一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，屬于塑料領域，尤其涉及一種可降解改性聚乙烯塑料的制備方法。主要是通過在高壓條件下，利用改性淀粉與EVA、羥丙基纖維素、普魯蘭多糖來制備改性聚乙烯，再將其添加至聚乙烯醇、淀粉、過氧化二異丙苯，硅烷偶聯劑和十八烷酰胺的混合物中，在雙螺桿擠出機中高溫條件下混煉制備可降解改性聚乙烯塑料。本發明制備的聚乙烯塑料產品具有極好的透明度和光澤度，不吸塵、不帶靜電、印刷適應性好，較高的拉伸強度和伸長率，良好的耐磨性，極好的氣體阻隔性、保香性以及優異的耐水性和可降解性，特別適合包裝材料的應用。
【專利說明】
一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種包裝材料及其制備方法，特別是涉及一種包裝用可降解改性聚乙 烯塑料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在包裝行業中，高分子材料制備得到的薄膜材料應用非常廣泛，在包裝袋、包裝盒 中都有非常多的使用。薄膜材料的種類也非常多，不同材料制備得到的復合薄膜材料也具 有不同的功能和不同的性狀。
[0003] 聚乙烯由于質輕、無毒，具有優異的介電性能、化學穩定性和抗腐蝕等優點，且價 格低廉，成型加工容易，可廣泛應用于應用于包裝行業。隨著科學技術的不斷發展，對于聚 乙烯材料的性能提出了更高的要求，希望其具有更加優良的力學性能和耐熱耐老化性能。 因此，對于聚乙烯的改性時目前研究的熱點。CN 103881187 A公開了一種納米碳纖維改性 聚乙烯材料，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯50%-70%、納米碳纖維3%-15%、填料15%-40%、相容劑2%-5%、分散劑0.1%-2%、偶聯劑0.1%-1%、抗氧劑0.1%-1%、其它添加劑0.1%-1%。 該發明制的納米碳纖維改性聚乙烯材料，具有高強度、高彈性、高剛度和顯著提高抗靜電能 力。CN 1817954 A公開了一種聚烯烴/層狀硅酸鹽納米復合材料及其制備方法，其復合材料 的制備工藝步驟為:在反應器中通入氮氣，然后將聚烯烴、未改性層狀硅酸鹽、第一單體、第 二單體、第三單體、引發劑，浸泡溶脹，經攪拌后將產物真空狀態下干燥得到改性母料，將母 料、聚烯烴混合均勻，混煉得到聚烯烴/層狀硅酸鹽納米復合材料。然而該材料的力學性能 并不是很好，此外其耐熱耐老化性能一般。
[0004] 然而，隨著社會經濟的發展以及科學技術的進步，人們環境保護的意識越來越高， 塑料廢棄物所造成的白色污染問題也越來越受到重視，因此，具有生物降解能力的材料成 為時代發展的需要。但現有的塑料雖然在暴露的環境中可很好地降解為碎片，但城市的垃 圾趨向于填埋法，這些降解成的垃圾碎片被埋在垃圾或土壤里，則降解效果不明顯。

【發明內容】

[0005] 本發明所要解決的技術問題是獲得一種包裝用易降解、堅固耐用、性能穩定、耐熱 耐水性好的可降解改性聚乙烯塑料及其制備方法。
[0006] 為解決上述問題，本發明采用的技術方案為： 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備：按重量份計，稱取聚乙烯30-50份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚 物）6-10份、羥丙基纖維素8-12份、戊二醛2-5份、普魯蘭多糖3-6份和改姓淀粉10-15 份加入到體積分數為15-25%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為35-45份;在溫度為60°C-80°C，pH為8.0-9.0的條件下攪拌均勻制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應釜中，在1.2_ 2. 5MPa，110-150 °C條件下反應60-90分鐘，反應結束后即可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計，稱取改性聚乙烯50-70份，聚乙烯醇 15-25份、淀粉15-25份、過氧化二異丙苯5-8份，硅烷偶聯劑4-6份，十八烷酰胺3-7份和 乙二醇25-35份，采用塑料高速攪拌機，在轉速600r/min-800r/min，溫度15-30°C的條件下 攪拌10-20分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機中混煉，所述雙螺桿擠出機螺桿 區域的預熱溫度為200_300°C，螺桿轉速為250-400r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0007] 作為優選，所述步驟（1)中，按重量份計，稱取聚乙烯35-45份、EVA(乙烯-醋酸乙 烯共聚物）7-9份、羥丙基纖維素9-11份、戊二醛3-4份、普魯蘭多糖4-5份和改姓淀粉 12-14份加入到體積分數為18-22%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為38-42份;在溫度為 65°C_75°C，pH為8.2-8.6的條件下攪拌均勻制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應釜中， 在1.5-2.0 MPa，120-140 °C條件下反應70-80分鐘，反應結束后即可制得改性聚乙烯。
[0008] 所述步驟(2)中，按重量份計，稱取改性聚乙烯55-65份，聚乙烯醇18-22份、淀粉 18-22份、過氧化二異丙苯6-8份，硅烷偶聯劑4-6份，十八烷酰胺4-6份和乙二醇28-32 份，采用塑料高速攪拌機，在轉速650r/min-750r/min，溫度18-25 °C的條件下攪拌12-18分 鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機中混煉，所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫 度為220-260°C，螺桿轉速為280-360r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0009] 所述改性淀粉的制備方法為：將淀粉60-85重量份、丙三醇15-25重量份和水5-10 重量份加入高速混合機進行充分混合、濕潤，進行10-30分鐘改性即得。
[0010]所述硅烷偶聯劑為γ -縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷。
[0011]本發明制備的聚乙烯塑料作為包裝材料具備以下有益效果： (1)極好的透明度和光澤度，不吸塵、不帶靜電、印刷適應性好，較高的拉伸強度和伸長 率，良好的耐磨性，極好的氣體阻隔性和保香性。
