一种生物降解聚乙烯材料制备方法
【技术领域】
[0001]本发明及到高分子塑料制造领域，具体地说是一种生物降解聚乙烯材料制备方法。
【背景技术】
[0002]就目前而言，随着低碳生活的需求，传统塑料正逐渐退出历史舞台，应运而生的是可降解的塑料材料。目前主流的两种降解材料分别是光降解材料和生物降解材料，其中光降解塑料的技术在20世纪80年代已经成熟，产量增长很快。
[0003]现有技术存在的问题在于:光降解塑料由于自身仅用于日照时间长，光照量充足的地区使用，应有范围狭窄，多限于农田覆盖物等，另一方面，光降解塑料的主要成分为聚烯类树脂，其完全降解性受到怀疑;针对该现象，对于生物降解材料的研究变得更加重要；但是由于聚乙烯的分子量大;疏水性强，因此聚乙烯材料在自然界中的生物降解非常缓慢，因此要提高其生物降解率就必须解决聚乙烯的分子量或者聚乙烯表面的水性能。
【发明内容】
[0004]有针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种生物降解聚乙烯材料制备方法，不仅能改善常规塑料表面的疏水性，还能在生物降解过程中将大分子聚乙烯分割成小分子聚乙烯，使其生物降解加快。
[0005]为达到上述目的，本发明表述一种生物降解聚乙烯材料制备方法，包括以下步骤:
[0006]制备亲水表层:
[0007]将聚乙烯和聚乙烯醇混合后在220?290°C的温度条件下熔融同时加入助氧化剂，并通入过量氧气进行预处理20?30分钟，助氧化剂的质量是聚乙稀质量的0.1?I % ；
[0008]再向聚乙稀恪融体中加入淀粉，淀粉质量是聚乙稀质量的I?3%;持续通入氧气2?3小时;接着加入聚乙二醇和酸催化剂，并通入氮气在高温条件下进行缩合反应;反应4?6小时后，将反应物倒在玻璃板上烘干成型，得到亲水表层待用；
[0009]制备聚乙烯膜:
[0010]将聚乙烯在280?320°C的温度条件下熔融同时加入助氧化剂，并通入过量氧气进行预处理I?2小时，助氧化剂的质量是聚乙稀质量的0.5?3% ；
[0011]再向聚乙烯熔融体中加入PE爽滑剂和高岭土，所述PE爽滑剂和高岭土的质量分布是聚乙烯质量的0.5?3%和2?5% ;
[0012]持续通入氧气2?3小时;接着加入聚乙二醇和酸催化剂，并通入氮气在高温条件下进行缩合反应，反应6?10小时后，将反应物倒在玻璃板上烘干成型，得到聚乙烯膜待用；
[0013]复合亲水表层和聚乙烯膜:
[0014]将上述步骤中的亲水表层和聚乙烯膜分别装在上胶复合机卷料辊上;然后分别通过各自的自动张力控制以及自动纠偏装置后，向亲水表层和聚乙烯膜表面施加水溶性胶；最后迅速将亲水表层和聚乙烯膜复合，紧接着进行碾压与烘干。
[0015]优选的，所制得的亲水表层和聚乙烯膜的厚度比为1:3。
[0016]优选的，所述制备亲水表层步骤中聚乙烯和聚乙烯醇混合比例是(2?3):1。
[0017]优选的，所述制备亲水表层步骤中所用的聚乙烯是低密度聚乙烯。
[0018]优选的，所述制备聚乙烯膜步骤中所用的聚乙烯是高密度聚乙烯。
[0019]优选的，所述复合亲水表层和聚乙烯膜步骤中，聚乙烯膜上胶复合机卷料辊表面设置有微针，所述微针直径在3nm至1nm之间。
[0020]优选的，所述复合亲水表层和聚乙烯膜步骤中，复合聚乙烯膜的层数为I?3层。
[0021]优选的，所述聚乙二醇的质量为聚乙烯质量的30?80%，所述催化剂的质量为聚乙稀质量的0.1?I %。
[0022]本发明的显著效果是:按照本方案制造的聚乙烯材料在聚乙烯材料的表层制造成具有亲水基团的薄膜，而在内层的聚乙烯膜内增加多种生物降解剂，外层降解后，内层表面的多孔结构有利于水分的吸收，进一步加快聚乙烯大分子分裂成小分子，使其生物降解的效率增加。
