一種可生物降解材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可生物降解材料及其制備方法，是以玉米纖維和塑膠材料為主要原料，經(jīng)造粒、脫水冷卻、干燥制得可生物降解顆粒；或再經(jīng)密煉、開煉、油壓發(fā)泡制得可生物降解發(fā)泡材料。該可生物降解材料由可生物降解的玉米纖維為主要原料，改變了傳統(tǒng)塑料材料對石油的依賴，可改善塑料和橡膠材料在燃燒過程中易產(chǎn)生有毒、難聞氣味的問題，同時，該可生物降解材料具有良好的抗靜電、止滑及親膚性能，降解后對植物和土壤均無不利的影響，可取代EVA、PVC、橡膠及其他材料用于制成鞋類、地墊、玩具、箱包及各種塑料產(chǎn)品，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種可生物降解材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可生物降解材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)塑料因其質(zhì)輕價廉、耐油防水等優(yōu)點，占據(jù)了日常塑料消費的主要市場份額。 然而，廢棄的塑料材料在自然條件下不可降解，造成了嚴重的環(huán)境污染，此外，傳統(tǒng)塑料材 料以不可再生的石化資源為原料，而石化資源的大量消耗又造成了全球能源危機。因此，為 解決環(huán)境污染及資源短缺的嚴重問題，研究開發(fā)可降解的新材料成為20世紀70年代以來 的重要課題。
[0003] 纖維素作為地球上含量最大的天然高分子，其來源豐富，是一種具有巨大發(fā)展?jié)?力的化工原料。其中，玉米纖維是以玉米等淀粉為原料，經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化成乳酸再聚合制成的合 成纖維，其生產(chǎn)完全不使用石油等化工原料，且以其制得的產(chǎn)品在廢棄后可被自然界中的 微生物分解為水、二氧化碳及無機小分子，不會造成環(huán)境污染；此外，玉米纖維輕柔、透氣， 加工的產(chǎn)品具有良好的親膚性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種可生物降解材料及其制備方法，是以玉米纖維為主要 原料制成一種可生物降解顆?；蛞环N可生物降解發(fā)泡材料，其具有良好的抗靜電、止滑及 親膚性能，且其降解后對環(huán)境無害。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種可生物降解材料是以玉米纖維和塑膠材料為主要原料，經(jīng)造粒、脫水冷卻、干燥制 得可生物降解顆粒；或再經(jīng)密煉、開煉、油壓發(fā)泡制得可生物降解發(fā)泡材料。
[0006] 所述主要原料的重量百分數(shù)為：玉米纖維6(T70%，塑膠材料3(T40%，兩者的重量 百分數(shù)之和為100% ; 所述塑膠材料包括彈性體、聚丙烯（PP)。
[0007] 所述可生物降解顆粒的制備方法包括以下步驟： 1) 造粒：將玉米纖維和塑膠材料經(jīng)高速混合機混勻后，利用雙螺桿造粒機進行造粒； 2) 脫水冷卻：將造好的顆粒脫水、甩干、風(fēng)冷后放入攪拌桶中攪拌30分鐘混勻； 3) 干燥：將冷卻后的顆粒于10(n20°C烘烤30~40分鐘制得所述可生物降解顆粒。
[0008] 步驟1)雙螺桿造粒機的前5段溫度設(shè)定為140°C，后5段溫度設(shè)定為120°C。
[0009] 所得可生物降解顆粒經(jīng)常規(guī)射出注塑工藝進一步加工，可制成各種可生物降解塑 料制品 所述可生物降解發(fā)泡材料的制備方法包括以下步驟： 1) 造粒：將玉米纖維和塑膠材料經(jīng)高速混合機混勻后，利用雙螺桿造粒機進行造粒； 2) 脫水冷卻：將造好的顆粒脫水、甩干、風(fēng)冷后放入攪拌桶中攪拌30分鐘混勻； 3) 干燥：將冷卻后的顆粒于10(Tl20°C烘烤30~40分鐘； 4) 密煉：將干燥后的顆粒投入密煉機中，加入玉米纖維重量1. 8-2. 2%的助劑混煉 1(T12分鐘，混煉時于不同溫度下打開機蓋進行翻料，全過程共翻料6次，使物料更均勻地 混合，以使物料性能發(fā)揮到最佳效果； 5) 開煉：將18寸開煉機的溫度設(shè)定為110°C，打薄2次，使其厚度為0. 5 _，然后放入 16寸開煉機進行出片，出片規(guī)格為900X380X1. 5m/m; 6) 油壓發(fā)泡：將制好的片料油壓機進行硫化發(fā)泡，發(fā)泡結(jié)束后自然冷卻，制得所述可生 物降解發(fā)泡材料。
