专利名称：一种全生物降解塑料及其生产方法
技术领域：
本发明涉及生化领域，特别是涉及降解塑料及其生产方法。
背景技术：
塑料薄膜袋进入千家万户的日常生活之中，用途十分广泛，用量也十分巨大，占据了重要的地位。大多数情况下，这些薄膜袋一次性使用后，弃置于生活、建筑、工业等垃圾中，由于不能被降解或无害化处理，“白色污染”日益严重，造成环境污染，破坏生态，给人类健康带来威胁。在解决塑料工业发展中的资源有限和生态环境污染严重两大难题时，研究发现，天然高分子材料能在多种环境被生物降解，形成降解产物Co2和H2o，不会造成环境危害，可实现无害化，减量化和资源化的要求。如淀粉含量较低，且被合成树脂包覆，生物难于接触淀粉，不能被完全降解，也会造成环境污染。中国专利公开号CN1624034公开了一种POL生物降解塑料及制备工艺，存在淀粉含量较低，力学性能差，不能完全快速在环境中降解、成本高等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种淀粉相对含量较高，生物降解性优良，降解完全，对无环境污染，无毒性，制备简单，成本低廉，使用性能优良的生物降解塑料及其生产方法。
为了解决上述技术问题，本发明根据生物和光可降PE膜的原理，将淀粉与聚乙烯混合，PE分子上引入极性分子、聚乙烯变成极性高分子，它能与淀粉均匀混合相溶，在改性剂基团存在的条件下，其中羟基很容易吸收紫外线，产生了活性高的自由基，夺取了PE分子上的H原子，使PE活化，长链断裂成短链碎片，而这些碎片就成为微生物的营养品被“吃掉”，从而加速了PE的降解。同时改性剂的基因容易和土壤中的金属离子发生络合反应、生成可溶性的盐而消失。如果金属离子是过渡金属的重金属离子、对降解还具有催化作用。此外由于在PE中引入亲水基团。使酶能穿透到PE中去、加速了微生物对PE的攻击，促使PE发生生物降解。
本发明的配方为它含有下列组分及含量(重量百分含量)淀粉30～60％多糖类物质，属于右旋葡萄糖的聚合物，是繁殖发酵制取细菌类微生物的基本营养物质。
树脂10～15％，具有良好的柔韧性，主要起到增强产品硬度、弹性和滑性。
油脂10～20％，微溶于水，能溶于有机溶剂，起到保湿、润滑的作用。
PE 10～30％，Polyethylene是聚乙烯塑料，化学性能稳定，通常制作食品袋及各种容器，耐酸、耐碱及盐类水溶液的侵蚀，起热成型作用，具有机械性能，同时能改善与淀粉的相容性，提高淀粉的增加量，保温性、透明性好。
助剂3～5％，可用定型剂、催化剂、助溶剂等，有助上述材料聚合。
植物香料0.5～1％可根据需要用各种天然玫瑰香料、茉莉香料等，使袋有自然香味，吸引收昆虫微生物。
生物降解塑料的生产方法，按下列步骤进行(A)将淀粉原料经120目以上筛选后与PE按所述百分含量进行初级混练聚合，6～10分钟；(B)将A步骤所得材料采用高速混练机90～160℃下共混，经挤出机造粒；(C)将将B步骤所得材料采用注塑机，于110～130℃下进行三级共混、共聚、挤出塑料，按照要求吹塑成品。
按照本发明所述，它含有下列组分(重量百分含量)淀粉45％、树脂12％、油脂15％、PE 20％、助剂4％，效果佳。
按照本发明所述，淀粉可以是玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、氧化淀粉、阴离子淀粉、阳离子淀粉和醋酸淀粉其中一种。
树脂可用聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂等其中一种。
PE可用低密度聚乙烯树脂(LDPE)，高密度聚乙烯树脂(HDPE)，其中LDPE的强度在12mpa以上，延伸率为500～200％，融体指数5～7g/10分钟，HDPE的强度在30mpa以上，融体指数2～5g/10分钟，另一种树脂为密度0.862～0.90g/cm，融体指数2～5g/10分钟，熔融温度80～100℃，不规则支链少，结晶度低，流动性好，这种树脂易与淀粉分子形成高度缠绕的稳定体，淀粉易于分散，对提高淀粉涂加量，增加淀粉降解树脂的物理机械性能，提高控撕裂强度起重要作用。
淀粉等天然高分子材料含量越高，其降解性能越好，但随着天然高分子材料含量的增加，其强度及断裂伸长率大大降低，影响使用性能和安全。一般情况下，常用天然产物与合成树脂的共混物，其中天然产物提供了生物降解性，而合成树脂提供应用的所需的各种机械性能和加工性能。
油脂，可用硬脂酸、油酸、软脂肪酸、硅酸、亚油酸，亚麻酸等其中一种。
植物香料，可根据需要用天然玫瑰香料，茉莉香料等其中一种。
定型剂可采用聚亚烷基二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚季铵盐其中一种。
催化剂可采用二戊铁、二氧化銻其中一种。
助溶剂可采用二甲基乙酰胺、异丙苯磺酸钠、N-甲基吡咯烷酮、山梨糖醇酐油酸酯其中一种。
本发明直接以工业淀粉为原材料，淀粉在糊精化状态下与多元酸，脂肪化合物发生化学反应，然后与熔融状态下的绒型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯组成强度改性剂共混，从而生成淀粉含量较高的生物降解树脂产品，具有如下特点(1)按本发明生产方法所得产品，使用力学性能与低密度聚乙烯相近，能被微生物降解，树脂最终与土壤同化，降解完全。原料来源广泛，可再生，价格低廉。同时，可根据需要用各种天然玫瑰香料茉莉香料等，使包装袋有自然香味，提高档次，适合不同消费者。
