专利名称：一种一次性环保餐具及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于餐具制造技术领域，特别是涉及一种一次性环保餐具及其制造工艺。
背景技术：
自上世纪九十年代初期开始，生产一次性餐具的材料出现了玉米淀粉与热塑性塑料的复合材料，因其良好的环境友好特性而在企业界倍受关注，特别是在2000年前后，玉米淀粉/PP复合材料生产一次性餐具成为了各地新产品投入与开发的焦点，其生产工艺主要是采用母料法，其主要工艺流程为先把淀粉、助剂和聚乙烯混合成混合物料，冷却后破碎，然后熔融挤出制备成母料，再把这种母料与聚丙烯原料混合挤出成膜片，再吸塑成型所需形状的餐具。但是，令人遗憾的是，经过短短的几年时间后，当初的热点新产品，并没有在市场上带来令人希望的热潮。造成这种现象的主要原因是母料法工艺存在不足，生产工艺技术还不成熟，给很多企业发展的形成了瓶颈。主要表现在以下方面。 产品的脆性大。采用母料法生产的一次性餐具脆性比较大，尤其是在沿流动方向上的脆性更大，使母料切粒困难。脆性更表现在制品随着储存时间的延长而增加。淀粉含量低。母料法技术的淀粉含量在45%以下，如果淀粉含量增加，挤出成膜的性能就变差，吸塑成型性能也劣化，制品脆性大。由于淀粉的含量低，生物降解率低，不能达到堆肥化实验要求。蒸发残渣量过高。蒸发残渣量是一个重要的技术指标，产品如果达不到要求，就不能进入市场。采用母料法生产一次性餐具的工艺，制品的蒸发残渣量远高于国家标准。
发明内容
本发明的目的就是要解决传统母料法制造工艺生产一次性餐具存在的产品脆性大、淀粉含量低、蒸发残渣量过高的缺陷，提高一种使用新型原料制造的一次性环保餐具以及使用该新型原料制造一次性环保餐具的制造工艺。为此，本发明采用以下技术方案一种一次性环保餐具，其特征是，餐具各原料成分的比例(按重量计)为玉米淀粉51-75份，聚丙烯40-20份，单甘脂O. 2-0. 8份，马来酸酐E 8-15份，抗氧化剂O. 05-0. 12份，稳定剂O. 001-0. 01份，增塑剂1_2份，偶联剂O. 1-0. 15份，润滑剂O. 8-1. 2份，TMC-300成核剂O. 05-0. 08份。一种制造上述一次性环保餐具的制造工艺，采用母料法，分为三步，第一步为母料的制备，第二步为挤出制成膜片，第三步为吸塑成型，其特征是，第一步母料制备中，先将设定量的淀粉投入高混锅中预混、除湿，锅内温度120°C时，以600-800转/分钟搅拌15-20分钟，然后高混锅内投入设定量的润滑剂和马来酸酐E以1200-1600转/分钟搅拌10-15分钟，熔融混合成颗粒状物料，然后将颗粒状物料放入冷混锅内冷却后加入增塑剂低速冷混3-5分钟，然后将混合好的物料直接输入挤出造粒机挤出成条状，挤出温度控制在130-165°C，然后使条状物料进入切粒机切粒制备成母料；第二步挤出制成膜片中，先将第一步制得的母料和设定量的聚丙烯以及单甘脂、抗氧化剂、稳定剂、增塑剂、偶联剂和TMC-300成核剂等助剂依次加入高混机中，在130-175°C温度范围内混合5_8分钟后输入挤出机，通过挤出机拉伸挤出，并经循环水三辊碾压冷却定型成膜片。母料的制备中采用了一种改性的新材料马来酸酐E树脂，能够在两相界面处靠近大分子链段扩散而形成紧密的过渡层，得到分子共溶的均相体系，从而提高了各物料的相容性，与传统工艺相比，母料的制备过程可以减少了破碎工序，缩短了工艺过程，但产品的质量没有影响，同时促进产品中玉米淀粉的添加量 。第二步中将聚丙烯、母料和TMC-300成核剂进行初步混合后再挤出成型制品，在这一步增加了生物基塑料配套助剂成核剂TMC-300,对于PP、PA树枝具有良好的成核促进作用，改善了制品的物理和机械性能，提高其热变形温度，强性模量和抗冲击强度。通过上述分析，本发明可达到以下有益效果。产品的脆性得到了极大的改善。生产的一次性餐具沿着流动方向的耐撕裂性能得到了提高，满足了用户的要求。产品的韧性不随时间的增加而变化，制品质量稳定。淀粉含量高。采用新工艺生产的制品，其淀粉含量可大于51 %，达到了堆肥化实验的要求，是一种可生物降解的材料，具有环境友好的特性。蒸发残渣量达到了国家标准。淀粉含量为51%餐具的蒸发残渣量检测结果列于表I。从表I的检验结果来看，完全符合国家标准。表I淀粉含量为51%的PP餐具蒸发残渣量
