一种可降解的PLA生物复合包装材料及其制备方法与流程

文档序号:16853694发布日期:2019-02-12 22:59阅读:352来源:国知局

本发明涉及包装材料技术领域,具体为一种可降解的pla生物复合包装材料及其制备方法。



背景技术:

塑料,以其质轻、高强度、耐腐蚀、运输方便等优点,近年来被广泛应用。在我国,仅2016年,塑料制品总产量超7700万吨,同比增长2.7%,与此同时,废弃塑料的负面影响日益严重,包装所使用的聚合物大部分是石油基聚合物,难以在自然条件下降解,通常的处理方式是大面积填埋或露天焚烧,每年至少要产生1.5亿吨塑料包装废弃物。回收率仅为2%。随着现代工业的高速发展,人们的环保意识在悄然觉醒,2008年出台了“限塑令”,然而只是治标不治本,开发研究可降解包装材料才是解决不断加重的资源与环境之间矛盾的必经之路。目前,世界上各种工业产品的缓冲包装物大多采用质轻方便的合成树脂的发泡材料制作,如发泡聚苯乙烯(eps)、聚录乙烯(pvc)等。由于这些材料的不可降解,其废弃物已对环境造成了相当严重的污染,更由于这些材料在其生产过程中所释放的氟氯烃气体对大气臭氧层造成了较为严重的破坏。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种可降解的pla生物复合包装材料及其制备方法,具备污染环境小等优点,解决了现有包装材料对环境污染大的问题。

(二)技术方案

为实现污染环境小的目的,本发明提供如下技术方案:一种可降解的pla生物复合包装材料及其制备方法,由下列原料制成:淀粉、粘土、鱼漂胶、植物纤维、助粘剂、聚乳酸、聚丙烯、卡拉胶、二甲苯磺酸钠、明胶、增塑剂、抗氧剂、耦合剂和发泡剂。

优选的,每份所述淀粉、粘土、鱼漂胶、植物纤维、助粘剂、聚乳酸、聚丙烯、卡拉胶、二甲苯磺酸钠、明胶、增塑剂、抗氧剂、耦合剂和发泡剂的质量比例为淀粉15-30份、粘土15-25份、鱼漂胶5-10份、植物纤维10-15份、助粘剂5-7份、聚乳酸3-7份、聚丙烯3-5份、卡拉胶10-18份、二甲苯磺酸钠3-6份、明胶12-15份、增塑剂5-7份、抗氧剂3-7份、耦合剂2-4份和发泡剂2-5份。

优选的,所述植物纤维包括棉花纤维、木质纤维和秸秆纤维,每份所述木质纤维的质量比为棉花纤维35-40份、木质纤维30-40份和秸秆纤维40-50份。

优选的,所述助粘剂包括树脂、组合溶剂、颜料和陶土,将树脂和陶土混合均匀后加热至400℃,再向内添加组合溶剂,保持400℃恒温混合均匀,再向内添加颜料。

优选的,所述树脂为醇溶聚酰胺树脂,每份所述助粘剂中树脂、组合溶剂、颜料和陶土的质量比例为树脂40-50份、组合溶剂10-15份、颜料5-10份和陶土40-45份。

优选的,所述组合溶剂为无水乙醇、异丙醇和醋酸乙酯的混合物。

一种可降解的pla生物复合包装材料制备方法,其包括以下步骤:

s1:制备a料:将淀粉、粘土和鱼漂胶混合均匀后加热至300℃,制得a料;

s2:制备b料:对经过s1步骤制备好的a料中加入植物限位、聚乳酸、聚丙烯、卡拉胶、二甲苯磺酸钠和明胶,将其混合加热350℃后恒温20min,制得b料;

s3:制备c料:对经过s2步骤制备好的b料中加入植物纤维和助粘剂,将其混合加热至400℃后,再对其内加入增塑剂、抗氧剂、耦合剂和发泡剂,将其混合均匀后恒温40min;

s4:拉条切粒:将经过s3步骤中混合好的c料加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为10~120℃,经过拉条切粒后可得到改性树脂;

s5:干燥:将经过s4步骤制得的改性树脂放入干燥机中进行干燥,使其含水量≤200pm;

s6:吹膜:将经过s5步骤干燥后的改性树脂放入吹膜机中吹膜,吹膜机各温区操作温度为100~180℃,最终得到生物降解包装材料薄膜。

(三)有益效果

与现有技术相比,本发明提供了一种可降解的pla生物复合包装材料,具备以下有益效果:

1、该可降解的pla生物复合包装材料,配比合理,有良好的生物降解性能,且隔阻性能好,任性高,防刺效果好,存放寿命更高,具有良好的力学强度和良好的断裂伸长率,且对环境污染小。