[0012] (2)采用改性淀粉、EVA、羥丙基纖維素、普魯蘭多糖協同作用對聚乙烯進行改性， 極大提高了聚乙烯的可降解性能，使得獲得的聚乙烯塑料能夠很好的降解，環保性好。
[0013] (3)采用聚乙烯醇、淀粉、過氧化二異丙苯，硅烷偶聯劑和十八烷酰胺對聚乙烯進 行作用，使得制備的聚乙烯塑料的性能極其穩定，耐熱耐水性能耗，拉伸強度優異。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合實施例對本發明的技術方案做進一步的闡述： 實施例1 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備:按重量份計，稱取聚乙烯40份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）8 份、羥丙基纖維素10份、戊二醛4份、普魯蘭多糖4份和改姓淀粉12份加入到體積分數為 20%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為40份;在溫度為70°C，pH為8.5的條件下攪拌均勻 制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應釜中，在2. OMPa，120 °C條件下反應80分鐘，反應結束 后即可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計，稱取改性聚乙烯60份、聚乙烯醇20 份、淀粉20份、過氧化二異丙苯6份，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷5份，十八烷酰 胺4份和乙二醇30份，采用塑料高速攪拌機，在轉速700r/min，溫度25°C的條件下攪拌15 分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機中混煉，所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱 溫度為250 °C，螺桿轉速為300r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0015] 實施例2 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備:按重量份計，稱取聚乙烯30份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）6 份、羥丙基纖維素8份、戊二醛2份、普魯蘭多糖3份和改姓淀粉10份加入到體積分數為 15%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為35份;在溫度為60°C，pH為8.0的條件下攪拌均勻 制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應釜中，在1.2MPa，110 °C條件下反應60分鐘，反應結束 后即可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計，稱取改性聚乙烯50份、聚乙烯醇15 份、淀粉15份、過氧化二異丙苯5份，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷4份，十八烷酰 胺3份和乙二醇25份，采用塑料高速攪拌機，在轉速600r/min，溫度15°C的條件下攪拌10 分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機中混煉，所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱 溫度為200 °C，螺桿轉速為250r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0016] 實施例3 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備：按重量份計，稱取聚乙烯50份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物） 10份、羥丙基纖維素12份、戊二醛5份、普魯蘭多糖6份和改姓淀粉15份加入到體積分數 為25%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為45份;在溫度為80°C，pH為9.0的條件下攪拌均 勻制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應釜中，在2. 5MPa，150 °C條件下反應90分鐘，反應 結束后即可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計，稱取改性聚乙烯70份、聚乙烯醇25 份、淀粉25份、過氧化二異丙苯8份，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷6份，十八烷酰胺7 份和乙二醇35份，采用塑料高速攪拌機，在轉速800r/min，溫度30°C的條件下攪拌20分鐘， 使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機中混煉，所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫度 為300 °C，螺桿轉速為400r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0017] 實施例4 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備:按重量份計，稱取聚乙烯35份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）7 份、羥丙基纖維素9份、戊二醛3份、普魯蘭多糖4份和改姓淀粉12份加入到體積分數為18% 的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為38份;在溫度為67°C，pH為8.3的條件下攪拌均勻制得 糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應釜中，在1.8MPa，120°C條件下反應70分鐘，反應結束后即 可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計，稱取改性聚乙烯55份、聚乙烯醇18 份、淀粉19份、過氧化二異丙苯6份，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷5份，十八烷酰 胺4份和乙二醇28份，采用塑料高速攪拌機，在轉速680r/min，溫度20°C的條件下攪拌13 