期的使用過程中,抑制創(chuàng)門的生長繁殖,保持環(huán)境的清潔衛(wèi)生。我們通常所說的抗菌往往包含了滅菌、除霉、消毒等意思。一般來說,對(duì)抗菌劑的要求有:(I)抗菌能力及廣譜抗菌性;(2)持效性,即耐洗滌、耐磨損、壽命長;(3)耐侯性,即耐熱、耐日照、不易分解失效;(4)與基材的相容性或可加工性,即易添加到基材中不變色、不降低產(chǎn)品性能;(5)安全性,對(duì)健康無害,不造成對(duì)環(huán)境的污染;(6)細(xì)菌不易產(chǎn)生耐藥性。
[0006]抗菌塑料是指在塑料中添加抗菌劑,使塑料本身具有抗菌性,可在一定時(shí)間內(nèi)將沾污在塑料上的細(xì)菌殺死或抑制,與常規(guī)的化學(xué)和物理方法相比,使用抗菌塑料殺菌時(shí)效長,既經(jīng)濟(jì)又方便。抗菌劑可分無機(jī)、有機(jī)和天然生物抗菌劑3種類型。由于不同的抗菌劑對(duì)同種病原菌的抗菌作用機(jī)理和有效性的不同,以及同種抗菌劑對(duì)于不同的病原菌的抗菌作用機(jī)制和抑制范圍也不同,因此,要研究出既長效又廣譜、既高效又安全的抗菌劑,對(duì)抗菌機(jī)理的研究十分重要。
[0007]抗菌塑料的開發(fā)和應(yīng)用為保護(hù)人類健康樹起了一道綠色屏障,對(duì)于改善人類生存環(huán)境,減少疾病,保護(hù)全民健康,具有十分重要的意義。由于抗菌塑料可以從根本上減少或者避免人與人、人與物、物與物之間細(xì)菌的交叉感染,具有抗菌功能的塑料制品普遍受到人們的重視和歡迎。近三十年來,抗菌塑料的制備也有了前所未有的高速發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的是為了克服上述不足,提出一種在廢棄后的環(huán)境中,保證降解的可降解環(huán)保綠色塑料袋制品。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種生物降解塑料,其特征在于:其原料組分及重量份數(shù)分別為: 植物纖維淀粉 45-60,
甘油4-6
聚乙烯40
聚乳酸20-40
合成樹脂60-80
助劑10-15
普魯蘭多糖 5-8
抗氧劑2-4
紫外線吸收劑 1-1.5
納米阻燃復(fù)合物25-30
所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為:
(1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合,加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中,于65°C攪拌60小時(shí),過濾,并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO),放入真空干燥箱,在60°C溫度干燥24小時(shí),研磨過篩,得一次改性阻燃復(fù)合物;
(2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合,于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上,于溫度30°C,先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí),然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)。過濾,并用蒸餾水洗3次,80°C真空干燥24小時(shí),研磨過篩,得二次改性阻燃復(fù)合物;
(3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min,用恒溫加熱裝置加熱到90°C,并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘;得納米阻燃復(fù)合物。
[0010]聚乙烯為低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照質(zhì)量比2:2:1混料。
[0011]助劑包括增塑劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑,所述增塑劑選用檸檬酸三丁酯、礦物油、乙酸三丁酯、尿素、甲酰胺中的任一種,所述潤滑劑為硬脂酸鎂,所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸三苯酯。
[0012]所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0013]一種制備所述的生物降解塑料的方法,其特征在于:其步驟為:
(1)將植物纖維淀粉、聚乙烯、聚乳酸、合成樹脂和水、納米阻燃復(fù)合物預(yù)混合后,噴灑進(jìn)已盛有助劑、普魯蘭多糖、抗氧劑、紫外線吸收劑混合物的高速攪拌混合器中攪拌,得到混合物;
(2)將步驟(1)中得到的混合物放入密煉機(jī)中密煉0.5-1小時(shí),再用雙輥筒煉塑機(jī)開煉并壓片得到生物降解塑料。[0014]步驟(1)中所述攪拌時(shí)間為3-5分鐘。
[0015]步驟(2)中所述密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)置為60-70r/min。