[0010] 步驟4)中密煉機的溫度設(shè)定為110°C;由于混煉時物料溫度不斷上升，需于不同溫 度下打開機蓋進行翻料，以使物料通氣，其翻料步驟為：第6分鐘100°C下第一次翻料，第7 分鐘105°C下第二次翻料，第8分鐘1KTC下第三次翻料，第8. 5分鐘112°C下第四次翻料， 第9分鐘115°C下第五次翻料，第9. 5分鐘118°C下第六次翻料；最后于120°C下出料。
[0011] 步驟6)中油壓機的溫度設(shè)定為16(Tl70°C;發(fā)泡時間為16~20分鐘. 所得可生物降解材料可依據(jù)客人要求制成不同規(guī)格的板片，再經(jīng)進一步加工制備成鞋 類、地墊、玩具、箱包。
[0012] 本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于： (1)本發(fā)明采用可生物降解的玉米纖維為主要原料，改變了傳統(tǒng)塑料材料對石油的依 賴，可減少生產(chǎn)過程中能源的消耗，減少溫室氣體的排放，并且可改善塑料和橡膠材料在燃 燒過程中易產(chǎn)生有毒、難聞氣味的問題。
[0013] (2)將本發(fā)明所制得的可生物降解材料掩埋于潮濕并具有微生物的土壤中，30天 后產(chǎn)生霉菌，6個月后可降解100%，且無有害物質(zhì)釋放，對植物和土壤均無不利的影響，其 降解后還可堆肥再循環(huán)使用。
[0014] (3)本發(fā)明所制得的可生物降解材料的表面阻抗為1.21X107Q，表明具有較好的 抗靜電功能，可用于電子行業(yè)所需的抗靜電鞋及其它產(chǎn)品的制備。其磨擦系數(shù)試驗結(jié)果為： 干式動態(tài)0. 75,靜態(tài)0. 78 ;濕式動態(tài)0. 88,靜態(tài)0. 91，已接近橡膠的止滑效果，且玉米纖維 為碳水化合物的聚合物，可使制成的可生物降解材料具有良好的親膚性能，非常適用于制 備鞋類、地墊、玩具等各種可生物降解制品。
[0015] (4)本發(fā)明所制得的可生物降解材料可取代EVA、PVC、三聚氰胺、橡膠及其他材料， 具有良好的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明可生物降解發(fā)泡材料的結(jié)果圖，其中圖A為降解前，圖B為降解30 天后。

【具體實施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明所述的 技術(shù)方案做進一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0018] 所用玉米纖維購自于臺灣宇輝生物科技股份有限公司。
[0019] 實施例1 一種可生物降解材料的制備方法包括以下步驟： 1) 造粒：將21kg玉米纖維和9kgPP經(jīng)高速混合機混勻后，利用雙螺桿造粒機進行 造粒；雙螺桿造粒機的前5段溫度設(shè)定為140°C，后5段溫度設(shè)定為120°C; 2) 脫水冷卻：將造好的顆粒脫水、甩干、風(fēng)冷后放入攪拌桶中攪拌30分鐘混勻； 3) 干燥：將冷卻后的顆粒于110°C烘烤35分鐘，得到可生物降解顆粒； 4) 注塑：將所得可生物降解顆粒經(jīng)常規(guī)射出注塑工藝加工，制成可生物降解塑料盒。
[0020] 實施例2 一種可生物降解材料的制備方法包括以下步驟： 1) 造粒：將18kg玉米纖維和12kg彈性體經(jīng)高速混合機混勻后，利用雙螺桿造粒機 進行造粒，雙螺桿造粒機的前5段溫度設(shè)定為140°C，后5段溫度設(shè)定為120°C; 2) 脫水冷卻：將造好的顆粒脫水、甩干、風(fēng)冷后放入攪拌桶中攪拌30分鐘混勻； 3) 干燥：將冷卻后的顆粒于100°C烘烤40分鐘； 4) ?煉：將常煉機的溫度設(shè)定為110C，然后將干媒后的顆粒投入常煉機中，加入0. 32 kg助劑混煉10分鐘，混煉時于不同溫度下打開機蓋進行翻料，全過程共翻料6次，其過程如 下：