I；验条件I蒸发残渣量mg/L
水 60°C 2h_94_
4%乙酸 60°C 2h130
65%乙醇室温2h8一
正己烷室温2h220一
1残渣三氯甲烷提取物34
4%乙酸残渣三氯甲烷提取物 42_
己烷残渣三氯甲烷提取物 |56工艺过程简单。新工艺减少了原母料法工艺中的破碎工序，产品的性能没有影响，但对产品的加工工艺降低了能耗，节约了成本。
具体实施例方式以下将以实施例的方式详细描述本发明的实施过程。在以下各实施例中，如无特别声明，所述组分的分数均为重量份，每重量份为1kg。实施例I。母料的制备。将按要求配比的玉米淀粉51份，投入高混锅中预混、除湿，锅内温度达到设定温度120°C时，先低速启动搅拌，以600转/分钟搅拌20分钟，检测物料的含水率在2%以下。在上述含水量合格的玉米淀粉中投入马来酸酐E 8份，润滑剂I份，偶联剂O. 05份，稳定剂O. 005份进行高速热混合，启动高速搅拌，以1600转/分钟搅拌10分钟，使锅中物料充分溶合成均匀的白色颗粒状。把上述混合好的白色颗粒状物料放入冷混锅内低速搅拌冷却，冷却至设定的温度后加入增塑剂I份，低速冷混合5分钟。
将上述冷却好的物料定量输入双螺杆双排气挤出造粒机组挤出成条状，挤出温度控制在130-165°C，所挤出条状料经冷却输送带风冷后送入切粒机切粒，检验合格，制得的母料待用。成品制备。将备用的母料与聚丙烯40份，单甘脂O. 8份，TMC-300成核剂O. 08份，抗氧化剂O. 12份，增塑剂I份，稳定剂O. 001份，偶联剂O. I份，依次加入GL500\1600高速混合机内，混合5分钟后放料至料车中。将上述物料定量输入双螺杆双排气挤出制片机组，使挤出温度控制在130_175°C范围内，通过挤出机的进一步塑化混合，使各种物质紧密结合，拉伸挤出，经循环水三辊碾压冷却定型成片。 把上述制得的合格的膜片采用全自动控制负压成型吸塑机组吸塑成型。制成各种一次性餐具。实施例2。母料的制备。将按要求配比的玉米淀粉60份，投入高混锅中预混、除湿，锅内温度达到设定温度120°C时，先低速启动搅拌，以650转/分钟搅拌18分钟，检测物料的含水率在2%以下。在上述含水量合格的玉米淀粉中投入马来酸酐E 10份，润滑剂I份，偶联剂O. 07份，稳定剂O. 008份进行高速热混合，启动高速搅拌，以1600转/分钟搅拌10分钟，使锅中物料充分溶合成均匀的白色颗粒状。把上述混合好的白色颗粒状物料放入冷混锅内低速搅拌冷却，冷却至设定的温度后加入增塑剂I份，低速冷混合5分钟。将上述冷却好的物料定量输入双螺杆双排气挤出造粒机组挤出成条状，挤出温度控制在130-165°C，所挤出条状料经冷却输送带风冷后送入切粒机切粒，检验合格，制得的母料待用。成品制备。将备用的母料与聚丙烯30份，单甘脂O. 6份，TMC-300成核剂O. 07份，抗氧化剂O. 08份，增塑剂I份，稳定剂O. 001份，偶联剂O. 07份，依次加入GL500\1600高速混合机内，混合5分钟后放料至料车中。将上述物料定量输入双螺杆双排气挤出制片机组，使挤出温度控制在130_175°C范围内，通过挤出机的进一步塑化混合，使各种物质紧密结合，拉伸挤出，经循环水三辊碾压冷却定型成片。把上述制得的合格的膜片采用全自动控制负压成型吸塑机组吸塑成型。制成各种一次性餐具。实施例3。母料的制备。将按要求配比的玉米淀粉75份，投入高混锅中预混、除湿，锅内温度达到设定温度120°C时，先低速启动搅拌，以800转/分钟搅拌15分钟，检测物料的含水率在2%以下。在上述含水量合格的玉米淀粉中投入马来酸酐E 15份，润滑剂I份，偶联剂O. 07份，稳定剂O. 008份进行高速热混合，启动高速搅拌，以1200转/分钟搅拌15分钟，使锅中物料充分溶合成均匀的白色颗粒状。
