專利名稱：生物降解樹脂復合及改性專用樹脂的制備和制品成型工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生物降解樹脂復合及改性專用樹脂制備和成型工藝。
背景技術：
我國降解材料在20世紀的開發(fā)大致經(jīng)歷了以下幾個階段I)1970-1980年代中，在普通塑料樹脂中加入光敏劑的添加型光解的研究II)80年代中光降解塑料應用及市場開發(fā)III)1990-1995年，雙(光/生物)降解塑料IV)1995年以后，各種光/生物降解塑料制品的市場應用、檢驗及改性。由于推廣應用的這些降解材料中都離步開用石油樹脂做載體，屬于部分降解材料，剩下的大量的聚烯烴在土壤里幾百年不可降解，從而造成土壤結構的破壞合生態(tài)環(huán)境的二次污染。所以，90年代末，一些高校和科研單位開始研制完全生物降解材料。如今，能夠生物降解的聚乳酸、聚己內(nèi)脂、聚丁二酸丁二醇等共聚酯等新研發(fā)成功，已進入準批量生產(chǎn)時期，但又因價格的昂貴以及某種性能上的差異，加工成型設備的特殊要求和制備工藝復雜等缺點，還不能被市場所接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是用制備生物降解復合改性專用樹脂，制造一次性餐具、日用旅游用品、食品包裝、購物袋、垃圾袋、洗發(fā)洗染日用中空瓶等產(chǎn)品。它既能替代現(xiàn)有塑料產(chǎn)品，又有優(yōu)良的使用性能，能完全生物降解保護環(huán)境，減少污染。
本發(fā)明的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂由如下重量百分比成分組成PBS(聚丁二酸丁二醇)10-73.5％、PLA(聚乳酸)5-60％、變性淀粉5-35％、活化無機填料9-298.5％和添加助劑0.15-1.5％；其中，變性淀粉為100-1000目淀粉與生物降解樹脂接枝改性；活化無機填料為1200-2000目經(jīng)稀土偶聯(lián)劑活化的碳酸鈣和滑石粉；添加助劑包括潤滑劑石蠟和低分子臘、活性劑硬脂酸和熱穩(wěn)定劑硬脂酸鈣。
當所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂用作注塑專用樹脂時，由如下重量百分比成分組成PBS(聚丁二酸丁二醇)10-40％、PLA(聚乳酸)10-60％、變性淀粉30-35％、活化無機填料14.75-29.5％和添加助劑0.15-0.5％。
當所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂用作吹塑專用樹脂時，由如下重量百分比成分組成PBS(聚丁二酸丁二醇)50-60％、PLA(聚乳酸)5-10％、變性淀粉15-20％、活化無機填料14-29％和添加助劑1-1.5％。
當所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂用作吸塑專用樹脂時，由如下重量百分比成分組成PBS(聚丁二酸丁二醇)55-73.5％、PLA(聚乳酸)5-8.5％、變性淀粉10-20％、活化無機填料10-20％和添加助劑1-1.5％。
當所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂用作中空專用樹脂時，由如下重量百分比成分組成PBS(聚丁二酸丁二醇)40-60％、PLA(聚乳酸)15-50％、變性淀粉5-15％、活化無機填料9-23.5％和添加助劑1-1.5％。
所述的各種生物降解樹脂復合及改性專用樹脂的制備系按照下述步驟進行a.第一階段準備工藝①PBS、PLA在熱風烘干機中干燥3-4小時，溫度65-75℃；
②將配好的各類專用樹脂在高低攪拌混合機中高速攪拌1-3分鐘，低速攪拌3-5分鐘至攪拌充分；高速攪拌的溫度控制在60-80℃，低速攪拌的溫度控制在15-25℃。