具体实施方式

实施例1

一种可降解的pla生物复合包装材料,由下列原料制成:淀粉、粘土、鱼漂胶、植物纤维、助粘剂、聚乳酸、聚丙烯、卡拉胶、二甲苯磺酸钠、明胶、增塑剂、抗氧剂、耦合剂和发泡剂,每份淀粉、粘土、鱼漂胶、植物纤维、助粘剂、聚乳酸、聚丙烯、卡拉胶、二甲苯磺酸钠、明胶、增塑剂、抗氧剂、耦合剂和发泡剂的质量比例为淀粉15份、粘土15份、鱼漂胶5份、植物纤维10份、助粘剂5份、聚乳酸5份、聚丙烯3份、卡拉胶10份、二甲苯磺酸钠5份、明胶12份、增塑剂5份、抗氧剂5份、耦合剂3份和发泡剂2份,植物纤维包括棉花纤维、木质纤维和秸秆纤维,每份木质纤维的质量比为棉花纤维30份、木质纤维30份和秸秆纤维40份,提高植物纤维自身高效的任性可生物降解性能,提高包装材料的性能,助粘剂包括树脂、组合溶剂、颜料和陶土,将树脂和陶土混合均匀后加热至300℃,再向内添加组合溶剂,保持400℃恒温混合均匀,再向内添加颜料,提高助粘剂提高包装材料的力学性能,且可以提高改变颜色调整包装材料的颜色,树脂为醇溶聚酰胺树脂,每份助粘剂中树脂、组合溶剂、颜料和陶土的质量比例为树脂40份、组合溶剂10份、颜料5份和陶土45份,组合溶剂为无水乙醇、异丙醇和醋酸乙酯的混合物,提高助粘剂的性能,具有良好的生物降解性能,且隔阻性能好,任性高,防刺效果好,且对环境污染小。

实施例2

一种可降解的pla生物复合包装材料,由下列原料制成:淀粉、粘土、鱼漂胶、植物纤维、助粘剂、聚乳酸、聚丙烯、卡拉胶、二甲苯磺酸钠、明胶、增塑剂、抗氧剂、耦合剂和发泡剂,每份淀粉、粘土、鱼漂胶、植物纤维、助粘剂、聚乳酸、聚丙烯、卡拉胶、二甲苯磺酸钠、明胶、增塑剂、抗氧剂、耦合剂和发泡剂的质量比例为淀粉17份、粘土13份、鱼漂胶5份、植物纤维10份、助粘剂5份、聚乳酸5份、聚丙烯5份、卡拉胶10份、二甲苯磺酸钠3份、明胶125份、增塑剂7份、抗氧剂3份、耦合剂3份和发泡剂2份,植物纤维包括棉花纤维、木质纤维和秸秆纤维,每份木质纤维的质量比为棉花纤维40份、木质纤维30份和秸秆纤维40份,提高植物纤维自身高效的任性可生物降解性能,提高包装材料的性能,助粘剂包括树脂、组合溶剂、颜料和陶土,将树脂和陶土混合均匀后加热至350℃,再向内添加组合溶剂,保持380℃恒温混合均匀,再向内添加颜料,提高助粘剂提高包装材料的力学性能,且可以提高改变颜色调整包装材料的颜色,树脂为醇溶聚酰胺树脂,每份助粘剂中树脂、组合溶剂、颜料和陶土的质量比例为树脂40份、组合溶剂15份、颜料5份和陶土40份,组合溶剂为无水乙醇、异丙醇和醋酸乙酯的混合物,提高助粘剂的性能,具有存放寿命更高,具有良好的力学强度和良好的断裂伸长率,且对环境污染小。

一种可降解的pla生物复合包装材料制备方法,其包括以下步骤:

s1:制备a料:将淀粉、粘土和鱼漂胶混合均匀后加热至300℃,制得a料;

s2:制备b料:对经过s1步骤制备好的a料中加入植物限位、聚乳酸、聚丙烯、卡拉胶、二甲苯磺酸钠和明胶,将其混合加热350℃后恒温20min,制得b料;

s3:制备c料:对经过s2步骤制备好的b料中加入植物纤维和助粘剂,将其混合加热至400℃后,再对其内加入增塑剂、抗氧剂、耦合剂和发泡剂,将其混合均匀后恒温40min;

s4:拉条切粒:将经过s3步骤中混合好的c料加入到双螺杆挤出机的料斗中,设置好双螺杆挤出机的各温区,操作温度为10~120℃,经过拉条切粒后可得到改性树脂;

s5:干燥:将经过s4步骤制得的改性树脂放入干燥机中进行干燥,使其含水量≤200pm;

s6:吹膜:将经过s5步骤干燥后的改性树脂放入吹膜机中吹膜,吹膜机各温区操作温度为100~180℃,最终得到生物降解包装材料薄膜。

综上,该可降解的pla生物复合包装材料,配比合理,有良好的生物降解性能,且隔阻性能好,任性高,防刺效果好,存放寿命更高,具有良好的力学强度和良好的断裂伸长率,且对环境污染小。

需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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