把上述混合好的白色颗粒状物料放入冷混锅内低速搅拌冷却，冷却至设定的温度后加入增塑剂I份，低速冷混合3分钟。将上述冷却好的物料定量输入双螺杆双排气挤出造粒机组挤出成条状，挤出温度控制在130-165°C，所挤出条状料经冷却输送带风冷后送入切粒机切粒，检验合格，制得的母料待用。成品制备。将备用的母料与聚丙烯30份，单甘脂O. 6份，TMC-300成核剂O. 07份，抗氧化剂O. 08份，增塑剂I份，稳定剂O. 001份，偶联剂O. 07份，依次加入GL500\1600高速混合机内，混合5分钟后放料至料车中。将上述物料定量输入双螺杆双排气挤出制片机组，使挤出温度控制在130_175°C范围内，通过挤出机的进一步塑化混合，使各种物质紧密结合，拉伸挤出，经循环水三辊碾压冷却定型成片。把上述制得的合格的膜片采用全自动控制负压成型吸塑机组吸塑成型。制成各种
一次性餐具。
权利要求
1.一种一次性环保餐具，其特征是，餐具各原料成分的比例(按重量计)为玉米淀粉51-75份，聚丙烯40-20份，单甘脂0. 2-0. 8份，马来酸酐E 8-15份，抗氧化剂0. 05-0. 12份，稳定剂0. 001-0. 01份，增塑剂1-2份，偶联剂0. 1-0. 15份，润滑剂0. 8-1. 2份，TMC-300成核剂0. 05-0. 08份。
2.一种制造如权利要求I所述的一次性环保餐具的制造工艺，采用母料法，分为三步，第一步为母料的制备，第二步为挤出制成膜片，第三步为吸塑成型，其特征是，第一步母料制备中，先将设定量的淀粉投入高混锅中预混、除湿，锅内温度120°C时，以600-800转/分钟搅拌15-20分钟，然后高混锅内投入设定量的润滑剂和马来酸酐E以1200-1600转/分钟搅拌10-15分钟，熔融混合成颗粒状物料，然后将颗粒状物料放入冷混锅内冷却后加入增塑剂低速冷混3-5分钟，然后将混合好的物料直接输入挤出造粒机挤出成条状，挤出温度控制在130-165°C，然后使条状物料进入切粒机切粒制备成母料；第二步挤出制成膜片中，先将第一步制得的母料和设定量的聚丙烯以及单甘脂、抗氧化剂、稳定剂、增塑剂、偶联剂和TMC-300成核剂等助剂依次加入高混机中，在130-175°C温度范围内混合5_8分钟后输入挤出机，通过挤出机拉伸挤出，并经循环水三辊碾压冷却定型成膜片。
全文摘要
一种一次性环保餐具及其制造工艺，属于餐具制造技术领域。传统母料法制造工艺生产的一次性餐具产品脆性大、淀粉含量低、蒸发残渣量过高。本发明工艺分为母料的制备、挤出制成膜片、吸塑成型三步，特点是母料的制备中采用马来酸酐E树脂和淀粉、润滑剂熔融混合成颗粒状物料后，直接将物料输入挤出造粒机挤出成条状，条状物料进入切粒机切粒，减少了破碎工序，缩短了工艺过程，促进了淀粉的添加量；第二步中母料和聚丙烯以及TMC-300成核剂等助剂依次加入高混机中，混合后输入挤出机拉伸挤出，并经循环水三辊碾压冷却定型成膜片，增加了TMC-300成核剂助剂，改善了制品的物理和机械性能，提高其热变形温度，强性模量和抗冲击强度。
文档编号C08J3/22GK102627825SQ20121009060
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者宓可均, 张陆祥, 杨文斌, 毕道成, 裘煜, 裘陆军 申请人:浙江天禾生态科技有限公司