b.第二階段雙螺桿造粒工藝①溫度模頭160-200℃、計量段150-190℃、塑化段140-180℃、送料段120-150℃；②螺桿轉(zhuǎn)速60-80r/min；③主機電流50-60A；④切粒方式水拉條料⑤粒料在65-80℃烘干機中烘2小時以上，然后放料包裝。
下面說明各種生物降解樹脂復合及改性專用樹脂的制品成型工藝。
(一)注塑專用樹脂在通用的注塑機上成型加工制品注塑溫度為140-185℃、注塑壓力為30-90Mpa、注塑速度為中-中快速、周期為5-20秒，可注塑成一次性餐具(刀、叉、勺、杯、盤、碗、筷等制品)。
(二)吹塑專用樹脂在通用的塑料吹膜機上成型加工吹膜制品吹膜溫度模頭130-140℃、三通125-130℃、料筒后段95-100℃、料筒中段100-110℃、料筒前段110-120℃；吹脹比1.5-2.5；牽伸比4-6；吹膜厚度0.04-0.2mm，制成包裝膜、食品袋、垃圾袋等制品。
(三)吸塑專用樹脂制品的成型加工第一步該專用樹脂先在通用塑料出片機上出片材出片溫度模頭190-200℃、計量段185-195℃、塑化段180-190℃、送料段150-165℃；三輥溫度上輥50-60℃、中輥70-80℃、下輥40-50℃；制出片料厚度0.2-1.2mm、寬度450-600mm；第二步將出片材送通用吸塑成型機加工成一次性餐具(杯、盤、碗、碟、盒等制品)。
(四)中空專用樹脂在通用中空成型機上加工成型擠出溫度130-165℃、模具溫度20-50℃、吹脹比控制在1.5-2.5、吹塑壓力控制在0.3-0.5MPa、螺桿轉(zhuǎn)速40-50r/min，制成各種造型的溶液瓶等制品。
本發(fā)明中PBS(聚丁二酸丁二醇)、PLA(聚乳酸)、接枝淀粉都是全生物降解樹脂，經(jīng)復合及改性專用樹脂制造出的產(chǎn)品，使用后埋入土中，在厭氧、水、細菌、微生物等侵蝕下，逐步變成二氧化碳和水，最終被環(huán)境所消納。
本發(fā)明將聚乳酸、聚丁二酸丁二醇樹脂復合改性后，耐熱溫度分別由65℃、95℃提高到100℃以上，同時增強了剛性，降低了成本。專用樹脂加工適應性強，在現(xiàn)有通用塑料設備上都可以加工制造出各類產(chǎn)品，其性能完全能與現(xiàn)有塑料產(chǎn)品相媲美，使用溫度在-20℃到105℃，無毒無害，無污染，90天生物降解率＞90％，成本低且具有實用和推廣價值。
具體實施例方式
下面通過優(yōu)選實施例詳細描述本發(fā)明，但不限制本發(fā)明的范圍。本領域的普通專業(yè)人員根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容，對本發(fā)明所作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍屬本發(fā)明的保護范圍。
實施例1生物降解樹脂復合及改性注塑專用樹脂A#配方由如下重量百分比成分組成PBS 40％、PLA 10％、變性淀粉30％、活化無機填料19.85％和添加助劑0.15％。
實施例2生物降解樹脂復合及改性注塑專用樹脂B#配方由如下重量百分比成分組成PBS 25％、PLA 25％、變性淀粉35％、活化無機填料14.75％和添加助劑0.25％。
實施例3生物降解樹脂復合及改性注塑專用樹脂C#配方由如下重量百分比成分組成PBS 10％、PLA 60％、活化無機填料29.5％、添加助劑0.5％。
實施例4實施例1～3所述的生物降解樹脂復合及改性注塑專用樹脂的制備工藝a.第一階段準備工藝①PBS、PLA在熱風烘干機中干燥3-4小時，溫度65-75℃；②將配好的注塑專用樹脂在高低攪拌混合機中高速攪拌1-3分鐘，低速攪拌3-5分鐘至攪拌充分；高速攪拌的溫度控制在60-80℃，低速攪拌的溫度控制在15-25℃。
b.第二階段雙螺桿造粒工藝①溫度模頭160℃、計量段140-150℃、塑化段130-140℃、送料段120-130℃；②螺桿轉(zhuǎn)速60-80r/min；③主機電流50A；④切粒方式水拉條料⑤粒料在65-80℃烘干機中烘2小時以上，然后放料包裝。
