一种环保可降解塑料及其生产工艺的制作方法

本发明涉及废旧塑料回收技术领域，具体涉及一种环保可降解塑料及其生产工艺。

背景技术：

塑料由于质轻，化学性稳定，不会锈蚀，耐冲击性好等优良特性以取代大部分基础材料，成为人们生活常用的原料，但是由于塑料作为高分子材料不易降解，对环境造成极大地危害。面对日益严重的白色污染问题，人们希望寻找一种能替代现行塑料性能，又不造成白色污染的塑料替代品，可降解塑料应运而生，这种新型功能的塑料，其特点是在达到一定使用寿命废弃后，在特定的环境条件下，由于其化学结构发生明显变化，引起某些性能损失及外观变化而发生降解，对自然环境无害或少害。

现有的塑料降解效果差，同时会对环境造成污染，同时塑料生产工艺都是通过挤出机挤出得到母粒，现有的挤出设备在入料口内壁位置容易残留不少底料未被挤出而造成的浪费情况，同时在母粒制得后现有的冷却设备无法对母粒进行高效的冷却，同时冷却过程中容易出现母粒相互粘结的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种环保可降解塑料及其生产工艺，解决以下技术问题：(1)通过采用聚丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯和聚氯乙烯混合作为基料，与接枝淀粉混合制备本发明塑料，能在有效保证产品降解的同时提升产品的力学效应和耐高温性能，添加有铋酸钠、聚氯化铝等物质，能有效提升产品的降解效率，并且降解时不产生污染成分，安全环保，同时降解速率高，经gb/t20197-2006测定，该环保可降解塑料的25天降解率为99.3-99.9％，解决现有技术中废旧塑料降解率低，同时存在一定污染性的技术问题；(2)将底料从挤出设备上入料管上的入料口放入，底料通过入料管进入挤出筒内，第一电机驱动丝杆，丝杆配合丝杆连接块通过连接杆带动环形刮刀在入料管内升降，环形刮刀对入料管内壁残留的底料刮除，被刮除的底料落入挤出筒内，第二电机驱动中心轮转动，进而三个行星轮在内齿盘内转动，同时行星轮通过花键轴带动挤出螺杆转动，三个挤出螺杆在挤出筒内自转的同时沿圆周转动，得到挤出物被三个挤出螺杆从挤出口挤出，第三电机驱动切粒杆转动，切粒杆配合刀座带动切割刀片转动，切割刀片将挤出物切割得到可降解塑料母粒，挤出设备通过可升降的环形刮刀的设置，有效将入料管内壁的残留的底料进行刮除，避免部分底料在入料管内壁未被挤出而造成浪费的情况，同时通过行星轮的结构设置，三个挤出螺杆在自身旋转挤出底料的同时在挤出筒内沿圆周转动，有效提高底料的混合效果，具有更高效的挤出效果。(3)可降解塑料母粒下落至输送管内，并通过输送管进入冷却箱内，循环泵配合冷却油箱通过连接管在循环管内循环冷却油，第四电机通过两个啮合连接的齿轮配合带动循环管转动，循环管对冷却箱内的可降解塑料母粒进行搅拌冷却，冷却后取出可降解塑料母粒，再将母粒置于注塑机中，采用高温保压注塑得到本发明环保可降解塑料，该挤出设备有效将通过循环管循环冷却油，同时循环管进行旋转，将制备得到的可降解塑料母粒进行有效且快速的冷却，同时避免母粒在冷却过程中出现相互粘粘的情况。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种环保可降解塑料，由下述重量份原料制备得到：聚丙交酯40-50份、聚丁二酸丁二醇酯12-14份、聚氯乙烯4-8份、植物纤维4-10份、接枝淀粉30-40份、氧化钙1-3份、寡聚糖1-3份、纳米二氧化硅1-1.6份、聚氯化铝1-2份、铋酸钠0.6-1.6份、分散剂0.4-0.8份、交联剂0.2-0.5份、增塑剂1-1.2份；

其中，该环保可降解塑料通过下述步骤制备得到：

步骤一：将聚丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯和聚氯乙烯混合后高温高压搅拌混合后，得混合基料备用；

