一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法，这种高淀粉含量的生物降解塑料以玉米、马铃薯淀粉等天然植物淀粉为主要原料，以完全可生物降解的聚乙烯醇为主增韧剂和聚乙二醇为辅增韧剂，并添加环保类复合增塑剂以及加工助剂混炼而成。本发明所制备的高淀粉含量的生物降解塑料所含淀粉含量最高可达90wt%，具有良好的可塑性和加工性，能够采用传统聚合物成型加工方法制备得到多种形状的产品如管材、片材、异型材、薄膜、容器、发泡基材等。
【专利说明】一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高淀粉含量的生物降解塑料及其制备【技术领域】，具体涉及一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，很多石油类合成高分子材料所带来的环境问题以及能源危机日益严重，为了环境和经济的长期和谐发展，全球各国都加大了对降解塑料的研究与投资力度。开发可生物降解环保塑料可以从根本上缓解“白色污染”问题同时有效地节约能源。与其它生物降解聚合物相比，淀粉具有来源广泛、价格低廉和可完全生物降解等优点，因而在可生物降解材料领域中具有重要的地位。
[0003]早期发展的填充型淀粉塑料是通过原淀粉和石油类树脂基体简单混合来得到制品，淀粉含量为5~30wt%，由于该类塑料的主要成分仍然是石油基树脂，这部分树脂达到完全降解需要上百年，因此很快被淘汰；20世纪90年代开发了淀粉/合成高分子共混型塑料，通过对原淀粉进行物理或化学改性处理后再与树脂接枝共混，淀粉含量最高可达到60wt%，但这种塑料的加工性能和使用性能都不够理想，而且，其成本比现有石油基塑料贵2~3倍。尽管在一定程度上减轻了塑料废弃物对环境的污染，但是由于所用的树脂基体仍然是不可降解树脂，因此没有从根本上解决“白色污染”问题。(邱威扬，王飞镝，邱贤华等.淀粉塑料现状及发展前景，高分子通报，2000，4:77~82;郭振宇，胡世伟，丁著明等.淀粉基降解塑料的研究进展，塑料助剂，2011，6:16~21)
[0004]为克服上述两类淀粉降解塑料的不足，同时也为了制备真正意义上的完全可降解的淀粉基塑料，近几年人们开始尝试制备高淀粉含量的生物热塑性降解塑料，即保证材料中淀粉的含量较高(70~100wt%)，同时加入的少量其他物质也是可以完全降解的。其最终目的是使得材料具有塑料树脂的性质，既可以进行热塑加工，又能快速、完全地在自然环境中降解。同时，由于淀粉可从玉米、小麦、甘薯及马铃薯等农作物中得到，且此举也可开拓淀粉高附加值产品市场，可有效促进农村经济快速发展。因此，高淀粉含量的生物塑料继直接填充型淀粉塑料和共混型淀粉塑料相继被淘汰之后，成为淀粉基塑料领域研究中的热点，也是最具有发展前景的生物可降解塑料之一。
[0005]目前在国外，日本住友商事公司、美国Warner-1ambert公司和意大利Novamont公司等宣称成功研究出含淀粉量在90%~100%的高淀粉含量的生物塑料，在一个月到一年内可完全生物降解而不留任何痕迹、无污染，可用于制造各种容器、瓶罐、薄膜和垃圾袋等。世界上相关方面的研究以日本、意大利和美国的研究较为前沿。但由于目前成本过高或改性工艺复杂，尚未实现大规模应用(何小维，罗志刚.淀粉基生物降解塑料的研究进展，食品研究与开发，2005, 26 (5): 196~200 ;邱威扬，邱贤华，喻继文.国内生物降解淀粉塑料研究现状与展望，2003, 31 (4):1~3)。而国内对可完全生物降解的淀粉塑料的研究多停留在基础研究或实验室阶段，仅有少数单位声称开发生产出可完全生物降解的热塑性淀粉塑料，可以用于薄膜、片材的生产，但关于其产业化和产品应用方面的报道仍比较少。申请号分别为 200310111110.7、
[0006]201010104693.0,200410011338.3的中国专利选用变性淀粉为主要原料，结合接
枝反应或其他各类增塑剂成功制备了淀粉含量≥80wt%的淀粉基降解塑料，但由于所选用的淀粉原料均为天然植物淀粉经变性处理以后所得的变性淀粉，从而在一定程度上增加了对原料本身的技术依赖程度，使得制备的工艺过程更加复杂，同时也增加了成本。
