专利名称：一种可生物降解的塑料玩具及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种塑料玩具及其生产方法，特别是涉及一种可生物降解的塑料玩具及其生产方法。
背景技术：
目前市场上各类塑料玩具的主要成分PVC(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等，它们均为石油化工产品，均属高聚物，因聚合度较大，分子间作用力强，高分子链难以断裂分解，从而导致已有塑料玩具具有不可降解性，会污染环境。加工方法主要有注射成型和挤出成型，加工时物料温度通常控制在150～250℃，同时，石油是地球上不可再生资源，这使得石油产物具有不可再生性，且成本高。
中国专利文献公开号为第1232834号的专利公报上披露了含生物降解母料的制品具有生物降解性，可制成一次性可生物降解餐具、购物袋、农用薄膜等，其加工方法因产品而异。其中生物降解母料为市场上可购买到的产品，其组成为纯淀粉(C6H5O5)n(n≥1)、专用交联剂DCP(过氧二异丙苯)、化学促降剂(甲酸铁盐、羧酸铁盐等)、助氧化剂(氢过氧化物)、低分子物质(聚乙烯蜡、石蜡油及大分子烷烃)和高分子树脂(PE、PP等)。所述生物降解母料一般可按下述方法得到1、制备变性淀粉，将淀粉在液态下真空脱水，对脱水后的淀粉进行微细化处理，使淀粉粒径降到8微米以下；加入自制的DH改性剂(铝酸化合物)、氧化促降剂(环氧乙酰蓖麻油、玉米油或环氧大豆油)和润滑剂(硬酯酸、聚乙烯蜡或氧化聚乙烯)在一定条件下对淀粉进行覆羟改性从而制成变性淀粉。2、将变性淀粉，专用胶联剂、助氧化剂、低分子物质、高分子树脂于低速混合机中混合10～30分钟出料。3、将上述备料用长径双螺杆挤出机挤出造粒即可制得生物降解母料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可生物降解的、不污染环境的塑料玩具。
本发明的另一目的在于提供上述可生物降解的塑料玩具的生产方法。
为了实现上述发明目的，本发明的可生物降解的塑料玩具的一种生产方法的步骤是1.1)共混(1)将100重量份生物降解母料BM1150或PZ7130、树脂PP 10～60重量份、填充剂CaCO30～50重量份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，得到共混料①；(2)在共混料①中顺次加入分散剂1～3重量份，润滑剂0.5～2重量份，成核剂0.1～0.5重量份，偶联剂2～5重量份，搅拌10分钟，得到共混料②即备料。
1.2)干燥将上述1.1)中备料置于立式料斗干燥机(回旋热风式)中干燥。干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。
1.3)成型注射成型，将上述1.2)干燥后的备料放入注射机中注射成型，得到所需一定形状的塑料玩具。注射压力为150±1Mpa，注射时间为18～25秒，锁模力为730～740KN，注射机料筒温度为160～180℃。
为了实现本发明的目的，本发明的可生物降解的塑料玩具的另一种生产方法的步骤是2.1)共混与上述1.1)共混方法相同，仅将树脂PP 10～60重量份改为HDPE 10～60重量份。
2.2)干燥与上述1.2)所述干燥方法相同。
2.3)成型注射成型，与上述1.3)所述注射成型方法相同，仅将注射机料筒温度为160～180℃改为注射机料筒温度为140～160℃。
为了实现本发明的目的，本发明的可生物降解的塑料玩具的又一种生产方法为将上述1.3)注射成型改为挤出成型得到所需一定形状塑料玩具，挤出时的物料温度控制在160～180℃，挤出时螺杆转速为50转/分。
为了实现本发明的目的，本发明的可生物降解的塑料玩具的还一种生产方法为将上述2.3)注射成型改为挤出成型得到所需一定形状塑料玩具，挤出时的物料温度控制140～160℃，挤出时螺杆转速为60转/分。
在本发明的可生物降解的塑料玩具的生产方法还可以在上述各生产方法的共混步骤(2)中加入2～5重量份的着色剂。
本发明的可生物降解的塑料玩具的生产方法还可以将上述各生产方法中的干燥步骤提前，即在上述各方法的共混步骤(2)前先行以同样干燥工艺参数烘干共混料①。
本发明的可生物降解的塑料玩具的生产方法还可包括把注射成型或挤出成型的产品再经修边、装配、上色、烘干、包装和检验步骤，合格后销售。
在上述共混料中含有生物降解母料BM1150的各生产方法中，所述共混材料的各组份优选比为100重量份生物降解母料BM1150，树脂PP或HDPE(高密度聚乙烯)50重量份，填充剂CaCO330重量份，分散剂2重量份，润滑剂1重量份，成核剂0.2重量份，偶联剂2重量份。
在上述共混料中含有生物降解母料PZ7130的各生产方法中，所述共混材料的各组份优选比为100重量份生物降解母料PZ7130，树脂PP30重量份，分散剂2重量份，润滑剂1重量份，成核剂0.2重量份，偶联剂2重量份。