實施例5注塑專用樹脂在注塑機上加工成型將實施例4得到的生物降解樹脂復合及改性注塑專用樹脂在注塑機上加工成型。注塑溫度140-185℃、注塑壓力30-90Mpa、注塑速度為中-中快速、成型周期為5-20秒，注塑成一次性餐具(刀、叉、勺、杯、盤、碗、筷等制品)。
采用實施例1～3的配方，以及實施例4和實施例5的加工工藝，得到生物降解樹脂復合及改性注塑成型制品。其物理性能、降解率、衛(wèi)生指標為熔點110-115℃、熔融指數(shù)15-25g/10min、拉伸強度30-40Mpa、拉伸斷裂強度35-45Mpa、斷裂伸長率80-250％、降解率＞90％(90天)、衛(wèi)生指標屬于實際無毒級。
實施例6生物降解樹脂復合及改性吹塑專用樹脂A#配方由如下重量百分比成分組成PBS 65％、PLA 5％、變性淀粉15％、活化無機填料14％、添加助劑1％。
實施例7生物降解樹脂復合及改性吹塑專用樹脂B#配方由如下重量百分比成分組成PBS 65％、PLA 5％、活化無機填料29％、添加助劑1％。
實施例8生物降解樹脂復合及改性吹塑專用樹脂C#配方由如下重量百分比成分組成PBS 50％、PLA 10％、變性淀粉20％、活化無機填料18.5％、添加助劑1.5％。
實施例9實施例6～8所述的生物降解樹脂復合及改性吹塑專用樹脂的制備工藝a.第一階段準備工藝與實施例4相同。
b.第二階段雙螺桿造粒工藝①溫度模頭170℃、計量段150-160℃、塑化段135-145℃、送料段125-130℃；②螺桿轉(zhuǎn)速60-80r/min；③主機電流55A；④切粒方式水拉條料⑤造粒料在65-80℃烘干機中烘2小時以上，然后放料包裝。
實施例10吹塑專用樹脂在通用塑料吹膜機上吹膜成型吹膜溫度模頭130-140℃、三通125-130℃、料筒后段95-100℃、料筒中段100-110℃、料筒前段110-120℃；吹脹比1.5-2.5；牽伸比4-6；吹膜厚度0.04-0.2mm，制成包裝膜、食品袋、垃圾袋等制品。
按照實施例6～8的配方，以及實施例9和實施例10的工藝，得到生物降解樹脂復合及改性吹膜成型制品。其物理性能、降解率、衛(wèi)生指標為熔點95-135℃、熔融指數(shù)1-2g/10min、拉伸強度縱/橫21.3/14.8Mpa、拉伸斷裂強度30-40Mpa、斷裂伸長率縱/橫235/480％、降解率＞90％(90天)、衛(wèi)生指標屬于實際無毒級。
實施例11生物降解樹脂復合及改性吸塑專用樹脂A#配方由如下重量百分比成分組成PBS 73.5％、變性淀粉15％、活化無機填料10％、添加助劑1.5％。
實施例12生物降解樹脂復合及改性吸塑專用樹脂B#配方由如下重量百分比成分組成PBS 63.5％、PLA 5％、變性淀粉10％、活化無機填料20％、添加助劑1.5％。
實施例13生物降解樹脂復合及改性吸塑專用樹脂C#配方由如下重量百分比成分組成PBS 55％、PLA 8.5％、變性淀粉20％、活化無機填料15.5％、添加助劑1％。
實施例14實施例11～13所述的生物降解樹脂復合及改性吸塑專用樹脂的制備工藝a.第一階段準備工藝與實施例4相同。
b.第二階段雙螺桿造粒工藝①溫度模頭200℃、計量段180-190℃、塑化段160-175℃、送料段150-160℃；②螺桿轉(zhuǎn)速60-80r/min；③主機電流60A；④切粒方式水拉條料⑤造粒料在65-80℃烘干機中烘2小時以上，然后放料包裝。
實施例15吸塑專用樹脂在吸塑機上加工成型將實施例14得到的生物降解樹脂復合及改性吸塑專用樹脂在吸塑機上加工成型。
第一步該專用樹脂先在通用塑料出片機上出片材出片溫度機頭溫度左190-200℃、中180-190℃、右190-200℃；擠出機溫度計量段185-195℃、塑化段180-190℃、送料段150-165℃；三輥溫度上輥50-60℃、中輥70-80℃、下輥40-50℃；制出片料厚度0.2-1.2mm、寬度450-600mm；第二步將出片材送通用全自動或半自動吸塑成型機加工成一次性餐具(杯、盤、碗、碟、盒等制品)。
