一种高透明生物降解热收缩膜及其制备方法与流程

1.本发明属于塑料合成及加工技术领域，具体涉及一种高透明生物降解热收缩膜及其制备方法。


背景技术：

2.热收缩膜是一种在受热后能产生收缩的特殊功能膜，由于机械性能优异、密封性能好而广泛用于各种产品的包装中，以便于对产品进行销售和运输。目前热收缩膜材料大多选用如pp、pe、pvc、pet等不易处理的传统石油基材料，在使用后存在环境污染的问题，随着人们环保意识的不断提高，可降解环保型热收缩膜也相继被开发出来。由于热收缩膜还需要满足透明的特殊要求，因此可以用来生产全生物降解热收缩膜的原材料种类十分有限，且价格高昂，不利于大范围推广，如果通过添加填料来降低成本，又会极大影响膜的透明性和收缩性。为此，本发明提供了一种透明生物降解热收缩膜，使用价格低廉、来源广泛的生物质可再生资源—淀粉，通过特有的加工方式使其可在成膜后依旧保持透明性，并大大降低原料成本。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术中石油基材料易造成污染，生物降解材料成本高的问题。
4.为此，本发明提供了一种高透明生物降解热收缩膜，所述高透明生物降解热收缩膜膜层结构为a/b/a三层结构；其中所述a层的原料包括全生物降解树脂、扩链剂和开口剂；所述b层的原料包括淀粉和塑化剂。
5.具体的，上述a层的原料包括按质量份数计为100份的生物降解树脂，0.01
‑
2份的扩链剂和0.5
‑
10份的开口剂；所述b层的原料包括按质量份数计为100份的淀粉和5
‑
50份的塑化剂。
6.具体的，上述全生物降解树脂包括聚乳酸、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚碳酸亚丙酯中的至少一种。
7.具体的，上述开口剂包括滑石粉、纳米二氧化硅、油酸酰胺中的至少一种
8.具体的，上述塑化剂包括乙二醇、丙三醇、1
‑
丁基
‑
3甲基咪唑卤素盐类、1
‑
丁基
‑
3甲基咪唑无机盐类中的至少一种。
9.具体的，上述a/b/a三层结构中各层质量比a：b：a为1：0.1
‑
1：1。
10.本发明还提供了上述高透明生物降解热收缩膜的制备方法，包括如下步骤：
11.1)将全生物降解树脂、扩链剂和开口剂放入高速混合设备中，搅拌混合，得到a层混合材料；
12.2)将淀粉、塑化剂放入高速混合设备中搅拌混合后投入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到b层材料；
13.3)将a层混合材料投入三层共挤吹膜设备的内外层螺杆中，将b层材料投入三层共
挤吹膜设备的中间层螺杆中，通过三层共挤吹膜设备调节各层质量，制备具有a/b/a三层结构的高透明生物降解热收缩膜。
14.具体的，上述步骤(2)中搅拌混合条件为常温下500
‑
2000rpm搅拌5
‑
15min。
15.具体的，上述步骤(3)中搅拌混合条件为110
‑
130℃下500
‑
2000rpm搅拌5
‑
15min。
16.具体的，上述步骤(3)中挤出造粒温度为110
‑
150℃。
17.与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
18.本发明提供的这种高透明生物降解热收缩膜使用价格低廉、来源广泛的生物质可再生资源淀粉为原料，通过本发明提供的制备方法使其在成膜后依旧保持良好的透明性，并大大降低原料成本；本发明采用三层共挤吹膜方式制备的高透明生物降解热收缩膜具有良好的热收缩性能，完全可以参照目前传统石化塑料热收缩膜的性能，满足国标gb/t13519
‑
2016的要求；此外，本发明使用的原材料均可在自然环境中降解为二氧化碳和水，对环境不会产生任何负面影响，是一种环境友好型材料。
具体实施方式
19.下面将结合实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。尽管已经详细描述了本发明的代表性实施例，但是本发明所属技术领域的普通技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明的范围不应局限于实施方案，而应由所附权利要求及其等同物来限定。
20.本发明提供了高透明生物降解热收缩膜，所述高透明生物降解热收缩膜膜层结构为a/b/a三层结构；其中所述a层的原料包括全生物降解树脂和辅料、扩链剂和开口剂；所述b层的原料包括淀粉和塑化剂。
21.其中，所述a/b/a三层结构中各层质量比a：b：a为1：0.1
‑
1：1；所述a层的原料包括按质量份数计为100份的生物降解树脂、0.01
‑
2份的扩链剂和0.5
‑
10份的开口剂；所述b层的原料包括按质量份数计为100份的淀粉和5
‑
50份的塑化剂。
22.具体的，所述全生物降解树脂包括聚乳酸、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚碳酸亚丙酯中的至少一种；所述开口剂包括滑石粉、纳米二氧化硅、油酸酰胺中的至少一种。
23.本发明还提供了一种高透明生物降解热收缩膜的制备方法，包括如下步骤：
24.1)将全生物降解树脂、扩链剂和开口剂放入高速混合设备中，搅拌混合，得到a层混合材料；
25.其中，搅拌混合条件为常温下500
‑
2000rpm搅拌5
‑
15min；