【具体实施方式】
[0023]实施例1
[0024]一种生物降解聚乙烯材料制备方法
[0025]制备亲水表层:
[0026]将10g低密度聚乙烯和40g聚乙烯醇混合后在230°C的温度条件下熔融同时加入
0.5g助氧化剂，并通入过量氧气进行预处理20分钟；
[0027]再向聚乙烯熔融体中加入2g淀粉，持续通入氧气2.5小时；接着加入30g聚乙二醇和0.5g酸催化剂，并通入氮气在高温条件下进行缩合反应;反应5小时后，将反应物倒在玻璃板上烘干成型，得到亲水表层待用；
[0028]制备聚乙烯膜:
[0029]将300g高密度聚乙烯在310°C的温度条件下熔融同时加入2g助氧化剂，并通入过量氧气进行预处理1.5小时；
[0030]再向聚乙烯熔融体中加入5gPE爽滑剂和8g高岭土；
[0031]持续通入氧气2小时;接着加入95g聚乙二醇和2g酸催化剂，并通入氮气在高温条件下进行缩合反应，反应7小时后，将反应物倒在玻璃板上烘干成型，得到聚乙烯膜待用，重复该步骤得到2张聚乙烯膜；
[0032]复合亲水表层和聚乙烯膜:
[0033]将上述步骤中的亲水表层和聚乙烯膜分别装在上胶复合机卷料辊上，贴聚乙烯膜的卷料棍上设置有直径为5nm的微针;然后分别通过各自的自动张力控制以及自动纠偏装置后，向亲水表层和聚乙烯膜表面施加水溶性胶;最后迅速将亲水表层和聚乙烯膜复合，重复上述操作，将2张聚乙烯膜都复合在亲水表层上，最后得到前后两层亲水表层夹两层聚乙烯膜的复合膜，紧接着进行碾压与烘干得到最后成品。
[0034]按上述标准得到的复合材料其性能如下:
[0035]透水性6700g/sm.d;
[0036]水溶残渣O;
[0037]干剥离强度10N/3”；
[0038]湿剥离强度2.2N/3”。
[0039]实施例2
[0040]一种生物降解聚乙烯材料制备方法[0041 ]制备亲水表层:
[0042]将150g低密度聚乙烯和60g聚乙烯醇混合后在290°C的温度条件下熔融同时加入
1.2g助氧化剂，并通入过量氧气进行预处理25分钟；
[0043]再向聚乙稀恪融体中加入2.5g淀粉，持续通入氧气3小时；接着加入35g聚乙二醇和0.Sg酸催化剂，并通入氮气在高温条件下进行缩合反应;反应4小时后，将反应物倒在玻璃板上烘干成型，得到亲水表层待用；
[0044]制备聚乙烯膜:
[0045]将450g高密度聚乙烯在300°C的温度条件下熔融同时加入4.5g助氧化剂，并通入过量氧气进行预处理2小时；
[0046]再向聚乙烯熔融体中加入IlgPE爽滑剂和28g高岭土；
[0047]持续通入氧气3小时;接着加入150g聚乙二醇和7g酸催化剂，并通入氮气在高温条件下进行缩合反应，反应6小时后，将反应物倒在玻璃板上烘干成型，得到聚乙烯膜待用，重复该步骤得到3张聚乙烯膜；
[0048]复合亲水表层和聚乙烯膜:
[0049]将上述步骤中的亲水表层和聚乙烯膜分别装在上胶复合机卷料辊上，贴聚乙烯膜的卷料棍上设置有直径为3nm的微针;然后分别通过各自的自动张力控制以及自动纠偏装置后，向亲水表层和聚乙烯膜表面施加水溶性胶;最后迅速将亲水表层和聚乙烯膜复合，重复上述操作，将3张聚乙烯膜都复合在亲水表层上，最后得到前后两层亲水表层夹三层聚乙烯膜的复合膜，紧接着进行碾压与烘干得到最后成品。
[0050]按上述标准得到的复合材料其性能如下:
[0051]透水性6300g/sm.d;
[0052]水溶残渣O;
[0053]干剥离强度11N/3”；
[0054]湿剥离强度2.4N/3”。