按照實施例11～13的配方，以及實施例14和實施例15的工藝，得到生物降解樹脂復合及改性吸塑成型制品。其物理性能、降解率、衛(wèi)生指標為熔點120-130℃、熔融指數(shù)1.5-3g/10min、拉伸強度30-40Mpa、拉伸斷裂強度26-34Mpa、斷裂伸長率250-450％、降解率＞90％(90天)、衛(wèi)生指標屬于實際無毒級。
實施例16生物降解樹脂復合及改性中空專用樹脂A#配方由如下重量百分比成分組成PBS 40％、PLA 30％、變性淀粉10％、活化無機填料18.5％、添加助劑1.5％。
實施例17生物降解樹脂復合及改性中空專用樹脂B#配方由如下重量百分比成分組成PBS 20％、PLA 50％、變性淀粉5％、活化無機填料23.5％、添加助劑1.5％。
實施例18生物降解樹脂復合及改性中空專用樹脂C#配方由如下重量百分比成分組成PBS 60％、PLA 15％、變性淀粉15％、活化無機填料9％、添加助劑1％。
實施例19實施例16～17所述的生物降解樹脂復合及改性中空專用樹脂的制備工藝a.第一階段準備工藝與實施例4相同。
b.第二階段雙螺桿造粒工藝①溫度模頭195℃、計量段180-190℃、塑化段165-180℃、送料段145-160℃；②螺桿轉(zhuǎn)速60-80r/min；
③主機電流60A；④切粒方式水拉條料⑤粒料在65-80℃烘干機中烘2小時以上，然后放料包裝。
實施例20中空專用樹脂在通用中空成型機上加工成型將實施例19得到的生物降解樹脂復合及改性中空專用樹脂在通用中空成型機上加工成型。擠出溫度130-165℃、模具溫度20-50℃、吹脹比控制在1.5-2.5、吹塑壓力控制在0.3-0.5MPa、螺桿轉(zhuǎn)速40-50r/min，制成各種造型的溶液瓶等制品。
按照實施例16～18的配方，以及實施例19和實施例20的工藝，得到生物降解樹脂復合及改性中空成型制品。其物理性能、降解率、衛(wèi)生指標為熔點115-125℃、熔融指數(shù)1-1.5g/10min、拉伸強度25-35Mpa、拉伸斷裂強度30-40Mpa、斷裂伸長率50-150％、降解率＞90％(90天)、衛(wèi)生指標屬于實際無毒級。
下面的表一列出了本實施例制備的各種生物降解專用樹脂的性能，及其與石油樹脂的比較。
表一生物降解專用樹脂與石油樹脂性能比較表
通過比較表不難看出，生物降解專用樹脂所制的產(chǎn)品完全可以代替石油塑料產(chǎn)品，無毒、無害、無污染，降解完全，工藝適應強，成本低更具有市場競爭能力。
權利要求
1.一種生物降解樹脂復合及改性專用樹脂，其特征在于它由如下重量百分比成分組成PBS(聚丁二酸丁二醇)10-73.5％、PLA(聚乳酸)5-60％、變性淀粉5-35％、活化無機填料9-29.85％和添加助劑0.15-1.5％。
2.根據(jù)權利要求1所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂，其特征在于所述的變性淀粉為100-1000目淀粉與生物降解樹脂接枝改性。
3.根據(jù)權利要求1所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂，其特征在于所述的活化無機填料為1200-2000目經(jīng)稀土偶聯(lián)劑活化的碳酸鈣和滑石粉。
4.根據(jù)權利要求1所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂，其特征在于所述的添加助劑包括潤滑劑石蠟和低分子臘、活性劑硬脂酸和熱穩(wěn)定劑硬脂酸鈣。
5.根據(jù)權利要求1～4所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂，其特征在于它作為注塑專用樹脂，由如下重量百分比成分組成PBS(聚丁二酸丁二醇)10-40％、PLA(聚乳酸)10-60％、變性淀粉30-35％、活化無機填料14.75-29.5％和添加助劑0.15-0.5％。