步骤二：将植物纤维、接枝淀粉和氧化钙混合研磨后加入去离子水进行高速搅拌，再加入寡聚糖后置于超声震荡仪中进行震荡均质，得混合浆料备用；

步骤三：将上述混合基料加入分散剂、纳米二氧化硅、聚氯化铝、铋酸钠混合升温搅拌后加入步骤二中的混合浆料与交联剂和增塑剂，继续搅拌完全后得底料备用；

步骤四：将底料从挤出设备上入料管上的入料口放入，底料通过入料管进入挤出筒内，第一电机驱动丝杆，丝杆配合丝杆连接块通过连接杆带动环形刮刀在入料管内升降，环形刮刀对入料管内壁残留的底料刮除，被刮除的底料落入挤出筒内，第二电机驱动中心轮转动，进而三个行星轮在内齿盘内转动，同时行星轮通过花键轴带动挤出螺杆转动，三个挤出螺杆在挤出筒内自转的同时沿圆周转动，得到挤出物被三个挤出螺杆从挤出口挤出，第三电机驱动切粒杆转动，切粒杆配合刀座带动切割刀片转动，切割刀片将挤出物切割得到可降解塑料母粒，可降解塑料母粒下落至输送管内，并通过输送管进入冷却箱内，循环泵配合冷却油箱通过连接管在循环管内循环冷却油，第四电机通过两个啮合连接的齿轮配合带动循环管转动，循环管对冷却箱内的可降解塑料母粒进行搅拌冷却，冷却后取出可降解塑料母粒，再将母粒置于注塑机中，采用高温保压注塑得到本发明环保可降解塑料。

进一步的，所述分散剂为硬脂酸钡、聚乙烯蜡和聚乙二醇质量比2∶1∶1的混合物。

进一步的，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯中的任意一种。

进一步的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯中的任意一种。

进一步的，挤出设备包括呈水平设置的挤出筒，所述挤出筒安装于底架上，所述挤出筒一侧顶部安装有入料管，所述入料管与挤出筒相连通，所述入料管顶部开设有两个入料口，所述挤出筒一侧设置有内齿盘，所述内齿盘一侧安装有第二电机，所述内齿盘外表面安装有两个支撑柱，所述内齿盘通过两个支撑柱安装于底架上，所述第二电机用于驱动中心轮，所述中心轮转动安装于内齿盘圆心处，所述内齿盘内齿面啮合连接有三个行星轮，三个行星轮呈等弧度环形分布，三个行星轮均啮合连接中心轮，所述行星轮套设于花键轴上，花键轴安装于挤出螺杆一端，三个挤出螺杆与三个行星轮一一对应，所述挤出筒外表面安装有铸铝加热器，所述挤出筒一侧开设有三个挤出口，三个挤出口呈等间距环形分布，所述底架上安装有电机架，所述挤出筒设置于电机架与内齿盘之间，所述电机架上安装有呈水平设置的第三电机，所述第三电机用于驱动切粒杆，所述切粒杆上通过刀座安装座安装有三个切割刀片，三个切割刀片等弧度安装于刀座上，所述底架上开设有用于输送母粒的输送口，输送口连通输送管，所述输送管连通冷却箱侧壁。

进一步的，所述入料管顶部安装有第一电机，两个入料口分别设置于第一电机两侧，所述第一电机用于驱动丝杆，丝杆转动设置于入料管内，丝杆外周面转动套设有丝杆连接块，丝杆连接块外周面安装有若干连接杆，若干连接杆呈等弧度环形分布于丝杆连接块外周面，所述连接杆用于连接环形刮刀，环形刮刀用于刮除入料管内壁的底料。

进一步的，所述冷却箱一侧设置有循环泵，所述循环泵的出水口与回水口均安装有连接管，所述循环泵通过管件连通冷却油箱，两个连接管分别连通循环管两侧，所述循环管转动贯穿冷却箱两侧，所述循环管一端安装有齿轮，所述冷却箱侧壁安装有第四电机，所述第四电机输出端部安装有齿轮，两个齿轮相互啮合。

本发明的有益效果：

(1)本发明的一种环保可降解塑料及其生产工艺，采用聚丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯和聚氯乙烯混合作为基料，与接枝淀粉混合制备本发明塑料，能在有效保证产品降解的同时提升产品的力学效应和耐高温性能，添加有铋酸钠、聚氯化铝等物质，能有效提升产品的降解效率，并且降解时不产生污染成分，安全环保，同时降解速率高，经gb/t20197-2006测定，该环保可降解塑料的25天降解率为99.3-99.9％；

