本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种生产可生物降解发泡塑料的方法。
背景技术：
石油基泡沫塑料在生活中的大量使用，在给人类带来便利的同时，对环境也造成了及其严重的负面影响。舍弃的泡沫塑料难以降解，并且还含有大量的有毒物质，不仅给陆地，还给海洋等生态环境造成非常严重的负担。因此近年来，人们一直在研究开发各种能够降解的对自然环境不会造成负担的生物基发泡塑料。目前，用聚乳酸材料来生产发泡塑料产品已有许多比较成熟的技术。如公开号为cn1544525a的一种可生物降解的聚乳酸泡沫塑料制备方法；公告号为cn103642185a的聚乳酸泡沫材料及其制备方法，等等。前述技术制造的泡沫塑料虽然能够生物降解，但是由于价格原因，用上述方法制得的泡沫塑料的市场推广难度较大。为降低成本，也有不少技术利用淀粉作为泡沫塑料的原料来生产泡沫塑料。cn01132749.9公开了一种淀粉基生物降解泡沫塑料制备方法，该方法中泡沫塑料的原料包括丙烯酸淀粉酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、助剂；cn200610069806.1公开了一种利用eva、pe和淀粉复合发泡材料的制备方法，该方法是以eva、pe为主要原料，以淀粉及无机粉料为辅料，并配以甘油、交联剂、发泡剂ac和表面改性剂来制备泡沫塑料。上述技术虽然利用了淀粉作为泡沫塑料的原料，但是在技术中加入了较大量的石油基塑料，这严重影响了所生产的泡沫塑料的降解性能。
技术实现要素：
为了弥补上述技术方案的缺陷，本发明提供了一种新的用改性淀粉生产可生物降解发泡塑料的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种用丙烯酸丁酯接枝改性淀粉来生产可生物降解发泡塑料的方法，其特征在于，有以下步骤构成：
a.将淀粉和丙烯酸丁酯进行接枝共聚反应，制得改性淀粉，丙烯酸丁酯含量不大于30wt％；
b.调整改性淀粉的含水量，使水分含量为15-30wt％；
c.将b步骤得到的改性淀粉通过挤出机挤出造粒；
d.将c步骤得到的粒料干燥至含水量不超过3wt％，得到粒一；
e.选取可完全生物降解树脂粒料进行干燥处理,得到粒二；
f.将粒一和粒二按比例混合放入挤出机料斗，进行物理发泡，得到可生物降解的发泡塑料。
优选的，其中所述步骤a中，淀粉改性时加入的丙烯酸丁酯所占重量百分比为7--20wt％。
优选的，其中所述步骤c中,挤出机口模温度不超过60℃。
优选的，其中所述步骤d中，干燥温度为不超过60℃。
优选的，其中所述步骤e中，所述可完全生物降解树脂为聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇、聚丁二酸-丁二醇、聚丁二酸-己二酸-丁二醇、聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇中的一种或几种的组合。
优选的，其中所述步骤f中，粒二所占重量百分比为10--50wt％。
优选的，其中所述步骤f中，粒二所占重量百分比为30--40wt％。
优选的，其中所述步骤f中，还加入马来酸酐和过氧化苯甲酰。
优选的，其中马来酸酐所占重量百分比为1-3％，过氧化苯甲酰所占重量百分比为0.1-0.5％。
优选的，其中所述步骤f中，物理发泡剂为氮气或二氧化碳。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种用丙烯酸丁酯接枝改性淀粉来生产可生物降解发泡塑料的方法，该方法是先将淀粉进行了接枝改性，然后再和可生物降解树脂进行加工发泡。用该发明所生产的发泡塑料因为其主要成分是淀粉，并且所添加的树脂也是可生物降解的，因此，该发泡塑料能够进行生物降解。其次，本发明将聚丁二酸丁二醇等材料用于到了发泡塑料领域；最后，该发明所涉及的发泡塑料因为使用了较大量的低成本的淀粉，所以产品具有很好的价格竞争性和广阔的市场前景。
具体实施方式
下面通过具体实施方案对本发明作进一步详细描述，但这些实施实例仅在于举例说明，并不对本发明的范围进行限定。
实施例一
将9000g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的搅拌反应釜中，搅拌均匀后加入1000g丙烯酸丁酯，然后再向搅拌反应釜中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从搅拌反应釜中导出并放入离心机中去水，即得改性淀粉，将改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量至20wt％。然后将该含水量的改性淀粉通过直接抽气式单螺杆挤出机进行造粒。其中挤出机转速20r/min，长径比为40，温度设置为加料段90℃、第一压缩段115℃、第一均化段115℃、排气段100℃、第二压缩段120℃、第二均化段110℃。