(2)易加工成型，用常用塑料设备吹膜，制造成适用于农业、医药、食品、包装材料、日常生活所需的购物袋、垃圾袋等制品。工艺简便。
(3)产品机械性能好，具有优良的加工性。
(4)产品力学性能好、表面光洁、透明度高。
具体实施例方式
一、实施例1配方为它含有下列组分(重量百分含量)玉米淀粉30％、聚乙烯树脂15％、硬脂酸20％、PE30％、聚亚烷基二醇、二戊铁、二甲基乙酰胺等助剂5％、天然玫瑰香料1％上述生物降解塑料的生产方法，按如下步骤依次进行(A)将天然玉米淀粉经120目以上筛选后与聚乙烯树脂、硬脂酸、PE、聚亚烷基二醇、二戊铁、二甲基乙酰胺等助剂、植物香料按上述重量百分含量进行初级混炼聚合，10分钟；(B)将A步骤所得材料采用高速混炼机，于90℃下进行二级共混、共聚，经挤出机造粒；(C)将B步骤所得材料采用注塑机，于110℃下进行三级共混、共聚、挤出塑料，按照要求吹塑成品。
二、实施例2配方为它含有下列组分(重量百分含量)红薯淀粉45％、聚丙烯树脂12％、油酸15％、PE20％、聚乙烯吡咯烷酮、二氧化銻、异丙苯磺酸钠等助剂4％、茉莉香料0.5％上述生物降解塑料的生产方法，按如下步骤依次进行(A)将红薯淀粉原料经120目以上筛选后与聚丙烯树脂、油酸、PE、聚乙烯吡咯烷酮、二氧化銻、异丙苯磺酸钠等助剂、茉莉香料进行初级混炼聚合，6分钟；(B)将A步骤所得材料采用高速混炼机，于120℃下进行二级共混、共聚，经挤出机造粒；(C)将B步骤所得材料采用注塑机，于110℃下进行三级共混、共聚、挤出塑料，按照要求吹塑成品。
三、实施例3配方为它含有下列组分(重量百分含量)土豆淀粉60％、聚氯乙烯树脂10％、软脂肪酸10％、PE10％、聚季铵盐、二戊铁、N-甲基吡咯烷酮等助剂3％、茉莉香料0.5％上述生物降解塑料的生产方法，按如下步骤依次进行(A)将土豆淀粉原料经120目以上筛选后与聚氯乙烯树脂、软脂肪酸、PE、聚季铵盐、二戊铁、N-甲基吡咯烷酮等助剂、茉莉香料按上述重量百分含量进行初级混炼聚合，8分钟；
(B)将A步骤所得材料采用高速混炼机，于160℃下进行二级共混、共聚，经挤出机造粒；(C)将B步骤所得材料采用注塑机，于120℃下进行三级共混、共聚、挤出塑料，按照要求吹塑成品。
权利要求
1.一种全生物降解塑料，其特征在于它含有下列组分(重量百分含量)淀粉30～60％、树脂10～15％、油脂10～20％、PE 10～30％、助剂3～5％。
2.按照权利要求1所述的全生物降解塑料，其特征在于它还含植物香料0.5～1％。
3.按照权利要求1所述的全生物降解塑料，其特征在于它含有下列组分(重量百分含量)淀粉45％、树脂12％、油脂15％、PE 20％、助剂4％。
4.按照权利要求1所述的全生物降解塑料，其特征在于所述淀粉可以是玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、氧化淀粉、阴离子淀粉、阳离子淀粉和醋酸淀粉其中一种；所述树脂可用聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂其中一种；所述油脂可用硬脂酸、油酸、软脂肪酸、硅酸、亚油酸，亚麻酸其中一种。
5.按照权利要求1所述的全生物降解塑料，其特征在于助剂为定型剂、催化剂各和助溶剂，所述定型剂可采用聚亚烷基二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚季铵盐其中一种；所述催化剂可采用二戊铁、二氧化銻其中一种；所述助溶剂可采用二甲基乙酰胺、异丙苯磺酸钠、N-甲基吡咯烷酮、山梨糖醇酐油酸酯其中一种。
6.一种全生物降解塑料生产方法，其特征在于依次包括下列步骤(A)将淀粉原料经120目以上筛选后与PE按所述百分含量进行初级混练聚合，6～10分钟；(B)将A步骤所得材料采用高速混练机90～160℃下共混，经挤出机造粒；(C)将B步骤所得材料采用注塑机，于110～130℃下进行三级共混、共聚、挤出塑料，按照要求吹塑成品。
全文摘要
本发明公开了一种全生物降解塑料及其生产方法。全生物降解塑料含有下列组分(重量百分含量)淀粉30～60％、树脂10～15％、油脂12～20％、PE 10～30％、助剂3～5％，它还含植物香料0.5～1％。其生产方法依次包括下列步骤(A)将淀粉原料经120目以上筛选后与PE按所述百分含量进行初级混练聚合，6～10分钟；(B)将A步骤所得材料采用高速混练机90～160℃下共混，经挤出机造粒；(C)将B步骤所得材料采用注塑机，于110～130℃下进行三级共混、共聚、挤出塑料，按照要求吹塑成品。本发明淀粉相对含量较高，生物降解性好，对无环境污染，成本低廉。
文档编号B29C49/00GK101045801SQ200710027768
公开日2007年10月3日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者胡燕针 申请人:胡燕针