分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機中混煉，所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱 溫度為230 °C，螺桿轉速為300r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0018] 實施例5 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，包括以下步驟： (1)改性聚乙烯的制備:按重量份計，稱取聚乙烯45份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）9 份、羥丙基纖維素10份、戊二醛4份、普魯蘭多糖5份和改姓淀粉14份加入到體積分數為 18%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為40份;在溫度為75°C，pH為8.8的條件下攪拌均勻 制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應釜中，在2.OMPa，140°C條件下反應80分鐘，反應結束 后即可制得改性聚乙烯； (2)可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計，稱取改性聚乙烯65份、聚乙烯醇22 份、淀粉22份、過氧化二異丙苯7份，γ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷5份，十八烷酰胺 6份和乙二醇32份，采用塑料高速攪拌機，在轉速740r/min，溫度25°C的條件下攪拌18分 鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機中混煉，所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫 度為280 °C，螺桿轉速為360r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。
[0019]將上述實施例1-5制備得到的可降解改性聚乙烯塑料進行檢測，檢測溫度為80 °C， 其中，降解率的檢測是采用堆肥法，彎曲強度的測試標準為GB9341，拉伸強度的測試標準為 GB11040，熱變形溫度的測試標準為GB1634。具體結果如表1所示：
由表1可以看出，本發明制備的可降解改性聚乙烯塑料的拉伸強度可高達192-214MPa， 彎曲強度高達210_220MPa，具有良好的機械性能，并且其熱變形溫度高達183-205°C，具有 優良的耐熱性能，另外，其耐水性和可降解性能也十分優異。
[0020]以上對本發明創造實施所提供的一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料及其制備方 法進行了詳細的介紹，對于本領域的一般技術人員，依據本發明創造實施例的思想，在具體 實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明創 造的限制。
【主權項】
1. 一種包裝用可降解改性聚乙烯塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 改性聚乙烯的制備：按重量份計，稱取聚乙烯30-50份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚 物）6-10份、羥丙基纖維素8-12份、戊二醛2-5份、普魯蘭多糖3-6份和改姓淀粉10-15 份加入到體積分數為15-25%的甘油水溶液中，其中甘油水溶液為35-45份;在溫度為60°C-80°C，pH為8.0-9.0的條件下攪拌均勻制得糊狀，將糊狀混合物加入高壓反應釜中，在1.2_ 2. 5MPa，110-150 °C條件下反應60-90分鐘，反應結束后即可制得改性聚乙烯； (2) 可降解改性聚乙烯塑料的制備：按重量份計，稱取改性聚乙烯50-70份、聚乙烯醇 15-25份、淀粉15-25份、過氧化二異丙苯5-8份、硅烷偶聯劑4-6份、十八烷酰胺3-7份和 乙二醇25-35份，采用塑料高速攪拌機，在轉速600r/min-800r/min，溫度15-30°C的條件下 攪拌10-20分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機中混煉，所述雙螺桿擠出機螺桿 區域的預熱溫度為200_300°C，螺桿轉速為250-400r/min，得到可降解改性聚乙烯塑料。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)中，按重量份計，稱取聚乙烯 35-45份、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物）7-9份、羥丙基纖維素9-11份、戊二醛3-4份、普魯 蘭多糖4-5份和改姓淀粉12-14份加入到體積分數為18-22%的甘油水溶液中，其中甘油水 溶液為38-42份;在溫度為65°C-75°C，pH為8.2-8.6的條件下攪拌均勻制得糊狀，將糊狀混 合物加入高壓反應釜中，在1.5-2.0 1〇^，120-140°(：條件下反應70-80分鐘，反應結束后即 可制得改性聚乙烯。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，按重量份計，稱取改性聚 乙烯55-65份、聚乙烯醇18-22份、淀粉18-22份、過氧化二異丙苯6-8份、硅烷偶聯劑4-6份、十八烷酰胺4-6份和乙二醇28-32份，采用塑料高速攪拌機，在轉速650r/min-750r/ min，溫度18-25°C的條件下攪拌12-18分鐘，使其充分混合均勻，之后在雙螺桿擠出機中混 煉，所述雙螺桿擠出機螺桿區域的預熱溫度為220-260°C，螺桿轉速為280-360r/min，得到 可降解改性聚乙烯塑料。4. 根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述改性淀粉的制備方法為:將 淀粉60-85重量份、丙三醇15-25重量份和水5-10重量份加入高速混合機進行充分混合、濕 潤，進行10-30分鐘改性即得。5. 根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為γ-縮水甘油 氧丙基三甲氧基硅氧烷。6. -種權利要求1-5任一項所述方法制備得到的包裝用可降解改性聚乙烯塑料。
【文檔編號】C08L1/28GK105968500SQ201610404494
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】黨令軍, 白林濤, 任彥平
【申請人】湖北華源包裝有限公司