在上述各方法中，所选用的生物降解7母料BM1150、生物降解母料PZ7130均为天津丹海公司产品，其中生物降解母料BM1150的组成为纯淀粉(由玉米、薯类植物制得)50重量份，专用交联剂0.7重量份，助氧化剂0.6重量份，化学促降剂4重量份，低分子物质7.7重量份，高分子树脂37重量份；生物降解母料PZ7130的组成为纯淀粉(由玉米、薯类植物制得)50重量份，专用交联剂0.7重量份，助氧化剂0.5重量份，化学促降剂8重量份，低分子物质6.8重量份，高分子树脂54重量份。
所选用的分散剂为液体石蜡，由C16～C21烷烃组成，所选用的润滑剂为硬酯酸，所选用的成核剂为苯甲酸钠，所选用的偶联剂为铝酸酯，所选用的着色剂为碳黑、钛白、锌白、铁丹等氧化物或硅酸盐或铬化物等。
本发明的生产方法制得的塑料玩具生物降解效果好，能迅速降解、与环境同化，对环境不造成污染。同时，因大量淀粉和填充剂CaCO3的使用，使得速生资源替代不可再生资源性能突出，成本大量降低。另外，还因本发明的生产方法制得的塑料玩具物理机械性能与已有的塑料玩具的物理机械性能相当，达到玩具硬塑件行业标准，在生产和市场上均具有良好的替代性，使得本发明的产品替代性好。
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。在以下实施例中，如无特别声明，所述组份的份数均为重量份，每重量份为0.1公斤。
实施例1按各组份重量比，将100重量份生物降解母料BM1150，树脂PP50份，填充剂CaCO330份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，再顺次加入分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，搅拌10分钟，得到共混料。将共混料倒出置于立式料斗干燥机(回旋热风式)中干燥。干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料放入注射机中注射成型，注射压力为150±1Mpa，锁模力为735KN，注射机料筒温度为前段160℃、中段170℃、后段180℃。将注射成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例2按各组份重量比，将100重量份生物降解母料BM1150，树脂PP50份，填充剂CaCO330份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，再顺次加入分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，搅拌10分钟，得到共混料。将共混料倒出置于立式料斗干燥机(回旋热风式)中干燥。干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将共混料放入挤出机中挤出成型，挤出机物料温度为160～180℃，挤出时螺杆转速为50转/分。将挤出成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例3按各组份重量比，将100重量份生物降解母料BM1150，树脂HDPE 50重量份，填充剂CaCO330份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，再顺次加入分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，搅拌10分钟，得到共混料。将共混料倒出置于立式料斗干燥机(回旋热风式)中干燥。干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料放入注射机中注射成型，注射压力为150±1Mpa，锁模力为735KN，注射机料筒温度为前段140℃、中段150℃、后段160℃。将注射成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例4按各组份重量比，将100重量份生物降解母料BM1150，树脂HDPE 50重量份，填充剂CaCO330份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，再顺次加入分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，搅拌10分钟，得到共混料。将共混料倒出置于立式料斗干燥机(回旋热风式)中干燥。干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料放入挤出机中挤出成型，挤出机物料温度为140～160℃，挤出时螺杆转速为60转/分。将挤出成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例5按各组份重量比，将100重量份生物降解母料PZ7130，树脂PP30份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，再顺次加入分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，搅拌10分钟，得到共混料。将共混料倒出置于立式料斗干燥机(回旋热风式)中干燥。