一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，屬于塑料領(lǐng)域，尤其涉及一種可降解改性聚乙烯塑料的制備方法。主要是通過(guò)在高壓條件下，利用改性淀粉與EVA、羥丙基纖維素、普魯蘭多糖來(lái)制備改性聚乙烯，再將其添加至聚乙烯醇、淀粉、過(guò)氧化二異丙苯，硅烷偶聯(lián)劑和十八烷酰胺的混合物中，在雙螺桿擠出機(jī)中高溫條件下混煉制備可降解改性聚乙烯塑料。本發(fā)明制備的聚乙烯塑料產(chǎn)品具有極好的透明度和光澤度，不吸塵、不帶靜電、印刷適應(yīng)性好，較高的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，良好的耐磨性，極好的氣體阻隔性、保香性以及優(yōu)異的耐水性和可降解性，特別適合包裝材料的應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種包裝材料及其制備方法，特別是涉及一種包裝用可降解改性聚乙 烯塑料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在包裝行業(yè)中，高分子材料制備得到的薄膜材料應(yīng)用非常廣泛，在包裝袋、包裝盒 中都有非常多的使用。薄膜材料的種類(lèi)也非常多，不同材料制備得到的復(fù)合薄膜材料也具 有不同的功能和不同的性狀。
[0003] 聚乙烯由于質(zhì)輕、無(wú)毒，具有優(yōu)異的介電性能、化學(xué)穩(wěn)定性和抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，且價(jià) 格低廉，成型加工容易，可廣泛應(yīng)用于應(yīng)用于包裝行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于聚 乙烯材料的性能提出了更高的要求，希望其具有更加優(yōu)良的力學(xué)性能和耐熱耐老化性能。 因此，對(duì)于聚乙烯的改性時(shí)目前研究的熱點(diǎn)。CN 103881187 A公開(kāi)了一種納米碳纖維改性 聚乙烯材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：聚乙烯50%-70%、納米碳纖維3%-15%、填料15%-40%、相容劑2%-5%、分散劑0.1%-2%、偶聯(lián)劑0.1%-1%、抗氧劑0.1%-1%、其它添加劑0.1%-1%。 該發(fā)明制的納米碳纖維改性聚乙烯材料，具有高強(qiáng)度、高彈性、高剛度和顯著提高抗靜電能 力。CN 1817954 A公開(kāi)了一種聚烯烴/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料及其制備方法，其復(fù)合材料 的制備工藝步驟為:在反應(yīng)器中通入氮?dú)猓缓髮⒕巯N、未改性層狀硅酸鹽、第一單體、第 二單體、第三單體、引發(fā)劑，浸泡溶脹，經(jīng)攪拌后將產(chǎn)物真空狀態(tài)下干燥得到改性母料，將母 料、聚烯烴混合均勻，混煉得到聚烯烴/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料。然而該材料的力學(xué)性能 并不是很好，此外其耐熱耐老化性能一般。
[0004] 然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們環(huán)境保護(hù)的意識(shí)越來(lái)越高， 塑料廢棄物所造成的白色污染問(wèn)題也越來(lái)越受到重視，因此，具有生物降解能力的材料成 為時(shí)代發(fā)展的需要。但現(xiàn)有的塑料雖然在暴露的環(huán)境中可很好地降解為碎片，但城市的垃 圾趨向于填埋法，這些降解成的垃圾碎片被埋在垃圾或土壤里，則降解效果不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是獲得一種包裝用易降解、堅(jiān)固耐用、性能穩(wěn)定、耐熱 耐水性好的可降解改性聚乙烯塑料及其制備方法。
[0006] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備：按重量份計(jì)，稱(chēng)取聚乙烯30-50份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚 物）6-10份、羥丙基纖維素8-12份、戊二醛2-5份、普魯蘭多糖3-6份和改姓淀粉10-15 份加入到體積分?jǐn)?shù)為15-25%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為35-45份;在溫度為60°C-80°C，pH為8.0-9.0的條件下攪拌均勻制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應(yīng)釜中，在1.2_ 2. 5MPa，110-150 °C條件下反應(yīng)60-90分鐘，反應(yīng)結(jié)束后即可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計(jì)，稱(chēng)取改性聚乙烯50-70份，聚乙烯醇 15-25份、淀粉15-25份、過(guò)氧化二異丙苯5-8份，硅烷偶聯(lián)劑4-6份，十八烷酰胺3-7份和 乙二醇25-35份，采用塑料高速攪拌機(jī)，在轉(zhuǎn)速600r/min-800r/min，溫度15-30°C的條件下 攪拌10-20分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機(jī)中混煉，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿 區(qū)域的預(yù)熱溫度為200_300°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250-400r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0007] 作為優(yōu)選，所述步驟（1)中，按重量份計(jì)，稱(chēng)取聚乙烯35-45份、EVA(乙烯-醋酸乙 烯共聚物）7-9份、羥丙基纖維素9-11份、戊二醛3-4份、普魯蘭多糖4-5份和改姓淀粉 12-14份加入到體積分?jǐn)?shù)為18-22%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為38-42份;在溫度為 65°C_75°C，pH為8.2-8.6的條件下攪拌均勻制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應(yīng)釜中， 在1.5-2.0 MPa，120-140 °C條件下反應(yīng)70-80分鐘，反應(yīng)結(jié)束后即可制得改性聚乙烯。