[0007]据此，本发明则通过一种新型的更加简单有效的途径来制备高淀粉含量的生物降解塑料，即利用一种新型的复合增塑体系直接对天然植物淀粉进行增塑改性，并有效地结合多种增韧剂对淀粉的增韧协同作用，从而有效地减少传统增塑剂所导致的淀粉“回生”现象以及小分子增塑剂的“迁移”现象，实现高淀粉含量的生物塑料性能的优化。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对当前高淀粉含量的生物塑料难塑化、难加工、产品力学性能差、耐水性差、成本较高以及当前所使用的部分改性助剂不够环保、不可降解等缺陷，提供一种采用新型复合增塑体系所制备的高淀粉含量的生物降解塑料；
[0009]本发明的另一目的是提供该高淀粉含量的生物降解塑料的制备方法。
[0010]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0011]一种高淀粉含量的生物降解塑料，包括天然植物淀粉、主辅两种增韧剂、环保类复合增塑剂及环保的加工助剂，其重量分数比如下:天然植物淀粉70~90wt%、主辅两种增韧剂I~15wt%、环保类复合增塑剂I~20wt%、环保的加工助剂I~4wt%。
[0012]而且，所述的天然植物淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、魔芋淀粉、豌豆淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉及早稻淀粉中的一种或多种。
[0013]而且，所述的主辅两种增韧剂可按任意比例配制而成，其中，主增韧剂为完全可降解的聚乙烯醇，其聚合度范围为500~2400，醇解度为88%~99% ;辅增韧剂为完全可降解的聚乙二醇，其分子量为2000~20000。
[0014]而且，所述环保类复合增塑剂是由羟基酸类化合物、甘油、山梨醇和聚乙二醇按任意比例配置而成，其中，羟基酸类化合物为柠檬酸、乙醇酸、羟基乙酸、羟基丁酸、甘醇酸、乳酸、苹果酸、酒石酸中的一种或多种，用作增塑剂的聚乙二醇的分子量为200~2000。
[0015]而且，所述环保的加工助剂包括润滑剂、表面活性剂、偶联剂、抗氧剂和发泡剂，其中，润滑剂为环氧大豆油、脂肪族羧酸、脂肪族酰胺、脂肪族羧酸金属盐、液体石蜡中的一种或多种，表面活性剂为吐温60、吐温80、十二烷基硫酸钠中的一种或多种，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的一种或多种，抗氧剂为1010、168、626、DTBHQ和264中的一种或多种，发泡剂为乙二醇、水、柠檬酸/碳酸盐复合物中一种或多种。
[0016]一种高淀粉含量的生物降解塑料的制备方法，包括步骤如下:
[0017](I)原料准备；按重量分数比的各物料如下:天然植物淀粉70~90wt%、主辅两种增韧剂I~15wt%、环保类复合增塑剂I~20wt%、环保的加工助剂I~4wt%，其中，主辅两种增韧剂可按任意比例配制而成，主增韧剂为完全可降解的聚乙烯醇，辅增韧剂为完全可降解的聚乙二醇；其中，环保的加工助剂包括润滑剂、表面活性剂、偶联剂、抗氧剂和发泡剂；
[0018](2)将天然植物淀粉和含有聚乙二醇的聚乙烯醇分别与环保类复合增塑剂、润滑剂置于高速混合机内在60~90°C和30~95°C的温度下分别混合I~40min及I~40min，降温取出粉料，即可得到天然植物淀粉初混物和聚乙烯醇的初混物；
[0019](3)将(2)中得到的天然植物淀粉初混物和聚乙烯醇的初混物分别置于65~70°C温度下及65~80°C温度下静置30~72h时间及0.5~4h ;
[0020](4)将(3)中静置后的天然植物淀粉初混物和聚乙烯醇的初混物一起加入到高速混合机，同时加入环保类复合增塑剂及环保的加工助剂，在20~70°C温度下混合3~30min时间后降温取出，即得初级塑化的天然植物淀粉/聚乙烯醇预混物；
[0021](5)将(4)中所得的天然植物淀粉/聚乙烯醇预混物直接加入到密炼机或双螺杆挤出机中进一步剪切共混，经过造粒得到最终可塑性良好的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒;
[0022](6)将(5)中所得的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒经挤出、注塑、吹塑、热压的成型工艺制备出管材、片材、异型材、薄膜、容器、发泡基材产品。
[0023]而且，所述步骤(4)中密炼机的温度为80~160°C，密炼时间为0.5~2h，密炼机转速10~80r/min;所述双螺杆挤出机的温度为50~200°C，时间为O~30min，螺杆转速10 ~120r/mino