[0016]步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機(jī)的溫度設(shè)置為130_140°C。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是: 1、本發(fā)明提供的隔氧且可降解塑料薄膜在制備方法上選用目前市場(chǎng)上成熟的改性淀粉可降解塑料母料PBM與Pullulan多糖和薄膜級(jí)LDPE共混擠出吹膜,利用LDPE的特點(diǎn),保證薄膜良好的力學(xué)性能;利用PBM和Pullulan的可降解性,實(shí)現(xiàn)薄膜材料的環(huán)境友好性;利用Pullulan的高隔氧性,提高薄膜材料的隔氧性;利用淀粉與Pullulan作為糖類物質(zhì)在結(jié)構(gòu)上的相似性,提高塑料薄膜材料整體的相容性;通過控制LDPE/PBM/PulIulan體系的共混配比,可實(shí)現(xiàn)對(duì)隔氧性和可降解性等的調(diào)控。
[0018]2、本發(fā)明提供的隔氧且可降解塑料薄膜在富氧及微生物的作用下會(huì)自動(dòng)分解,廢棄后的薄膜能被自然界中微生物完全降解消化,最終生成二氧化碳和水,較相同厚度的LDPE薄膜隔氧性能可提高40%。本發(fā)明的制備方法工藝簡單、生產(chǎn)效率高、工業(yè)化實(shí)施容易、可用普通塑料吹膜機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。本發(fā)明制備的阻燃劑不含鹵素、有機(jī)物,無毒環(huán)保,應(yīng)用前景廣闊;本發(fā)明進(jìn)行二次改性,這樣的好處是:增加反應(yīng)活性點(diǎn),提高改性效果;改性的同時(shí)又能蒸除體系中的水分,干燥與改性同時(shí)進(jìn)行,提高了工作效率;納米級(jí)硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等自身微孔中存在大量的物理和化學(xué)吸附水,在高溫下產(chǎn)生水蒸汽,阻斷氧氣,吸收熱量,達(dá)到多重阻燃的功效;強(qiáng)大吸附性能可以有效改善幾種阻燃劑的協(xié)同作用,阻止被阻燃物質(zhì)溫度升高,提高了阻燃效率;硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等資源豐富,大大降低了阻燃劑的工業(yè)成本,也為凹凸棒土的開發(fā)應(yīng)用提供了一條新途徑;本發(fā)明采用溶液法超聲波分散及機(jī)械高速攪拌器攪拌,使得阻燃劑各自組分在溶液中達(dá)到了納米級(jí)分散,有效避免了對(duì)復(fù)合材料的自然氧化,從而使復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能。復(fù)合材料的氧指數(shù)為41抗拉強(qiáng)度為5MPa,斷裂伸長率為120%,降解周期為120天。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明,但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例:
實(shí)施例1
一種生物降解塑料,其特征在于:其原料組分及重量份數(shù)分別為:
植物纖維淀粉45-60,
甘油4-6
聚乙烯40
聚乳酸20-40
合成樹脂60-80
助劑10-15
普魯蘭多糖 5-8 抗氧劑2-4
紫外線吸收劑 1-1.5納米阻燃復(fù)合物25 所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為:
(1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合,加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中,于65°C攪拌60小時(shí),過濾,并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO),放入真空干燥箱,在60°C溫度干燥24小時(shí),研磨過篩,得一次改性阻燃復(fù)合物;
(2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合,于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上,于溫度30°C,先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí),然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)。過濾,并用蒸餾水洗3次,80°C真空干燥24小時(shí),研磨過篩,得二次改性阻燃復(fù)合物;
(3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min,用恒溫加熱裝置加熱到90°C,并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘;得納米阻燃復(fù)合物。
[0020]聚乙烯為低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照質(zhì)量比2:2:1混料。
[0021]助劑包括增塑劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑,所述增塑劑選用檸檬酸三丁酯、礦物油、乙酸三丁酯、尿素、甲酰胺中的任一種,所述潤滑劑為硬脂酸鎂,所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸三苯酯。
[0022]所述抗氧劑是 抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0023]一種制備所述的生物降解塑料的方法,其特征在于:其步驟為:
(1)將植物纖維淀粉、聚乙烯、聚乳酸、合成樹脂和水、納米阻燃復(fù)合物預(yù)混合后,噴灑進(jìn)已盛有助劑、普魯蘭多糖、抗氧劑、紫外線吸收劑混合物的高速攪拌混合器中攪拌,得到混合物;
(2)將步驟(1)中得到的混合物放入密煉機(jī)中密煉0.5-1小時(shí),再用雙輥筒煉塑機(jī)開煉并壓片得到生物降解塑料。
[0024]步驟(1)中所述攪拌時(shí)間為3-5分鐘。
[0025]步驟(2)中所述密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)置為60_70r/min。
[0026]步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機(jī)的溫度設(shè)置為130_140°C。
[0027]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn),并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種生物納米塑料,其特征在于:其原料組分及重量份數(shù)分別為: 植物纖維淀粉 45-60, 甘油4-6 聚乙烯40 聚乳酸20-40 合成樹脂60-80 助劑10-15 普魯蘭多糖 5-8 抗氧劑2-4 紫外線吸收劑 1-1.5 納米阻燃復(fù)合物25-30 所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為: (1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合,加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中,于65°C攪拌60小時(shí),過濾,并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO),放入真空干燥箱,在60°C溫度干燥24小時(shí),研磨過篩,得一次改性阻燃復(fù)合物; (2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合,于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上,于溫度30°C,先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí),然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí),過濾,并用蒸餾水洗3次,80°C真空干燥24小時(shí),研磨過篩,得二次改性阻燃復(fù)合物; (3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min,用恒溫加熱裝置加熱到90°C,并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘;得納米阻燃復(fù)合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物納米塑料,其特征在于:聚乙烯為低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照質(zhì)量比2:2:1混料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物納米塑料,其特征在于:助劑包括增塑劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑,所述增塑劑選用檸檬酸三丁酯、礦物油、乙酸三丁酯、尿素、甲酰胺中的任一種,所述潤滑劑為硬脂酸鎂,所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸三苯酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解塑料,其特征在于:所述抗氧劑是抗氧劑1010或抗氧劑168。
5.一種制備如權(quán)利要求1所述的生物降解塑料的方法,其特征在于:其步驟為: (1)將植物纖維淀粉、聚乙烯、聚乳酸、合成樹脂和水、納米阻燃復(fù)合物預(yù)混合后,噴灑進(jìn)已盛有助劑、普魯蘭多糖、抗氧劑、紫外線吸收劑混合物的高速攪拌混合器中攪拌,得到混合物; (2)將步驟(1)中得到的混合物放入密煉機(jī)中密煉0.5-1小時(shí),再用雙輥筒煉塑機(jī)開煉并壓片得到生物降解塑料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物降解塑料的生產(chǎn)方法,其特征在于,步驟(1)中所述攪拌時(shí)間為3-5分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物降解塑料的生產(chǎn)方法,其特征在于,步驟(2)中所述密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)置為60-70r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物降解塑料的生產(chǎn)方法,其特征在于,步驟(2)中所述雙輥筒煉塑機(jī)的溫度設(shè)置 為130- 140°C。
【文檔編號(hào)】C08L3/02GK103539966SQ201310431102
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】周建, 顏玉榮 申請(qǐng)人:蘇州市湘園特種精細(xì)化工有限公司