[0008] 所述步驟(2)中，按重量份計(jì)，稱(chēng)取改性聚乙烯55-65份，聚乙烯醇18-22份、淀粉 18-22份、過(guò)氧化二異丙苯6-8份，硅烷偶聯(lián)劑4-6份，十八烷酰胺4-6份和乙二醇28-32 份，采用塑料高速攪拌機(jī)，在轉(zhuǎn)速650r/min-750r/min，溫度18-25 °C的條件下攪拌12-18分 鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機(jī)中混煉，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫 度為220-260°C，螺桿轉(zhuǎn)速為280-360r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0009] 所述改性淀粉的制備方法為：將淀粉60-85重量份、丙三醇15-25重量份和水5-10 重量份加入高速混合機(jī)進(jìn)行充分混合、濕潤(rùn)，進(jìn)行10-30分鐘改性即得。
[0010]所述硅烷偶聯(lián)劑為γ -縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷。
[0011]本發(fā)明制備的聚乙烯塑料作為包裝材料具備以下有益效果： (1)極好的透明度和光澤度，不吸塵、不帶靜電、印刷適應(yīng)性好，較高的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng) 率，良好的耐磨性，極好的氣體阻隔性和保香性。
[0012] (2)采用改性淀粉、EVA、羥丙基纖維素、普魯蘭多糖協(xié)同作用對(duì)聚乙烯進(jìn)行改性， 極大提高了聚乙烯的可降解性能，使得獲得的聚乙烯塑料能夠很好的降解，環(huán)保性好。
[0013] (3)采用聚乙烯醇、淀粉、過(guò)氧化二異丙苯，硅烷偶聯(lián)劑和十八烷酰胺對(duì)聚乙烯進(jìn) 行作用，使得制備的聚乙烯塑料的性能極其穩(wěn)定，耐熱耐水性能耗，拉伸強(qiáng)度優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述： 實(shí)施例1 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備:按重量份計(jì)，稱(chēng)取聚乙烯40份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）8 份、羥丙基纖維素10份、戊二醛4份、普魯蘭多糖4份和改姓淀粉12份加入到體積分?jǐn)?shù)為 20%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為40份;在溫度為70°C，pH為8.5的條件下攪拌均勻 制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應(yīng)釜中，在2. OMPa，120 °C條件下反應(yīng)80分鐘，反應(yīng)結(jié)束 后即可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計(jì)，稱(chēng)取改性聚乙烯60份、聚乙烯醇20 份、淀粉20份、過(guò)氧化二異丙苯6份，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷5份，十八烷酰 胺4份和乙二醇30份，采用塑料高速攪拌機(jī)，在轉(zhuǎn)速700r/min，溫度25°C的條件下攪拌15 分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機(jī)中混煉，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱 溫度為250 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0015] 實(shí)施例2 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備:按重量份計(jì)，稱(chēng)取聚乙烯30份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）6 份、羥丙基纖維素8份、戊二醛2份、普魯蘭多糖3份和改姓淀粉10份加入到體積分?jǐn)?shù)為 15%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為35份;在溫度為60°C，pH為8.0的條件下攪拌均勻 制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應(yīng)釜中，在1.2MPa，110 °C條件下反應(yīng)60分鐘，反應(yīng)結(jié)束 后即可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計(jì)，稱(chēng)取改性聚乙烯50份、聚乙烯醇15 份、淀粉15份、過(guò)氧化二異丙苯5份，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷4份，十八烷酰 胺3份和乙二醇25份，采用塑料高速攪拌機(jī)，在轉(zhuǎn)速600r/min，溫度15°C的條件下攪拌10 