[0024]本发明的优点和积极效果是:
[0025]1、本发明是针对天然植物淀粉进行直接塑化改性来制备高淀粉含量的生物降解塑料。与以改性淀粉为原料相比，该法的制备工艺更加简单、成本更加低廉。由于可选用市面上所有天然植物淀粉，且淀粉的最高含量可达90wt%，其价格甚至比普通塑料的价格低20%~50%，在当前国内外都具有十分诱人的价格竞争优势，因而具有较大的市场潜力，也更易推广应用。
[0026]2、本发明所制备的`高淀粉含量的生物降解塑料，与许多传统的淀粉基塑料相比，该塑料中所使用的原料和各类助剂都属完全可生物降解类型，不含任何不可降解的石油基树脂成分，是真正意义上的完全可生物降解塑料，因而更具有广阔的应用前景。
[0027]3、本发明所提供的上述高淀粉含量的生物降解塑料的制备工艺简单，易于控制，对设备的要求不高，可工业化，且投资省。
[0028]4、本发明所制备的高淀粉含量的生物降解塑料可经挤出、注塑、吹膜、热压等制备成各类管材、片材、异型材、薄膜、容器、发泡基材等，有效地拓宽了高淀粉含量的生物降解塑料的应用范围。
[0029]5、本发明所制备的高淀粉含量的生物降解塑料具有良好的热塑性和加工性，各类产品的力学性能十分优异，其拉伸强度、断裂伸长率非常高，可替代传统石油基塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等树脂在相关领域中的使用，有望真正地解决“白色污染”的问题，具有广阔的市场前景。
[0030]6、由于本发明提供的高淀粉含量的生物降解塑料的制备工艺十分简易，适用于所有传统石油基塑料的加工成型设备，因而生产成本低、生产效率高、简单可控，有效地避免了现有技术所导致的设备仪器复杂、工艺控制困难、操作流程繁多、生产线长等问题。
【具体实施方式】
[0031]以下对本发明实施做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。[0032]实施例1
[0033]一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法，该生物降解塑料按质量包括的组分及制备方法如下:
[0034](I)称取45kg玉米淀粉、0.5kg甘油、0.4kg聚乙二醇(PEG) 200,0.05kg硬脂酸、
0.1kg硬脂酸镁、0.1kg环氧大豆油依次加入到已预热至70°C的大型高速混合机中混合机中混合lOmin，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到玉米淀粉初混物。同时，称取2kg聚乙烯醇(PVA)1788、0.5kg，PEG4000、0.1kg 甘油、0.lkgPEG200、0.05kg 硬脂酸依次加入到300C的小型高速混合机中混合6min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到PVA初混物。
[0035](2)将(I)中得到的玉米淀粉初混物和PVA初混物分别置于50°C和70°C下各自静置24h和Ih ；
[0036](3)将(2)中静置后的玉米淀粉初混物和PVA初混物一起加入到高速混合机，同时加入Ikg柠檬酸、0.1Okg吐温60,0.075kg硅烷偶联剂KH550、0.05kg抗氧剂1010，于30°C下混合IOmin后降温取出，即得初级塑化的玉米淀粉/PVA预混物；
[0037](4)将(3)中所得的玉米淀粉/PVA预混物直接加入到密炼机或双螺杆挤出机中进一步剪切共混，直接挤出造粒，得到最终可塑性良好的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒；
[0038](5)将(4)中所得的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒分别经吹塑成型工艺制成各类薄膜和壁纸基材产品。
[0039]实施例2
[0040]一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法，该生物降解塑料按质量包括的组分及制备方法如下:
[0041](I)称取 40kg 马铃薯淀粉、3.1kg 甘油、1.lkgPEG200、0.55kg 山梨醇、0.05kg 液体石腊、0.08kg硬脂酸、0.1kg油酸酰胺依次加入到已预热至60°C的大型高速混合机中混合机中混合15min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到马铃薯淀粉初混物。同时，称取 0.4kgPVA2092、0.lkgPEG2000、3.025kg 甘油、1.025kgPEG200、0.02kg 硬脂酸依次加入到70°C的小型高速混合机中混合3min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到PVA初混物。
[0042](2)将(I)中得到的马铃薯淀粉和PVA的初混料分别置于55°C和68°C下各自静置36h 和 0.5h ；
[0043](3)将(2)中静置后的马铃薯淀粉和PVA初混料一起加入到高速混合机，同时加入
0.2kg柠檬酸、0.125kg吐温60,0.1Okg硅烷偶联剂KH560、0.025kg抗氧剂1010，于20。。下混合30min后降温取出，即得初级塑化的马铃薯淀粉/PVA预混物；
[0044](4)将(3)中所得的马铃薯淀粉/PVA预混物直接加入到密炼机或双螺杆挤出机中进一步剪切共混，直接挤出造粒，得到最终可塑性良好的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒。
[0045](5)将(4)中所得的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒分别经吹塑成型工艺制成各类薄膜和壁纸基材产品。
[0046]实施例3
[0047]一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法，该生物降解塑料按质量包括的组分及制备方法如下:
[0048](I)称取 38.3kg 豌豆淀粉、3.25kg 甘油、0.04kgPEG400、0.1Okg 环氧大豆油、
0.08kg硬脂酸、0.05kg乙撑双硬质酰胺(EBS)依次加入到已预热至75°C的大型高速混合机中混合机中混合12min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到豌豆淀粉初混物。同时，称取 0.75kgPVA1795、0.5kgPEG8000、1.3kg 甘油、0.01kgPEG400、0.02kg 硬脂酸依次加入到已预热至52°C的小型高速混合机混合2min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到PVA初混物。
[0049](2)将(I)中得到的豌豆淀粉和PVA的初混料分别置于60 V和78 V下各自静置48h 和 3h ；
[0050](3)将(2)中静置后的豌豆淀粉和PVA初混料一起加入到高速混合机，同时加入
0.2kg柠檬酸、0.15苹果酸、0.1kg吐温80、0.14kg钛酸酯类偶联剂、0.03kg抗氧剂DTBHQ，于40°C下混合IOmin后降温取出，即得初级塑化的豌豆淀粉/PVA预混物；
[0051](4)将(3)中所得的豌豆淀粉/PVA预混物直接加入到密炼机或双螺杆挤出机中进一步剪切共混，直接挤出造粒，得到最终可塑性良好的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒。
[0052](5)将(4)中所得的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒经吹塑成型工艺制成各类薄膜和壁纸基材产品。
[0053]实施例4
[0054]一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法，该生物降解塑料按质量包括的组分及制备方法如下:
[0055](I)称取 41.5kg 马铃薯淀粉、3.0kg 甘油、0.75kg 山梨醇、0.065kgPEG400、0.25kg液体石蜡、0.095kg硬脂酸、0.1kg环氧大豆油依次加入到已预热至78°C的大型高速混合机中混合机中混合15min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到马铃薯淀粉初混物。同时，称取 2kgPVA1799、l.5kgPEG6000、0.05kg 山梨醇、0.035kgPEG400、0.02kg 硬脂酸依次加入到已预热至85°C的小型高速混合机中混合2min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到PVA初混物。
[0056](2)将(I)中得到的马铃薯淀粉和PVA的初混料分别置于65°C和82°C下各自静置60h 和 0.5h ；