6.根據(jù)權利要求1～4所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂，其特征在于它作為吹塑專用樹脂，由如下重量百分比成分組成PBS(聚丁二酸丁二醇)50-60％、PLA(聚乳酸)5-10％、變性淀粉15-20％、活化無機填料14-29％和添加助劑1-1.5％。
7.根據(jù)權利要求1～4所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂，其特征在于它作為吸塑專用樹脂，由如下重量百分比成分組成PBS(聚丁二酸丁二醇)55-73.5％、PLA(聚乳酸)5-8.5％、變性淀粉10-20％、活化無機填料10-20％和添加助劑1-1.5％。
8.根據(jù)權利要求1～4所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂，其特征在于它作為中空專用樹脂，由如下重量百分比成分組成PBS(聚丁二酸丁二醇)40-60％、PLA(聚乳酸)15-50％、變性淀粉5-15％、活化無機填料9-23.5％和添加助劑1-1.5％。
9.權利要求1～8所述的生物降解樹脂復合及改性專用樹脂的制備工藝，其特征在于它按照下述步驟進行a.第一階段準備工藝①PBS、PLA在熱風烘干機中干燥3-4小時，溫度65-75℃；②將配好的各類專用樹脂在高低攪拌混合機中高速攪拌1-3分鐘，低速攪拌3-5分鐘至攪拌充分；高速攪拌的溫度控制在60-80℃，低速攪拌的溫度控制在15-25℃。b.第二階段雙螺桿造粒工藝①溫度模頭160-200℃、計量段150-190℃、塑化段140-180℃、送料段120-150℃；②螺桿轉(zhuǎn)速60-80r/min；③主機電流50-60A；④切粒方式水拉條料；⑤造粒料在65-80℃烘干機中烘2小時以上，然后放料包裝。
10.權利要求5所述的注塑專用生物降解樹脂復合及改性專用樹脂在通用的注塑機上成型加工制品工藝，其特征在于注塑溫度為140-185℃、注塑壓力為30-90Mpa、注塑速度為中-中快速、周期為5-20秒，可注塑成一次性餐具(刀、叉、勺、杯、盤、碗、筷等制品)。
11.權利要求6所述的吹塑專用生物降解樹脂復合及改性專用樹脂在通用的塑料吹膜機上成型加工膜的工藝，其特征在于吹膜溫度模頭130-140℃、三通125-130℃、料筒后段95-100℃、料筒中段100-110℃、料筒前段110-120℃；吹脹比1.5-2.5；牽伸比4-6；吹膜厚度0.04-0.2mm，制成包裝膜、食品袋、垃圾袋等制品。
12.權利要求7所述的吸塑專用生物降解樹脂復合及改性專用樹脂的成型加工，其特征在于第一步該專用樹脂先在通用塑料出片機上出片材出片溫度模頭190-200℃、計量段185-195℃、塑化段180-190℃、送料段150-165℃；三輥溫度上輥50-60℃、中輥70-80℃、下輥40-50℃；制出片料厚度0.2-1.2mm、寬度450-600mm；第二步將出片材送通用吸塑成型機加工成一次性餐具(杯、盤、碗、碟、盒等制品)。
13.權利要求8所述的中空專用生物降解樹脂復合及改性專用樹脂在通用中空成型機上加工工藝，其特征在于擠出溫度130-165℃、模具溫度20-50℃、吹脹比控制在1.5-2.5、吹塑壓力控制在0.3-0.5MPa、螺桿轉(zhuǎn)速40-50r/min，制成各種造型的溶液瓶等制品。
全文摘要
生物降解樹脂復合及改性專用樹脂的制備和制品成型工藝，它涉及PBS(聚丁二酸丁二醇)，PLA(聚乳酸)生物降解高分子聚合物的復合。經(jīng)變性淀粉和活化無機填料的填充改性，得到注塑、吹塑、吸塑、中空等專用樹脂材料。在通用注塑設備、吹塑設備、吸塑機、擠出中空機等現(xiàn)有通用塑料成型設備上就可以加工。制品使用溫度在－20～105℃以上，性能優(yōu)異，90天生物降解＞90％，具有實用和推廣價值。
文檔編號C08L3/04GK1858114SQ20061002604
公開日2006年11月8日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權日2006年4月25日
發(fā)明者鄧國權, 莫啟民, 許國志, 陳宇 申請人:鄧國權, 莫啟民