分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機(jī)中混煉，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱 溫度為200 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0016] 實(shí)施例3 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備：按重量份計(jì)，稱(chēng)取聚乙烯50份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物） 10份、羥丙基纖維素12份、戊二醛5份、普魯蘭多糖6份和改姓淀粉15份加入到體積分?jǐn)?shù) 為25%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為45份;在溫度為80°C，pH為9.0的條件下攪拌均 勻制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應(yīng)釜中，在2. 5MPa，150 °C條件下反應(yīng)90分鐘，反應(yīng) 結(jié)束后即可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計(jì)，稱(chēng)取改性聚乙烯70份、聚乙烯醇25 份、淀粉25份、過(guò)氧化二異丙苯8份，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷6份，十八烷酰胺7 份和乙二醇35份，采用塑料高速攪拌機(jī)，在轉(zhuǎn)速800r/min，溫度30°C的條件下攪拌20分鐘， 使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機(jī)中混煉，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫度 為300 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為400r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0017] 實(shí)施例4 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備:按重量份計(jì)，稱(chēng)取聚乙烯35份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）7 份、羥丙基纖維素9份、戊二醛3份、普魯蘭多糖4份和改姓淀粉12份加入到體積分?jǐn)?shù)為18% 的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為38份;在溫度為67°C，pH為8.3的條件下攪拌均勻制得 糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應(yīng)釜中，在1.8MPa，120°C條件下反應(yīng)70分鐘，反應(yīng)結(jié)束后即 可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計(jì)，稱(chēng)取改性聚乙烯55份、聚乙烯醇18 份、淀粉19份、過(guò)氧化二異丙苯6份，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷5份，十八烷酰 胺4份和乙二醇28份，采用塑料高速攪拌機(jī)，在轉(zhuǎn)速680r/min，溫度20°C的條件下攪拌13 分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機(jī)中混煉，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱 溫度為230 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0018] 實(shí)施例5 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1)改性聚乙烯的制備:按重量份計(jì)，稱(chēng)取聚乙烯45份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）9 份、羥丙基纖維素10份、戊二醛4份、普魯蘭多糖5份和改姓淀粉14份加入到體積分?jǐn)?shù)為 18%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為40份;在溫度為75°C，pH為8.8的條件下攪拌均勻 制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應(yīng)釜中，在2.OMPa，140°C條件下反應(yīng)80分鐘，反應(yīng)結(jié)束 后即可制得改性聚乙烯； (2)可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計(jì)，稱(chēng)取改性聚乙烯65份、聚乙烯醇22 份、淀粉22份、過(guò)氧化二異丙苯7份，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷5份，十八烷酰胺 6份和乙二醇32份，采用塑料高速攪拌機(jī)，在轉(zhuǎn)速740r/min，溫度25°C的條件下攪拌18分 鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機(jī)中混煉，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫 度為280 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為360r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0019]將上述實(shí)施例1-5制備得到的可降解改性聚乙烯塑料進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)溫度為80 °C， 其中，降解率的檢測(cè)是采用堆肥法，彎曲強(qiáng)度的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為GB9341，拉伸強(qiáng)度的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為 GB11040，熱變形溫度的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為GB1634。具體結(jié)果如表1所示：