[0057](3)将(2)中静置后的马铃薯淀粉和PVA初混料一起加入到高速混合机，同时加入
0.175kg柠檬酸、0.175甘醇酸、0.1kg十二烷基硫酸钠、0.07kg铝酸酯类偶联剂、0.06kg抗氧剂264，于25°C下混合ISmin后降温取出，即得初级塑化的马铃薯淀粉/PVA预混物；
[0058](4)将(3)中所得的马铃薯淀粉/PVA预混物直接加入到密炼机或双螺杆挤出机中进一步剪切共混，直接挤出造粒，得到最终可塑性良好的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒。
[0059](5)将(4)中所得的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒和0.05kg的柠檬酸/碳酸氢钠复合物一起加入到吹塑成型设备中进行在线发泡吹塑成型，制成各类比重较低的发泡型壁纸基材产品。
[0060]实施例5:
[0061]一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法，该生物降解塑料按质量包括的组分及制备方法如下:
[0062](I)称取 40kg 魔芋淀粉、0.75kg 山梨醇、3.0kg 甘油、0.17kgPEG600、0.15kg液体石蜡、0.095kg环氧大豆油依次加入到已预热至85°C的大型高速混合机中混合机中混合20min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到魔芋淀粉初混物。同时，称取
3.4kgPVA2092、0.lkgPEG6000、0.5kg 山梨醇、0.08kgPEG600、0.02kg 环氧大豆油依次加入到60°C的小型高速混合机中混合5min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到PVA初混物。
[0063](2)将(I)中得到的魔芋淀粉和PVA的初混料分别置于68°C和80°C下各自静置72h 和 1.5h ；
[0064](3)将(2)中静置后的魔芋淀粉和PVA初混料一起加入到高速混合机，同时加入
0.5kg苹果酸、Ikg酒石酸、0.05kg吐温60、0.1kg硅烷偶联剂KH550、0.05kg抗氧剂DTBHQ，于70°C下混合3min后降温取出，即得初级塑化的魔芋淀粉/PVA预混物；
[0065](4)将(3)中所得的魔芋淀粉/PVA预混物直接加入到密炼机或双螺杆挤出机中进一步剪切共混，直接挤出造粒，得到最终可塑性良好的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒。
[0066](5)将(4)中所得的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒经注塑成型和真空吸塑成型制成各类比重较低的发泡型容器。
[0067]实施例6:
[0068]一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法，该生物降解塑料按质量包括的组分及制备方法如下:`[0069](I)称取20.5kg马铃薯淀粉、17kg玉米淀粉、2.20kg甘油、1.20kg山梨醇、
0.1kgPEGlOOO,0.05kg硬脂酸钙、0.085kg硬脂酸、0.1kg环氧大豆油依次加入到已预热至90°C的大型高速混合机中混合机中混合35min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到马铃薯/玉米淀粉初混物。同时，称取3.8kgPVA1788、2.2kgPEG8000、2.1kg甘油、
0.lkgPEG1000、0.04kg硬脂酸依次加入到已预`热至95°C的小型高速混合机中混合2min,低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到PVA初混物。
[0070](2)将(I)中得到的马铃薯/玉米淀粉和PVA的初混料置于70°C下各自静置30h和2h ；
[0071](3)将(2)中静置后的马铃薯/玉米淀粉和PVA初混料一起加入到高速混合机，同时加入0.3kg苹果酸、0.05kg十二烷基硫酸钠、0.1Okg硅烷偶联剂KH550、0.025kg抗氧剂168，于40°C下混合Smin后降温取出，即得初级塑化的马铃薯淀粉/玉米/PVA预混物；
