專利名稱：一種可降解合成紙材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種塑料可降解合成紙材料及 其制備方法。
背景技術(shù)：
造紙工業(yè)是一個與國民經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)的重要產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起重要 的作用。造紙工業(yè)又是一個技術(shù)密集、方法復(fù)雜、資源消耗量大及產(chǎn)生污染多的工業(yè)。我國 是個造紙大國，長期以來大多數(shù)中小企業(yè)一直沿用傳統(tǒng)的堿法、硫酸鹽法、亞胺法和半化學 法等制漿方法，生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量的有害液體和氣體，污染周圍環(huán)境，給人民的生活和健康 帶來極大的危害。隨著全球環(huán)保意識的增強，人們對普通纖維紙在制備過程中產(chǎn)成的大量污染問題 日益重視。為了解決這一問題，科學家們研究出了合成紙的制備。隨著科技的不斷發(fā)展、新 的合成紙品種不斷出現(xiàn)，合成紙的應(yīng)用范圍也越來越寬。同時，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國的垃圾產(chǎn)量與 日俱增，尤其是紙張和塑料包裝物的垃圾量增長最快。這些產(chǎn)品在給人們生活帶來便利的 同時，也造生了大量環(huán)境污染，危害生態(tài)環(huán)境。我國現(xiàn)有關(guān)于合成紙的發(fā)明專利已很多，例如專利(CN101760990A)采用改性礦 物纖維、熱塑性淀粉、纖維素衍生物、相容劑、輔助成分等制備合成紙，大大降低了合成紙的 成本。專利(CN101618622)以CaCO3、低壓線性聚乙烯、仿紙母料及白色母料為原料制備合 成紙，通過各組分合理配比、相互作用，提高了產(chǎn)品的拉伸強度，同時也提高了產(chǎn)品的抗環(huán) 境應(yīng)力開裂性、抗低溫沖擊性能。專利(CN1846984)采用五層共擠雙向拉伸制備PP合成 紙，五層材料分別由五臺擠出機擠出，再經(jīng)同一模頭疊加共擠出一次成型五層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)， 具有密度低、強度高等特點。研究發(fā)現(xiàn)以往的發(fā)明專利主要集中在解決合成紙的制備，提高 表面涂覆性能、印刷性能、機械性能等問題；都沒有涉及到合成紙降解性能的研究。而在實 際應(yīng)用中提高合成紙的降解性能對環(huán)境保護有著及其重要的意義。所以可降解合成紙的制 備就成為如今一個急待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種低成本、可降解合成紙材料的制備方法。本發(fā)明的另一目的是解決如何在保證機械性能的基礎(chǔ)上增加材料的可降解性以 及解決塑料基體材料與填充的淀粉纖維、無機材料之間的相容性、分散性差和加工困難等 問題。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種可降解合成紙材料，由塑料樹脂、淀粉填料、無機填料、助劑組成，其組分的重 量份數(shù)比如下
塑料樹脂 100份淀粉填料 50-600 份無機填料 50 300份助劑 10 100份其中高分子聚合物樹脂聚乙烯或聚乳酸；聚乙烯為高密度聚乙烯(中國石化上 海金山石化分部生產(chǎn)，型號MH602)、低密度聚乙烯(中國石化上海金山石化分部生產(chǎn)，型 號Q210)、線性低密度聚乙烯(錦州石化生產(chǎn)，型號DFDA-704》中的一種或幾種；聚乳酸 為數(shù)均分子量為3 X IO4 6 X IO4的聚乳酸；所述淀粉填料為工業(yè)級淀粉填料；所述無機填料為碳酸鈣(CaCO3 500 2000目的重質(zhì)碳酸鈣)、蒙脫土、二氧化鈦 (TiO2)、二氧化硅(SiO2)中的一種或幾種；所述助劑為偶聯(lián)劑、增韌劑、分散劑、潤滑劑中的一種或幾種混合物，其中增韌劑 為乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯-1-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯(POE-GMA)；分 散劑為乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)；潤滑劑為聚乙烯蠟(PEW)和/或硬脂酸(Hst)；偶聯(lián)劑是 乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷，即(Α-172)。