由表1可以看出，本發(fā)明制備的可降解改性聚乙烯塑料的拉伸強(qiáng)度可高達(dá)192-214MPa， 彎曲強(qiáng)度高達(dá)210_220MPa，具有良好的機(jī)械性能，并且其熱變形溫度高達(dá)183-205°C，具有 優(yōu)良的耐熱性能，另外，其耐水性和可降解性能也十分優(yōu)異。
[0020]以上對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施所提供的一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料及其制備方 法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例的思想，在具體 實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明創(chuàng) 造的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備：按重量份計(jì)，稱(chēng)取聚乙烯30-50份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚 物）6-10份、羥丙基纖維素8-12份、戊二醛2-5份、普魯蘭多糖3-6份和改姓淀粉10-15 份加入到體積分?jǐn)?shù)為15-25%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為35-45份;在溫度為60°C-80°C，pH為8.0-9.0的條件下攪拌均勻制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應(yīng)釜中，在1.2_ 2. 5MPa，110-150 °C條件下反應(yīng)60-90分鐘，反應(yīng)結(jié)束后即可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計(jì)，稱(chēng)取改性聚乙烯50-70份、聚乙烯醇 15-25份、淀粉15-25份、過(guò)氧化二異丙苯5-8份、硅烷偶聯(lián)劑4-6份、十八烷酰胺3-7份和 乙二醇25-35份，采用塑料高速攪拌機(jī)，在轉(zhuǎn)速600r/min-800r/min，溫度15-30°C的條件下 攪拌10-20分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機(jī)中混煉，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿 區(qū)域的預(yù)熱溫度為200_300°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250-400r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)中，按重量份計(jì)，稱(chēng)取聚乙烯 35-45份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）7-9份、羥丙基纖維素9-11份、戊二醛3-4份、普魯 蘭多糖4-5份和改姓淀粉12-14份加入到體積分?jǐn)?shù)為18-22%的甘油水溶液中，其中甘油水 溶液為38-42份;在溫度為65°C-75°C，pH為8.2-8.6的條件下攪拌均勻制得糊狀，將糊狀混 合物加入高壓反應(yīng)釜中，在1.5-2.0 1〇^，120-140°(：條件下反應(yīng)70-80分鐘，反應(yīng)結(jié)束后即 可制得改性聚乙烯。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，按重量份計(jì)，稱(chēng)取改性聚 乙烯55-65份、聚乙烯醇18-22份、淀粉18-22份、過(guò)氧化二異丙苯6-8份、硅烷偶聯(lián)劑4-6份、十八烷酰胺4-6份和乙二醇28-32份，采用塑料高速攪拌機(jī)，在轉(zhuǎn)速650r/min-750r/ min，溫度18-25°C的條件下攪拌12-18分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機(jī)中混 煉，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫度為220-260°C，螺桿轉(zhuǎn)速為280-360r/min，得到 可降解改性聚乙烯塑料。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述改性淀粉的制備方法為:將 淀粉60-85重量份、丙三醇15-25重量份和水5-10重量份加入高速混合機(jī)進(jìn)行充分混合、濕 潤(rùn)，進(jìn)行10-30分鐘改性即得。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-縮水甘油 氧丙基三甲氧基硅氧烷。6. -種權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述方法制備得到的包裝用可降解改性聚乙烯塑料。
【文檔編號(hào)】C08L1/28GK105968500SQ201610404494
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】黨令軍, 白林濤, 任彥平
【申請(qǐng)人】湖北華源包裝有限公司