[0072](4)将(3)中所得的马铃薯/玉米淀粉/PVA预混物直接加入到密炼机或双螺杆挤出机中进一步剪切共混，直接挤出造粒，得到最终可塑性良好的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒。
[0073](5)将(4)中所得的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒和0.05kg的乙二醇一起加入到热压成型设备中进行在线发泡热压成型，制成各类比重较低的发泡基材。
[0074]实施例7
[0075]—种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法，该生物降解塑料按质量包括的组分及制备方法如下:
[0076](I)称取27kg马铃薯淀粉、9.5kg豌豆淀粉、3.15kg甘油、0.15kg山梨醇、
0.08kgPEG2000、0.15kg硬脂酸镁、0.15kg硬脂酸、0.15kg环氧大豆油依次加入到已预热至78°C的大型高速混合机中混合30min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到马铃薯/豌豆淀粉初混物。同时，称取 5.5kgPVA1792、0.5kgPEG4000、2.1Okg 甘油、0.02kgPEG2000、
0.05kg硬脂酸依次加入到已预热至58°C的小型高速混合机中混合15min,低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到PVA初混物。[0077](2)将(I)中得到的马铃薯/豌豆淀粉和PVA的初混料置于68°C下各自静置40h和4h ；
[0078](3)将(2)中静置后的马铃薯/豌豆淀粉和PVA初混料一起加入到高速混合机，同时加入0.5kg酒石酸、0.25kg十二烷基硫酸钠、0.20kg钛酸酯类偶联剂、0.05kg抗氧剂626，于30°C下混合3min后降温取出，即得初级塑化的马铃薯淀粉/豌豆/PVA预混物；
[0079](4)将(3)中所得的马铃薯/豌豆淀粉/PVA预混物直接加入到密炼机或双螺杆挤出机中进一步剪切共混，直接挤出造粒，得到最终可塑性良好的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒。
[0080](5)将(4)中所得的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒和0.05kg的乙二醇一起加入到挤出成型设备中进行在线挤出发泡成型，制成各类比重较低的挤出发泡片材。
[0081]实施例8
[0082]一种高淀粉含量的生物降解塑料及制备方法，该生物降解塑料按质量包括的组分及制备方法如下:
[0083](I)称取 20kg 红薯淀粉、15kg 玉米淀粉、4.45kg 甘油、0.20kgPEG800、0.12kg硬脂酸、0.15kg油酸酰胺依次加入到已预热至70°C的大型高速混合机中混合机中混合35min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到红薯/玉米淀粉初混物。同时，称取
5.0kgPVA2292、0.5kgPEG20000、2.30kg 甘油、0.05kgPEG800、0.08kg 硬脂酸依次加入到已预热至45°C的小型高速混合机中混合35min，低速搅拌并降温至室温，出料、包装，得到PVA初混物。
[0084](2)将(I)中得到的红薯/玉米淀粉和PVA的初混料分别置于68°C和75°C下各自静置50h和0.8h ；
[0085](3)将(2)中静置后的红薯/玉米淀粉和PVA初混料一起加入到高速混合机，同时加入0.25kg羟基丁酸、0.75kg柠檬酸、0.27kg十二烷基硫酸钠、0.17kg铝酸酯类偶联剂、
0.05kg抗氧剂264，于45°C下混合4min后降温取出，即得初级塑化的红薯/玉米淀粉/PVA预混物；
[0086](4)将(3)中所得的红薯/玉米淀粉/PVA预混物直接加入到密炼机或双螺杆挤出机中进一步剪切共混，直接挤出造粒，得到最终可塑性良好的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒。
[0087](5)将(4)中所得的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒和0.05kg的柠檬酸/碳酸钠复合物一起加入到挤出成型设备中 进行在线挤出发泡成型，制成各类比重较低的挤出发泡片材。