[0055]经试验数据表明，本实施例中所制造的生物降解材料，其降解断裂伸长保留率纵向8.3%、降解断裂伸长保留率横向9.6%，大大增强了其生物降解率;同时还具备不易撕裂等优点。
[0056]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种生物降解聚乙烯材料制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 制备亲水表层: 将聚乙烯和聚乙烯醇混合后在220?290°C的温度条件下熔融同时加入助氧化剂，并通入过量氧气进行预处理20?30分钟，助氧化剂的质量是聚乙稀质量的0.1?I % ； 再向聚乙稀恪融体中加入淀粉，淀粉质量是聚乙稀质量的I?3% ;持续通入氧气2?3小时;接着加入聚乙二醇和酸催化剂，并通入氮气在高温条件下进行缩合反应;反应4?6小时后，将反应物倒在玻璃板上烘干成型，得到亲水表层待用； 制备聚乙烯膜: 将聚乙烯在280?320°C的温度条件下熔融同时加入助氧化剂，并通入过量氧气进行预处理I?2小时，助氧化剂的质量是聚乙烯质量的0.5?3% ； 再向聚乙烯熔融体中加入PE爽滑剂和高岭土，所述PE爽滑剂和高岭土的质量分布是聚乙烯质量的0.5?3%和2?5% ; 持续通入氧气2?3小时;接着加入聚乙二醇和酸催化剂，并通入氮气在高温条件下进行缩合反应，反应6?10小时后，将反应物倒在玻璃板上烘干成型，得到聚乙烯膜待用； 复合亲水表层和聚乙烯膜: 将上述步骤中的亲水表层和聚乙烯膜分别装在上胶复合机卷料辊上;然后分别通过各自的自动张力控制以及自动纠偏装置后，向亲水表层和聚乙烯膜表面施加水溶性胶;最后迅速将亲水表层和聚乙烯膜复合，紧接着进行碾压与烘干。2.根据权利要求1所述的一种生物降解聚乙烯材料制备方法，其特征在于:所制得的亲水表层和聚乙烯膜的厚度比为1: 3。3.根据权利要求1所述的一种生物降解聚乙烯材料制备方法，其特征在于:所述制备亲水表层步骤中聚乙烯和聚乙烯醇混合比例是(2?3):1。4.根据权利要求1所述的一种生物降解聚乙烯材料制备方法，其特征在于:所述制备亲水表层步骤中所用的聚乙稀是低密度聚乙稀。5.根据权利要求1所述的一种生物降解聚乙烯材料制备方法，其特征在于:所述制备聚乙烯膜步骤中所用的聚乙烯是高密度聚乙烯。6.根据权利要求1所述的一种生物降解聚乙烯材料制备方法，其特征在于:所述复合亲水表层和聚乙烯膜步骤中，聚乙烯膜上胶复合机卷料辊表面设置有微针，所述微针直径在3]11]1至10111]1之间。7.根据权利要求1所述的一种生物降解聚乙烯材料制备方法，其特征在于:所述复合亲水表层和聚乙烯膜步骤中，复合聚乙烯膜的层数为I?3层。8.根据权利要求1所述的一种生物降解聚乙烯材料制备方法，其特征在于:所述聚乙二醇的质量为聚乙烯质量的30?80%，所述催化剂的质量为聚乙烯质量的0.1?I %。
【专利摘要】本发明公开了一种生物降解聚乙烯材料制备方法，包括以下步骤：制备亲水表层、制备聚乙烯膜和复合亲水表层和聚乙烯膜共三个步骤，其效果在于：按照本方法制造的聚乙烯材料能大幅度提高材料表面的亲水性以增强其生物降解的能力，还能加快聚乙烯大分子分裂成小分子便于进一步降解。
【IPC分类】C08L23/30, C08K3/34, B32B27/32, C08L3/10, C08L71/02, C08L29/04, B32B27/06
【公开号】CN105542331
【申请号】CN201510981025
【发明人】周方建
【申请人】重庆乐乎科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月23日