【權(quán)利要求】
1. 一種可生物降解材料，其特征在于：以玉米纖維和塑膠材料為主要原料，經(jīng)造粒、脫 水冷卻、干燥制得可生物降解顆粒；或再經(jīng)密煉、開煉、油壓發(fā)泡制得可生物降解發(fā)泡材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述可生物降解材料，其特征在于：所述主要原料的重量百分數(shù)為： 玉米纖維60?70%，塑膠材料3(T40%，兩者的重量百分數(shù)之和為100% ; 所述塑膠材料包括彈性體、聚丙烯。
3. -種如權(quán)利要求1所述可生物降解顆粒的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 造粒：將玉米纖維和塑膠材料混勻后，利用雙螺桿造粒機進行造粒； 2) 脫水冷卻：將造好的顆粒脫水、甩干、風(fēng)冷后攪拌30分鐘混勻； 3) 干燥：將冷卻后的顆粒于10(n20°C烘烤30~40分鐘制得所述可生物降解顆粒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述可生物降解顆粒的制備方法，其特征在于：步驟1)雙螺桿造粒 機的前5段溫度設(shè)定為140°C，后5段溫度設(shè)定為120°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述可生物降解顆粒的制備方法，其特征在于：所得可生物降解顆 粒經(jīng)常規(guī)射出注塑工藝進一步加工，能制成各種可生物降解塑料制品。
6. -種如權(quán)利要求1所述可生物降解發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于：包括以下步 驟： 1) 造粒：將玉米纖維和塑膠材料混勻后，利用雙螺桿造粒機進行造粒； 2) 脫水冷卻：將造好的顆粒脫水、甩干、風(fēng)冷后攪拌30分鐘混勻； 3) 干燥：將冷卻后的顆粒于10(Tl20°C烘烤30~40分鐘； 4) 密煉：將干燥后的顆粒投入密煉機中，加入玉米纖維重量1. 8-2. 2%的助劑混煉 1(T12分鐘，混煉時于不同溫度下打開機蓋進行翻料，全過程共翻料6次； 5) 開煉：將18寸開煉機的溫度設(shè)定為110°C，打薄2次，使其厚度為0. 5 _，然后放入 16寸開煉機進行出片，出片規(guī)格為900X380X 1. 5 m/m ; 6) 油壓發(fā)泡：將制好的片料放入油壓機進行硫化發(fā)泡，發(fā)泡結(jié)束后自然冷卻，制得所述 可生物降解發(fā)泡材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述可生物降解發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于：步驟4)所述翻 料的步驟為：l〇〇°C下第一次翻料，105°C下第二次翻料，110°C下第三次翻料，112°C下第四 次翻料；115°C下第五次翻料，118°C下第六次翻料；最后于120°C下出料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述可生物降解發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于：步驟6)中油壓 機的溫度設(shè)定為16(Tl70°C ;發(fā)泡時間為16~20分鐘。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述可生物降解發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于：所得可生物降 解發(fā)泡材料經(jīng)進一步加工制備成鞋類、地墊、玩具、箱包。
【文檔編號】C08L67/04GK104448743SQ201410713006
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】何裕金, 薛明樑, 何承榆 申請人:福州友星生物科技有限公司