【权利要求】
1.一种高淀粉含量的生物降解塑料，其特征在于:包括天然植物淀粉、主辅两种增韧剂、环保类复合增塑剂及环保的加工助剂，其重量分数比如下:天然植物淀粉70~90wt%、主辅两种增韧剂I~15wt%、环保类复合增塑剂I~20wt%、环保的加工助剂I~4wt%。
2.根据权利要求1所述的一种高淀粉含量的生物降解塑料，其特征在于:所述的天然植物淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、魔芋淀粉、豌豆淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉及早稻淀粉中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高淀粉含量的生物降解塑料，其特征在于:所述的主辅两种增韧剂可按任意比例配制而成，其中，主增韧剂为完全可降解的聚乙烯醇，其聚合度范围为500~2400,醇解度为88%~99% ;辅增韧剂为完全可降解的聚乙二醇,其分子量为2000 ~20000。
4.根据权利要求1所述的一种高淀粉含量的生物降解塑料，其特征在于:所述环保类复合增塑剂是由羟基酸类化合物、甘油、山梨醇和聚乙二醇按任意比例配置而成，其中，羟基酸类化合物为柠檬酸、乙醇酸、羟基乙酸、羟基丁酸、甘醇酸、乳酸、苹果酸、酒石酸中的一种或多种，用作增塑剂的聚乙二醇的分子量为200~2000。
5.根据权利要求1所述的一种高淀粉含量的生物降解塑料，其特征在于:所述环保的加工助剂包括润滑剂、表面活性剂、偶联剂、抗氧剂和发泡剂，其中，润滑剂为环氧大豆油、脂肪族羧酸、脂肪族酰胺、脂肪族羧酸金属盐、液体石蜡中的一种或多种，表面活性剂为吐温60、吐温80、十二烷基硫酸钠中的一种或多种，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的一种或多种，抗氧剂为1010、168、626、DTBHQ和264中的一种或多种，发泡剂为乙二醇、水、柠檬酸/碳酸盐复合物中一种或多种。
6.根据权利要求1~5所述的一种高淀粉含量的生物降解塑料的制备方法，其特征在于包括步骤如下: (1)原料准备；按重量分数比的各物料如下:天然植物淀粉70~90wt%、主辅两种增韧剂 I~15wt%、环保类复合增塑剂I~20wt%、环保的加工助剂I~4wt%,其中，主辅两种增韧剂可按任意比例配制而成，主增韧剂为完全可降解的聚乙烯醇，辅增韧剂为完全可降解的聚乙二醇；其中，环保的加工助剂包括润滑剂、表面活性剂、偶联剂、抗氧剂和发泡剂； (2)将天然植物淀粉和含有聚乙二醇的聚乙烯醇分别与环保类复合增塑剂、润滑剂置于高速混合机内在60~90°C和30~95°C的温度下分别混合I~40min及I~40min,降温取出粉料，即可得到天然植物淀粉初混物和聚乙烯醇的初混物； (3)将(2)中得到的天然植物淀粉初混物和聚乙烯醇的初混物分别置于65~70°C温度下及65~80°C温度下静置30~72h时间及0.5~4h ; (4)将(3)中静置后的天然植物淀粉初混物和聚乙烯醇的初混物一起加入到高速混合机，同时加入环保类复合增塑剂及环保的加工助剂，在20~70°C温度下混合3~30min时间后降温取出，即得初级塑化的天然植物淀粉/聚乙烯醇预混物； (5)将(4)中所得的天然植物淀粉/聚乙烯醇预混物直接加入到密炼机或双螺杆挤出机中进一步剪切共混，经过造粒得到最终可塑性良好的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒； (6)将(5)中所得的高淀粉含量的生物降解塑料颗粒经挤出、注塑、吹塑、热压的成型工艺制备出管材、片材、异型材、薄膜、容器、发泡基材产品。
7.根据权利要求6所述的一种高淀粉含量的生物降解塑料的制备方法，其特征在于:所述步骤(4)中密炼机的温度为80~160°C，密炼时间为0.5~2h，密炼机转速10~80r/min;所述双螺杆挤出机的`温度为50~200°C，时间为O~30min，螺杆转速10~120r/min。
【文档编号】C08J9/08GK103865106SQ201410125992
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】宋旭, 曹东旭, 兰小蓉, 赵剑, 师石夯, 卢灿辉 申请人:宋旭