專利名稱：淀粉基降解環保材料及制造方法
技術領域：
本發明涉及一種用于制造一次性餐具和一次性包裝物的可快速降解的原材料，以及該原材料的制造方法。
背景技術：
一次性發泡塑料餐具雖然給人們的生活帶來方便，但是它卻給環境造成了嚴重的白色污染，這種發泡餐具在土壤中要經過幾十年至上百年才能夠降解，如將其燃燒處理又產生有害氣體，給人們的生存環境帶來了嚴重的損害。上述發泡餐具在60℃的溫度下會產生毒素，嚴重的損害了人們的身體健康。近幾年來出現的一些淀粉基降解材料雖然解決了發泡塑料造成的白色污染問題，但是這些降解材料由于機械強度差、可塑性差，因而不能廣泛的應用。現有的降解材料的生產工藝線路較長，生產成本較高；在生產工藝中要用兩套混煉裝置，生產過程中不易保溫、工藝線路復雜、產品質量達不到要求。

發明內容
本發明是研制一種淀粉基降解環保材料及制造方法，該降解材料解決了已有的降解材料存在的機械強度差、可塑性差的問題，該制造方法具有工藝線路短、成本低的優點。本發明的淀粉基降解環保材料由以下重量百分比的成份組成淀粉51～80、改性輔料10～20、植物糖6～12.5、增塑劑1.3～6、降解控制劑0.2～1、聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物2～8.5、幾丁質幾丁聚糖0.5～1。本發明的淀粉基降解環保材料由于采用了天然高分子及其衍生物(如破壞性淀粉、活性淀粉)與改性植物糖，并由色拉油做增塑劑，加入降解控制劑由脂肪族聚酯聚己內酯與碳源進行菌種培養產生出的聚羥基丁酸酯共聚物，幾丁質聚糖等不同的物質聚合反應，并共混改性，加入植物油增塑潤滑劑制造出的產品，其機械強度好、可塑性強，因此用途廣泛。該產品成本適中，并能控制降解速度和降解時間。本發明的制造方法是按如下步驟進行的(1)按重量百分比稱取各原料淀粉51～80、改性輔料10～20、植物糖6～12.5、增塑劑1.3～6、降解控制劑0.2～1、聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物2～8.5、幾丁質幾丁聚糖0.5～1；(2)將上述原料進行聚合反應共混共聚改性；(3)然后將原料放入積木式平行雙螺桿擠出機中進行三級混煉，擠出機中螺桿的長度與直徑的比為(44～56)∶1，在螺桿上分布有三個混煉段。本發明的生產方法中只需用一套混煉裝置，節省了一套混煉裝置，并且利于生產過程的保溫，簡化并縮短了工藝線路，降低了生產成本，提高了產品的質量。本發明的材料的降解機理是通過微生物和各種細菌及酶的作用，將材料分解成二氧化碳和水，降低分子量，使分子鏈斷裂成低分子量碎片及多孔破壞結構，增大材料的表面積，在細菌與酶的作用下發生各種分解反應，從而達到被多種微生物代謝的程度，由多種生物參加和光合作用的綜合作用，最終完全降解。本發明的材料是成本適中的可控制降解速度和降解時間的新型全降解材料。降解后可改良土壤，進行良性的循環。本發明的材料適合制成一次性餐盒、一次性食品包裝物、工業包裝物、藥用包裝物、日用包裝物。用本發明的材料制成的一次性餐具無毒、無害、無異味、耐水、耐油、耐熱(+150℃)、耐冷(-20℃)、抗壓，并可以在蒸鍋、微波爐中加熱使用。本發明材料所生產的制品質地細膩、色澤宜人。其制品廢棄后一方面可回收再加工制成有機肥料，或制成工業包裝制品，或者是作為蘑菇生長基；另一方面可降解成肥料，進行良性循環，使之回歸大自然。本發明的材料制成餐盒的成本是紙漿制品餐盒成本的40％，是植物纖維制品成本的50％。
具體實施例方式
一本實施方式的淀粉基降解環保材料由以下重量百分比的成份組成淀粉61.5～76、改性輔料10～15、植物糖6～9、增塑劑1.5～4、降解控制劑0.7～1、聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物5～8.5、幾丁質幾丁聚糖0.8～1。其制造方法是按下述步驟進行的(1)稱取上述各原料；(2)將上述原料進行聚合反應共混共聚改性；(3)然后將原料放入積木式平衡雙螺桿擠出機中進行三級混煉，擠出機中螺桿的長度與直徑的比為(44～50)∶1，在螺桿上分布有三個混煉段；(4)最后將擠出機內的原料造粒制成成品。在上述第(2)步驟中，采用的設備是油加熱高混與冷混一體機，溫度在70～90℃時加入淀粉和改性輔料，并高速混合，至80～110℃再加入聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物并高速混合，繼續加熱至100～120℃時分2～5次將植物糖、增塑劑、降解控制劑和幾丁質幾丁聚糖加入；進行聚合反應共混共聚改性，溫度為130～160℃，時間為25～30分鐘；最后放料至冷混中混合，并降溫至70～90℃。上述淀粉為天然高分子淀粉，它為玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉或水稻淀粉。上述植物糖為木糖、麥芽糖或淀粉糖。上述改性輔料為聚乙烯醇。上述增塑劑為色拉油。上述的材料可以由正壓成型機、負壓成型機(包括雙倍、雙面加熱正、負壓成型機)、注塑機制成各種一次性食品包裝物、工業包裝物、藥用包裝物、日用品包裝物。