26.2)将淀粉、塑化剂放入高速混合设备中搅拌混合后投入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到b层材料；
27.具体的，搅拌混合条件为110
‑
130℃下500
‑
2000rpm搅拌5
‑
15min；挤出造粒温度为110
‑
150℃；
28.3)将a层混合材料投入三层共挤吹膜设备的内外层螺杆中，将b层材料投入三层共挤吹膜设备的中间层螺杆中，通过三层共挤吹膜设备调节各层质量，制备具有a/b/a三层结构的高透明生物降解热收缩膜。
29.下面通过具体实施例对本发明的高透明生物降解热收缩膜的效果进行研究。
30.实施例1：
31.本实施例提供了一种高透明生物降解热收缩膜，其通过以下方法制备：
32.1)按质量份数称取a层原料和b层原料，其中，a层原料包括：聚乳酸70份，聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯30份，滑石粉1份，扩链剂0.3份；b层原料包括：淀粉100份，丙三醇25份；
33.2)将a层原料放入高速混合设备中，在常温下1000rpm搅拌5min，得到a层混合材料；
34.3)将b层原料放入高速混合设备中，在115℃，1500rpm下搅拌10min后投入到双螺杆挤出机中，130℃挤出造粒得到b层材料；
35.4)将a层混合材料投入三层共挤吹膜设备的内外层螺杆中，将b层材料投入三层共挤吹膜设备的中间层螺杆中，通过三层共挤吹膜设备调节各层质量，制备出各层质量比a：b：a为1:0.5:1的高透明生物降解热收缩膜。
36.实施例2：
37.本实施例提供了一种高透明生物降解热收缩膜，其通过以下方法制备：
38.1)按质量份数称取a层原料和b层原料，其中，a层原料包括：聚乳酸70份，聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯30份，滑石粉1份，扩链剂0.3份；b层原料包括：淀粉100份、丙三醇25份；
39.2)将a层原料放入高速混合设备中，在常温下1000rpm搅拌5min，得到a层混合材料；
40.3)将b层原料放入高速混合设备中，在115℃，1500rpm下搅拌10min后投入到双螺杆挤出机中，130℃挤出造粒得到b层材料；
41.4)将a层混合材料投入三层共挤吹膜设备的内外层螺杆中，将b层材料投入三层共挤吹膜设备的中间层螺杆中，通过三层共挤吹膜设备调节各层质量，制备出各层质量比a：b：a为1:0.7:1的高透明生物降解热收缩膜。
42.实施例3：
43.本实施例提供了一种高透明生物降解热收缩膜，其通过以下方法制备：
44.1)按质量份数称取a层原料和b层原料，其中，a层原料包括：聚乳酸80份，聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯20份，油酸酰胺0.8份，扩链剂0.5份；b层原料包括：淀粉100份、1
‑
丁基
‑
3甲基咪唑氯盐15份；
45.2)将a层原料放入高速混合设备中，在常温下1000rpm搅拌5min，得到a层混合材料；
46.3)将b层原料放入高速混合设备中，在115℃，1500rpm下搅拌10min后投入到双螺杆挤出机中，135℃挤出造粒得到b层材料；
47.4)将a层混合材料投入三层共挤吹膜设备的内外层螺杆中，将b层材料投入三层共挤吹膜设备的中间层螺杆中，通过三层共挤吹膜设备调节各层质量，制备出各层质量比a：b：a为1:0.5:1的高透明生物降解热收缩膜。
48.实施例4：
49.本实施例提供了一种高透明生物降解热收缩膜，其通过以下方法制备：
50.1)按质量份数称取a层原料和b层原料，其中，a层原料包括：聚乳酸80份，聚碳酸亚丙酯20份，纳米二氧化硅1份，扩链剂0.3份；b层原料包括：淀粉100份、1
‑
丁基
‑
3甲基咪唑氯盐10份；
51.2)将a层原料放入高速混合设备中，在常温下1000rpm搅拌5min，得到a层混合材料；
52.3)将b层原料放入高速混合设备中，在110℃，1500rpm下搅拌10min后投入到双螺杆挤出机中，135℃挤出造粒得到b层材料；
53.4)将a层混合材料投入三层共挤吹膜设备的内外层螺杆中，将b层材料投入三层共挤吹膜设备的中间层螺杆中，通过三层共挤吹膜设备调节各层质量，制备出各层质量比a：b：a为1:0.5:1的高透明生物降解热收缩膜。
54.对本实施例1
‑
4提供的高透明生物降解热收缩膜性能进行检测，结果如表1所示。
55.表1高透明生物降解热收缩膜性能
[0056][0057]
从表1可以看出，中间芯层b层的加入不会明显降低生物降解热收缩膜的透明性和收缩率，且机械性能优异，降解率高，在完全满足热收缩膜使用要求的同时，兼具环保功能。
[0058]
综上所述，这种高透明生物降解热收缩膜使用价格低廉、来源广泛的生物质可再生资源淀粉为原料，通过本发明提供的制备方法使其在成膜后依旧保持良好的透明性，并大大降低原料成本；本发明采用三层共挤吹膜方式制备的高透明生物降解热收缩膜具有良好的热收缩性能，可以替代目前传统石化塑料热收缩膜；此外，本发明使用的原材料均可在自然环境中降解为二氧化碳和水，对环境不会产生任何负面影响，是一种环境友好型材料。
[0059]
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。