干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料放入注射机中注射成型，注射压力为150～160Mpa，锁模力为735KN，注射机料筒温度为前段160℃、中段170℃、后段180℃。将注射成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例6按各组份重量比，将100重量份生物降解母料PZ7130，树脂PP30份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，再顺次加入分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，搅拌10分钟，得到共混料。将共混料倒出置于立式料斗干燥机(回旋热风式)中干燥。干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料放入挤出机中挤出成型，挤出机物料温度为160～180℃，挤出时螺杆转速为50转/分。将挤出成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例7
按各组份重量比，将100重量份生物降解母料BM1150，树脂PP50份，CaCO330份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，得到共混料①，将共混料①置于立式料斗干燥机中干燥，干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料①及分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，置于搅拌机中搅拌10分钟，得到共混料②。将共混料②放入注射机中注射成型，注射压力为150～160Mpa，锁模力为735KN，注射机料筒温度为前段160℃、中段170℃、后段180℃。将注射成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例8按各组份重量比，将100重量份生物降解母料BM1150，树脂PP50份，CaCO330份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，得到共混料①，将共混料①置于立式料斗干燥机中干燥，干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料①及分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，置于搅拌机中搅拌10分钟，得到共混料②。将共混料②放入挤出机中挤出成型，挤出机物料温度为160～180℃，挤出时螺杆转速为50转/分。将挤出成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例9按各组份重量比，将100重量份生物降解母料BM1150，树脂HDPE 50重量份，CaCO330份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，得到共混料①，将共混料①置于立式料斗干燥机中干燥，干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料①及分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，置于搅拌机中搅拌10分钟，得到共混料②。将共混料②放入注射机中注射成型，注射压力为150～160Mpa，锁模力为735KN，注射机料筒温度为前段140℃、中段150℃、后段160℃。将注射成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例10按各组份重量比，将100重量份生物降解母料BM1150，树脂HDPE 50份，CaCO330份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，得到共混料①，将共混料①置于立式料斗干燥机中干燥，干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料①及分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，置于搅拌机中搅拌10分钟，得到共混料②。将共混料②放入挤出机中挤出成型，挤出机物料温度为140～160℃，挤出时螺杆转速为60转/分。将挤出成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例11按各组份重量比，将100重量份生物降解母料PZ7130，树脂PP30份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，得到共混料①，将共混料①置于立式料斗干燥机中干燥，干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料①及分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，置于搅拌机中搅拌10分钟，得到共混料②。将共混料②放入注射机中注射成型，注射压力为150～160Mpa，锁模力为735KN，注射机料筒温度为前段160℃、中段170℃、后段180℃。将注射成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