(2)将底料从挤出设备上入料管上的入料口放入，底料通过入料管进入挤出筒内，第一电机驱动丝杆，丝杆配合丝杆连接块通过连接杆带动环形刮刀在入料管内升降，环形刮刀对入料管内壁残留的底料刮除，被刮除的底料落入挤出筒内，第二电机驱动中心轮转动，进而三个行星轮在内齿盘内转动，同时行星轮通过花键轴带动挤出螺杆转动，三个挤出螺杆在挤出筒内自转的同时沿圆周转动，得到挤出物被三个挤出螺杆从挤出口挤出，第三电机驱动切粒杆转动，切粒杆配合刀座带动切割刀片转动，切割刀片将挤出物切割得到可降解塑料母粒，挤出设备通过可升降的环形刮刀的设置，有效将入料管内壁的残留的底料进行刮除，避免部分底料在入料管内壁未被挤出而造成浪费的情况，同时通过行星轮的结构设置，三个挤出螺杆在自身旋转挤出底料的同时在挤出筒内沿圆周转动，有效提高底料的混合效果，具有更高效的挤出效果；

(3)可降解塑料母粒下落至输送管内，并通过输送管进入冷却箱内，循环泵配合冷却油箱通过连接管在循环管内循环冷却油，第四电机通过两个啮合连接的齿轮配合带动循环管转动，循环管对冷却箱内的可降解塑料母粒进行搅拌冷却，冷却后取出可降解塑料母粒，再将母粒置于注塑机中，采用高温保压注塑得到本发明环保可降解塑料，该挤出设备有效将通过循环管循环冷却油，同时循环管进行旋转，将制备得到的可降解塑料母粒进行有效且快速的冷却，同时避免母粒在冷却过程中出现相互粘粘的情况。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的挤出设备的结构示意图；

图2是本发明入料管的内部结构图；

图3是本发明环形刮刀的结构示意图；

图4是本发明入料管的俯视图；

图5是本发明内齿盘的侧视图；

图6是本发明挤出筒的内部结构图；

图7是本发明循环管的安装视图。

图中：1、挤出筒；2、入料管；3、第一电机；4、连接杆；5、环形刮刀；6、内齿盘；7、第二电机；8、底架；9、支撑柱；10、中心轮；11、行星轮；13、挤出螺杆；14、挤出口；15、电机架；16、第三电机；17、切粒杆；18、切割刀片；19、输送管；20、冷却箱；21、循环泵；22、冷却油箱；23、连接管；24、循环管；25、第四电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7所示

一种环保可降解塑料，由下述重量份原料制备得到：聚丙交酯40份、聚丁二酸丁二醇酯12份、聚氯乙烯4份、植物纤维4份、接枝淀粉30份、氧化钙1份、寡聚糖1份、纳米二氧化硅1份、聚氯化铝1份、铋酸钠0.6份、分散剂0.4份、交联剂0.2份、增塑剂1份；

其中，该环保可降解塑料通过下述步骤制备得到：

步骤一：将聚丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯和聚氯乙烯混合后高温高压搅拌混合后，得混合基料备用；

步骤二：将植物纤维、接枝淀粉和氧化钙混合研磨后加入去离子水进行高速搅拌，再加入寡聚糖后置于超声震荡仪中进行震荡均质，得混合浆料备用；

步骤三：将上述混合基料加入分散剂、纳米二氧化硅、聚氯化铝、铋酸钠混合升温搅拌后加入步骤二中的混合浆料与交联剂和增塑剂，继续搅拌完全后得底料备用；

步骤四：将底料从挤出设备上入料管上的入料口放入，底料通过入料管进入挤出筒内，第一电机驱动丝杆，丝杆配合丝杆连接块通过连接杆带动环形刮刀在入料管内升降，环形刮刀对入料管内壁残留的底料刮除，被刮除的底料落入挤出筒内，第二电机驱动中心轮转动，进而三个行星轮在内齿盘内转动，同时行星轮通过花键轴带动挤出螺杆转动，三个挤出螺杆在挤出筒内自转的同时沿圆周转动，得到挤出物被三个挤出螺杆从挤出口挤出，第三电机驱动切粒杆转动，切粒杆配合刀座带动切割刀片转动，切割刀片将挤出物切割得到可降解塑料母粒，可降解塑料母粒下落至输送管内，并通过输送管进入冷却箱内，循环泵配合冷却油箱通过连接管在循环管内循环冷却油，第四电机通过两个啮合连接的齿轮配合带动循环管转动，循环管对冷却箱内的可降解塑料母粒进行搅拌冷却，冷却后取出可降解塑料母粒，再将母粒置于注塑机中，采用高温保压注塑得到本发明环保可降解塑料。