優(yōu)選的技術(shù)方案為增韌劑含量為0 70份、潤滑劑0 40份、分散劑0 30份、 偶聯(lián)劑為O 20份，增韌劑、潤滑劑、分散劑、偶聯(lián)劑的取值不同時為0。本發(fā)明還提供一種所述的可降解合成紙的制備方法，包括步驟如下(1)原料干燥將塑料樹脂基體、淀粉以及無機填料在80 100°C下干燥4 6小 時，然后取出以備用。(2)原料共混將塑料樹脂基體、淀粉填料、無機填料及助劑按所述比例加入帶有 加熱裝置的高速混料機中于80 90°C下共混2 15分鐘，然后取出備用；(3)造粒將步驟( 制備的混合料加入雙螺桿擠出機中塑化擠出造粒；(4)成型對步驟( 制備的粒料進行擠出吹塑成型，即得到可降解合成紙。本發(fā)明的可降解合成紙材料既可通過擠出吹塑制備可降解合成紙，也可通過注塑 制備客戶所需的型材、片材等。有益效果本發(fā)明采用工業(yè)級淀粉和碳酸鈣(CaCO3)、蒙脫土、二氧化鈦(TiO2)、二氧化硅 (SiO2)中的一種或幾種作為填料，通過與塑料粒子進行復(fù)合得到可降解合成紙材料。所采 用的工業(yè)級淀粉和無機填料具有成本低廉、環(huán)境友好、可生物降解等優(yōu)點；本發(fā)明的可降解 合成紙材料采用雙螺桿擠出機擠出造粒，具有工藝簡單、快捷且綠色環(huán)保等特點。最終得到 的可降解合成紙環(huán)境友好，具有較高的機械性能和印刷性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的可降解合成紙具有如下有益效果成本低、綠色環(huán)保、 可生物降解、工藝簡單、適于產(chǎn)業(yè)化。


圖1為可降解合成紙材料的工藝流程圖。
具體實施例方式下面實施例進一步描述本發(fā)明，但所述實施例僅用于說明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明。實施例1準確稱取75份高密度聚乙烯(中國石化上海金山石化分部生產(chǎn)，型號MH602)，25 份低密度聚乙烯(中國石化上海金山石化分部生產(chǎn)，型號Q210)，225份工業(yè)級淀粉，100份 碳酸鈣(1500目，重質(zhì))烘干后與15份聚乙烯-1-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，20 份乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，10份聚乙烯蠟(PEW)，10份硬脂酸(Hst)，10份乙撐雙硬脂酸酰 胺(EBS)，10份乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷，在高速混合機中混合均勻后加入雙螺 桿擠出機中擠出造粒，擠出機的各段溫度設(shè)定為(從進料口至模頭)100 140 160 180°C，螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm，喂料轉(zhuǎn)速為lOrpm。將得到的共混物在90-100°C烘干后擠出吹 塑成型；所得樣品采用土埋法進行降解實驗，三個月后，降解失重率為38%。實施例2準確稱取62. 5份高密度聚乙烯(中國石化上海金山石化分部生產(chǎn)，型號MH602)， 37. 5份低密度聚乙烯(中國石化上海金山石化分部生產(chǎn)，型號Q210)，312. 5份工業(yè)級淀 粉，125份碳酸鈣(1500目，重質(zhì))烘干后與18. 75份聚乙烯-1-辛烯共聚物接枝甲基丙烯 酸環(huán)氧丙酯，25份乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，12. 5份聚乙烯蠟(PEff)，12. 5份硬脂酸(Hst)， 12. 5份乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)，12. 5份乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷，在高速混合 機中混合均勻后加入雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出機的各段溫度設(shè)定為(從進料口至模 頭)100 140 160 180°C，螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm，喂料轉(zhuǎn)速為lOrpm。將得到的共混物 在90-100°C烘干后擠出吹塑成型；所得樣品采用土埋法進行降解實驗，三個月后，降解失 重率為45%。