将所得粒料放入干燥器，设置干燥温度为60℃，干燥8小时，得到粒一。
将聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥温度为80℃，干燥12小时，得到粒二。
取60重量份的粒一和40重量份的粒二混合均匀放入发泡机(本实施例选用的是珍珠棉发泡机，其中挤出机螺杆长径比为55，螺杆转速为5-50r/min,加热温度设置为90℃、110℃、130℃、130℃、120℃，发泡剂为丁烷)料斗，与此同时，取1重量份的马来酸酐和0.1重量份的过氧化苯甲酰混合后按比例均匀加入挤出机，上述物料在挤出机中随螺杆转动和加热装置加热，历经混料、融化、均化、丁烷气体注入、混合均化、挤出、冷却成型、定径切剖、成品等过程，得到可生物降解发泡塑料制品。
实例二
将8000g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的搅拌反应釜中，搅拌均匀后加入2000g丙烯酸丁酯，然后再向搅拌反应釜中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从搅拌反应釜中导出并放入离心机中去水，即得改性淀粉，将改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量至25wt％。然后将该含水量的改性淀粉通过直接抽气式单螺杆挤出机进行造粒。其中挤出机转速20r/min，长径比为40，温度设置为加料段90℃、第一压缩段115℃、第一均化段115℃、排气段100℃、第二压缩段120℃、第二均化段110℃。
将所得粒料放入干燥器，设置干燥温度为60℃，干燥12小时，得到粒一。
将聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥温度为90℃，干燥10小时，得到粒二。
取80重量份的粒一和20重量份的粒二混合均匀放入发泡机(本实施例选用的是珍珠棉发泡机，其中挤出机螺杆长径比为55，螺杆转速为5-50r/min,加热温度设置为90℃、110℃、130℃、130℃、120℃，发泡剂为丁烷)料斗，与此同时，取2重量份的马来酸酐和0.3重量份的过氧化苯甲酰混合后按比例均匀加入挤出机，上述物料在挤出机中随螺杆转动和加热装置加热，历经混料、融化、均化、丁烷气体注入、混合均化、挤出、冷却成型、定径切剖、成品等过程，得到可生物降解发泡塑料制品。
实施例三
将9250g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的搅拌反应釜中，搅拌均匀后加入750g丙烯酸丁酯，然后再向搅拌反应釜中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从搅拌反应釜中导出并放入离心机中去水，即得改性淀粉，将改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量至16wt％。然后将该含水量的改性淀粉通过直接抽气式单螺杆挤出机进行造粒。其中挤出机转速20r/min，长径比为40，温度设置为加料段90℃、第一压缩段115℃、第一均化段115℃、排气段100℃、第二压缩段120℃、第二均化段110℃。
将所得粒料放入干燥器，设置干燥温度为55℃，干燥12小时，得到粒一。
将聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥温度为90℃，干燥10小时，得到粒二。
取55重量份的粒一和45重量份的粒二混合均匀放入发泡机(本实施例选用的是珍珠棉发泡机，其中挤出机螺杆长径比为55，螺杆转速为5-50r/min,加热温度设置为90℃、110℃、130℃、130℃、120℃，发泡剂为丁烷)料斗，与此同时，取1.5重量份的马来酸酐和0.2重量份的过氧化苯甲酰混合后按比例均匀加入挤出机，上述物料在挤出机中随螺杆转动和加热装置加热，历经混料、融化、均化、丁烷气体注入、混合均化、挤出、冷却成型、定径切剖、成品等过程，得到可生物降解发泡塑料制品。
实施例四
将7300g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的搅拌反应釜中，搅拌均匀后加入2700g丙烯酸丁酯，然后再向搅拌反应釜中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从搅拌反应釜中导出并放入离心机中去水，即得改性淀粉，将改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量至30wt％。然后将该含水量的改性淀粉通过直接抽气式单螺杆挤出机进行造粒。其中挤出机转速20r/min，长径比为40，温度设置为加料段90℃、第一压缩段115℃、第一均化段115℃、排气段100℃、第二压缩段120℃、第二均化段110℃。