实施例12按各组份重量比，将100重量份生物降解母料PZ7130，树脂PP30份于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，得到共混料①，将共混料①置于立式料斗干燥机中干燥，干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃。将干燥后的共混料①及分散剂2份，润滑剂1份，成核剂0.2份，偶联剂2份，着色剂5份，置于搅拌机中搅拌10分钟，得到共混料②。将共混料②放入挤出机中挤出成型，挤出机物料温度为160～180℃，挤出时螺杆转速为50转/分。将挤出成型所得玩具进行修边、装配、上色、烘干、包装，并于检验合格后按成品要求进行上市销售。
所得塑料玩具的物理性能检测结果1、外观无污点、飞边、凹痕、裂纹、气孔、银丝、白印、划伤、口等缺陷；2、跌落无损伤(按GB6675中4.3条试验)GB6675--4.3跌落强度将玩具从85±5cm高处跌落在4mm厚的钢板上5次，钢板表面涂有2mm厚，肖氏A硬度为75±5的覆盖层，并放置在一非录性的水平表面上。检查驱动机构是否外露或摇动声响玩具的壳体是否损伤。
所得塑料玩具的生物降解性能检测结果见下表
权利要求
1.一种可生物降解的塑料玩具的生产方法，其依次包括(a)共混(1)将100重量份生物降解母料BM1150或PZ7130、10～60重量份树脂PP、0～50重量份填充剂CaCO3于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，得到共混料①；(2)在共混料①中顺次加入1～3重量份分散剂，0.5～2重量份润滑剂，0.1～0.5重量份成核剂，2～5重量份偶联剂，搅拌10分钟，得到共混料②即备料；(b)干燥将上述步骤(a)中备料置于立式料斗干燥机中干燥，所述干燥机为回旋热风式，干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃；(c)成型注射成型，将上述步骤(b)干燥后的备料放入注射机中注射成型，得到所需一定形状的塑料玩具，注射压力为150±1Mpa，注射时间为18～25秒，锁模力为730～740KN，注射机料筒温度为160～180℃。
2.一种可生物降解的塑料玩具的生产方法，其依次包括(A)共混(1)将100重量份生物降解母料BM1150、10～60重量份树脂PP或HDPE、0～50重量份填充剂CaCO3于常温下逐一加入低速混合机中搅拌5分钟，得到共混料①；(2)在共混料①中顺次加入1～3重量份分散剂，0.5～2重量份润滑剂，0.1～0.5重量份成核剂，2～5重量份偶联剂，搅拌10分钟，得到共混料②即备料；(B)干燥将上述步骤(A)中备料置于立式料斗干燥机中干燥，所述干燥机为回旋热风式，干燥时间为2小时，风量为1850立方米/小时，风压为1350Pa，温度控制在110℃±2℃；(C)成型注射成型，将上述步骤(B)干燥后的备料放入注射机中注射成型，得到所需一定形状的塑料玩具，注射压力为150±1Mpa，注射时间为18～25秒，锁模力为730～740KN，注射机料筒温度为140～160℃。
3.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述的成型方法为挤出成型，挤出时的物料温度控制在160～180℃，挤出时螺杆转速为50转/分。
4.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述的成型方法为挤出成型，挤出时的物料温度控制在140～160℃，挤出时螺杆转速为60转/分。
5.如权利要求1至4中任一项所述的生产方法，其特征在于，在各生产方法的共混步骤(2)中加入2～5重量份的着色剂。
6.如权利要求1至4中任一项所述的生产方法，其特征在于，将各生产方法中的干燥步骤提前，即在上述各方法的共混步骤(2)前先行以同样干燥工艺参数烘干共混料①。
7.如权利要求1至4中任一项所述的生产方法，其特征在于，在各生产方法的成型步骤之后还可以包括把注射成型或挤出成型的产品再经修边、装配、上色、烘干、包装和检验的步骤。
8.如权利要求1至7中任一项所述的生产方法制得的可生物降解的塑料玩具。
全文摘要
本发明涉及一种可生物降解的塑料玩具及其生产方法，所述塑料玩具主要由生物降解母料、树脂PP或HDPE、填充剂、分散剂、润滑剂、成核剂、偶联剂制成，其生产步骤主要有共混、干燥、成型，其中，成型可以使用注射成型或挤出成型。本发明所述塑料玩具具有生物降解效果好、不污染环境的优点，且因其物理机械性能与已有塑料玩具的相当，故还具有良好的产品替代性。
文档编号C08K5/11GK1480481SQ0213183
公开日2004年3月10日 申请日期2002年9月6日 优先权日2002年9月6日
发明者丁少忠 申请人:丁少忠