實施例3準確稱取71. 4份高密度聚乙烯(中國石化上海金山石化分部生產(chǎn)，型號MH602)， 28. 6份低密度聚乙烯(中國石化上海金山石化分部生產(chǎn)，型號Q210)，464. 3份工業(yè)級淀 粉，71.4份碳酸鈣(1500目，重質(zhì))烘干后與14. 3份聚乙烯-1-辛烯共聚物接枝甲基丙烯 酸環(huán)氧丙酯，21. 4份乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，7. 15份聚乙烯蠟(PEff)，14. 3份硬脂酸(Hst)， 14. 3份乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)，7. 15份乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷，在高速混合 機中混合均勻后加入雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出機的各段溫度設(shè)定為(從進料口至模 頭)100 140 160 180°C，螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm，喂料轉(zhuǎn)速為lOrpm。將得到的共混物 在90-100°C烘干后擠出吹塑成型；所得樣品采用土埋法進行降解實驗，三個月后，降解失 重率為59%。
權(quán)利要求
1.一種可降解合成紙材料，由塑料樹脂、淀粉填料、無機填料、助劑組成，其特征在于， 所述的可降解合成紙材料重量份數(shù)比如下塑料樹脂 100份淀粉填料 50-600份無機填料 50 300份助劑10 100份其中高分子聚合物樹脂聚乙烯或聚乳酸；聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線 性低密度聚乙烯中的一種或幾種；聚乳酸為數(shù)均分子量為3X IO4 6X IO4的聚乳酸；所述淀粉填料為工業(yè)級淀粉填料；所述無機填料為碳酸鈣、蒙脫土、二氧化鈦、二氧化硅中的一種或幾種；所述助劑為偶聯(lián)劑、增韌劑、分散劑、潤滑劑中的一種或幾種的混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的可降解合成紙材料，其特征在于，所述的增韌劑為乙烯醋酸乙 烯酯或聚乙烯-1-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯；分散劑為乙撐雙硬脂酸酰胺；潤 滑劑為聚乙烯蠟和/或硬脂酸；偶聯(lián)劑為乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷。
3.如權(quán)利要求1所述的可降解合成紙材料，其特征在于，所述助劑的重量份數(shù)比為偶 聯(lián)劑0 20份、增韌劑0 70份、潤滑劑0 40份、分散劑0 30份，偶聯(lián)劑、增韌劑、潤 滑劑、分散劑的取值不同時為0。
4.一種如權(quán)利要求1所述的可降解合成紙材料的制備方法，其特征在于，所述方法包 括如下步驟(1)原料干燥將塑料樹脂基體、淀粉填料以及無機填料在80 100°C下干燥4 6小 時，然后取出以備用。(2)原料共混將塑料樹脂基體、淀粉填料、無機填料及助劑按所述比例加入帶有加熱 裝置的高速混料機中于80 90°C下共混2 15分鐘，然后取出備用；(3)造粒將步驟( 制備的混合料加入雙螺桿擠出機中塑化擠出造粒；(4)成型對步驟C3)制備的粒料進行擠出吹塑成型，即得到可降解合成紙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可降解合成紙材料及其制備方法。所述的材料組分配比為塑料樹脂100份、淀粉填料50-600份、無機填料50～300份、助劑10～100份。其制備方法為將干燥的聚合物樹脂、淀粉、改性無機填料以及各類助劑按比例加入帶有加熱裝置的高速混料機中，在80～90℃的溫度下共混2～15分鐘；隨后將上述混合料經(jīng)雙螺桿擠出機擠出造粒；造粒后的粒料經(jīng)擠出吹塑成型即可得所述的可降解合成紙。本發(fā)明具有成本低廉，制備工藝簡單，生產(chǎn)過程不污染環(huán)境等特點，所述的合成紙可寫、可印刷，力學性能優(yōu)良，可通過土埋法或暴曬法進行可控降解。
文檔編號C08K3/36GK102120841SQ20101061743
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者周建剛, 周旭, 張桂新, 汪濟奎, 焦雷, 許海燕, 郭衛(wèi)紅, 陳聰 申請人:華東理工大學