将所得粒料放入干燥器，设置干燥温度为60℃，干燥24小时，得到粒一。
将聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥温度为70℃，干燥15小时，得到粒二。
取90重量份的粒一和10重量份的粒二混合均匀放入发泡机(本实施例选用的是珍珠棉发泡机，其中挤出机螺杆长径比为55，螺杆转速为5-50r/min,加热温度设置为90℃、110℃、130℃、130℃、120℃，发泡剂为丁烷)料斗，与此同时，取3重量份的马来酸酐和0.5重量份的过氧化苯甲酰混合后按比例均匀加入挤出机，上述物料在挤出机中随螺杆转动和加热装置加热，历经混料、融化、均化、丁烷气体注入、混合均化、挤出、冷却成型、定径切剖、成品等过程，得到可生物降解发泡塑料制品。
实施例五
本实施例通过连续挤出成型法生产微孔泡沫塑料，发泡剂为二氧化碳。
将8000g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的搅拌反应釜中，搅拌均匀后加入2000g丙烯酸丁酯，然后再向搅拌反应釜中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从搅拌反应釜中导出并放入离心机中去水，即得改性淀粉，将改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量25wt％。然后将该含水量的改性淀粉通过直接抽气式单螺杆挤出机进行造粒。其中挤出机转速20r/min，长径比为40，温度设置为加料段90℃、第一压缩段115℃、第一均化段115℃、排气段100℃、第二压缩段120℃、第二均化段110℃。
将所得粒料放入干燥器，设置干燥温度为60℃，干燥10小时，得到粒一。
将聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥温度为90℃，干燥10小时，得到粒二。
挤出机为专用于微孔发泡的挤出机，与普通挤出机相比，螺腔内，螺杆后部连接静态混合器，静态混合器连接快速释压喷嘴。具体发泡过程为：取70重量份的粒一和30重量份的粒二混合均匀放入挤出机料斗，与此同时，取2重量份的马来酸酐和0.5重量份的过氧化苯甲酰混合后按比例均匀加入挤出机料斗，所加物料因螺杆转动和加热装置加热，历经混料、融化、均化、超临界二氧化碳注入、二氧化碳与熔融物料在静态混合器中混合均化、混料通过快速释压喷嘴进入成型装置、最后经定型装置得到降解发泡塑料制品。
实施例六
将9000g玉米淀粉放入盛有20000g去离子水的搅拌反应釜中，搅拌均匀后加入1000g丙烯酸丁酯，然后再向搅拌反应釜中加入催化剂硝酸铈铵，继续搅拌，直至反应2-3小时。将反应产物从搅拌反应釜中导出并放入离心机中去水，即得改性淀粉，将改性淀粉放入干燥器中干燥，干燥含水量至20wt％。然后将该含水量的改性淀粉通过单螺杆挤出机进行造粒。其中挤出机转速20r/min，长径比为40，挤出机加热设置关闭，挤出机工作温度为常温。
将所得粒料放入干燥器，设置干燥温度为60℃，干燥8小时，得到粒一。
将聚丁二酸丁二醇放入干燥器，干燥温度为80℃，干燥12小时，得到粒二。
取60重量份的粒一和40重量份的粒二混合均匀放入发泡机(本实施例选用的是珍珠棉发泡机，其中挤出机螺杆长径比为55，螺杆转速为5-50r/min,加热温度设置为90℃、110℃、130℃、130℃、120℃，发泡剂为丁烷)料斗，与此同时，取1重量份的马来酸酐和0.1重量份的过氧化苯甲酰混合后按比例均匀加入挤出机，上述物料在挤出机中随螺杆转动和加热装置加热，历经混料、融化、均化、丁烷气体注入、混合均化、挤出、冷却成型、定径切剖、成品等过程，得到可生物降解发泡塑料制品。
实施例七
重复上述实施例，并由聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇、聚丁二酸-己二酸-丁二醇、聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇或者其组合来替代聚丁二酸丁二醇，可通过同样方法制得改性淀粉和聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇、聚丁二酸-丁二醇、聚丁二酸-己二酸-丁二醇、聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇复合的可生物降解发泡塑料。
根据本发明所涉及的用改性淀粉生产可生物降解发泡塑料的方法，可以生产泡沫板材、片材及泡沫填充粒等泡沫材料。