具體實施例方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是，淀粉基降解環保材料由以下重量百分比的成份組成淀粉55～69.3、改性輔料15～20、植物糖9～12.5、增塑劑4～6、降解控制劑0.2～0.7、聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物2～5、幾丁質幾丁聚糖0.5～0.8。其工藝過程和所采用的原料與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
三本實施方式與具體實施方式
一、二不同的是，在其制造方法的第(3)步驟結束后，將從積木式平行雙螺桿擠出機中出來的原料經增壓裝置，在120～190℃下制成板材，所用增壓裝置為熔體泵。上述過程使原料不經造粒直接制成板材，進一步簡化工藝，降低了成本。
具體實施例方式
四本實施方式與具體實施方式
一、二、三不同的是，所用擠出機中螺桿的長度與直徑的比為(50～56)∶1。其它組成、制造方法與具體實施方式
一、二、三相同。
權利要求
1.淀粉基降解環保材料，其特征在于它由以下重量百分比的成份組成淀粉51～80、改性輔料10～20、植物糖6～12.5、增塑劑1.3～6、降解控制劑0.2～1、聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物2～8.5、幾丁質幾丁聚糖0.5～1。
2.根據權利要求1所述的淀粉基降解環保材料，其特征在于它由以下重量百分比的成份組成淀粉61.5～76、改性輔料10～15、植物糖6～9、增塑劑1.5～4、降解控制劑0.7～1、聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物5～8.5、幾丁質幾丁聚糖0.8～1。
3.根據權利要求1所述的淀粉基降解環保材料，其特征在于由以下重量百分比的成份組成淀粉55～69.3、改性輔料15～20、植物糖9～12.5、增塑劑4～6、降解控制劑0.2～0.7、聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物2～5、幾丁質幾丁聚糖0.5～0.8。
4.根據權利要求1、2或3所述的淀粉基降解環保材料，其特征在于上述淀粉為天然高分子淀粉，它為玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉或水稻淀粉。
5.根據權利要求1、2或3所述的淀粉基降解環保材料，其特征在于上述植物糖為木糖、麥芽糖或淀粉糖。
6.根據權利要求1、2或3所述的淀粉基降解環保材料，其特征在于上述改性輔料為聚乙烯醇。
7.根據權利要求1、2或3所述的淀粉基降解環保材料，其特征在于上述增塑劑為色拉油。
8.淀粉基降解環保材料的制造方法，其特征在于它是按如下步驟進行的(1)按重量百分比稱取各原料淀粉51～80、改性輔料10～20、植物糖6～12.5、增塑劑1.3～6、降解控制劑0.2～1、聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物2～8.5、幾丁質幾丁聚糖0.5～1；(2)將上述原料進行聚合反應共混共聚改性；(3)然后將原料放入積木式平行雙螺桿擠出機中進行三級混煉，擠出機中螺桿的長度與直徑的比為(44～56)∶1，在螺桿上分布有三個混煉段。
9.根據權利要求8所述的淀粉基降解環保材料的制造方法，其特征在于在上述第(2)步驟中，采用的設備是油加熱高混與冷混一體機，溫度在70～90℃時加入淀粉和改性輔料，并高速混合，至80～110℃再加入聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物并高速混合，繼續加熱至100～120℃時分2～5次將植物糖、增塑劑、降解控制劑和幾丁質幾丁聚糖加入；進行聚合反應共混共聚改性，溫度為130～160℃，時間為25～30分鐘；最后放料至冷混中混合，并降溫至70～90℃。
10.根據權利要求8所述的淀粉基降解環保材料的制造方法，其特征在于在其制造方法的第(3)步驟結束后，將從積木式平行雙螺桿擠出機中出來的原料經增壓裝置，在120～190℃下制成板材，所用增壓裝置為熔體泵。
全文摘要
淀粉基降解環保材料及制造方法,它涉及一種用于制造一次性餐具和一次性包裝物的可快速降解的原材料,以及該原材料的制造方法。它由以下重量百分比的成分組成:淀粉51～80、改性輔料10～20、植物糖6～12.5、增塑劑1.3～6、降解控制劑0.2～1、聚己內酯與聚羥基丁酸脂共聚物2～8.5、幾丁質幾丁聚糖0.5～1。其制造方法是:(1)稱取原料;(2)進行聚合反應共混共聚改性;(3)用積木式平行雙螺桿擠出機進行三級混煉。該材料解決了已有的降解材料存在的機械強度差,可塑性差的問題。該方法具有工藝線路短、成本低的優點。該材料適合制成各種一次性餐盒和包裝物等。
文檔編號C08J5/00GK1388159SQ0213254
公開日2003年1月1日 申請日期2002年7月3日 優先權日2002年7月3日
發明者季國良 申請人:季國良