具体的，分散剂为硬脂酸钡、聚乙烯蜡和聚乙二醇质量比2∶1∶1的混合物。交联剂为过氧化二异丙苯。增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯。

实施例1的环保可降解塑料的25天降解率为99.3％。

实施例2

一种环保可降解塑料，由下述重量份原料制备得到：聚丙交酯50份、聚丁二酸丁二醇酯14份、聚氯乙烯8份、植物纤维10份、接枝淀粉40份、氧化钙3份、寡聚糖3份、纳米二氧化硅1.6份、聚氯化铝2份、铋酸钠1.6份、分散剂0.8份、交联剂0.5份、增塑剂1.2份；

其中，该环保可降解塑料通过下述步骤制备得到：

步骤一：将聚丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯和聚氯乙烯混合后高温高压搅拌混合后，得混合基料备用；

步骤二：将植物纤维、接枝淀粉和氧化钙混合研磨后加入去离子水进行高速搅拌，再加入寡聚糖后置于超声震荡仪中进行震荡均质，得混合浆料备用；

步骤三：将上述混合基料加入分散剂、纳米二氧化硅、聚氯化铝、铋酸钠混合升温搅拌后加入步骤二中的混合浆料与交联剂和增塑剂，继续搅拌完全后得底料备用；步骤四与实施例1相同。

具体的，分散剂为硬脂酸钡、聚乙烯蜡和聚乙二醇质量比2∶1∶1的混合物。交联剂为过氧化苯甲酰。增塑剂为邻苯二甲酸丁苄酯。

实施例2的环保可降解塑料的25天降解率为99.9％。

根据图1-7，挤出设备包括呈水平设置的挤出筒1，挤出筒1安装于底架8上，挤出筒1一侧顶部安装有入料管2，入料管2与挤出筒1相连通，入料管2顶部开设有两个入料口，挤出筒1一侧设置有内齿盘6，内齿盘6一侧安装有第二电机7，内齿盘6外表面安装有两个支撑柱9，内齿盘6通过两个支撑柱9安装于底架8上，第二电机7用于驱动中心轮10，中心轮10转动安装于内齿盘6圆心处，内齿盘6内齿面啮合连接有三个行星轮11，三个行星轮11呈等弧度环形分布，三个行星轮11均啮合连接中心轮10，行星轮11套设于花键轴上，花键轴安装于挤出螺杆13一端，三个挤出螺杆13与三个行星轮11一一对应，挤出筒1外表面安装有铸铝加热器，挤出筒1一侧开设有三个挤出口14，三个挤出口14呈等间距环形分布，底架8上安装有电机架15，挤出筒1设置于电机架15与内齿盘6之间，电机架15上安装有呈水平设置的第三电机16，第三电机16用于驱动切粒杆17，切粒杆17上通过刀座安装座安装有三个切割刀片18，三个切割刀片18等弧度安装于刀座上，底架8上开设有用于输送母粒的输送口，输送口连通输送管19，输送管19连通冷却箱20侧壁。

入料管2顶部安装有第一电机3，两个入料口分别设置于第一电机3两侧，第一电机3用于驱动丝杆，丝杆转动设置于入料管2内，丝杆外周面转动套设有丝杆连接块，丝杆连接块外周面安装有若干连接杆4，若干连接杆4呈等弧度环形分布于丝杆连接块外周面，连接杆4用于连接环形刮刀5，环形刮刀5用于刮除入料管2内壁的底料。

冷却箱20一侧设置有循环泵21，循环泵21的出水口与回水口均安装有连接管23，循环泵21通过管件连通冷却油箱22，两个连接管23分别连通循环管24两侧，循环管24转动贯穿冷却箱20两侧，循环管24一端安装有齿轮，冷却箱20侧壁安装有第四电机25，第四电机25输出端部安装有齿轮，两个齿轮相互啮合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。