一種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成：聚乳酸80?85、玉米淀粉20?25、甘油12?14、環(huán)氧氯丙烷1.6?2、1mol/L的氫氧化鈉溶液適量、1mol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25?30、硅烷偶聯(lián)劑kh?550 0.8?1、蔗渣纖維4?5、瓜爾豆膠2?3、2，6?二叔丁基?4?甲基苯酚1?1.5、廢舊皮革粉2?3；本發(fā)明制成的產(chǎn)品，綜合性能高，具有良好的韌性以及力學(xué)性能，在自然條件下容易降解，而且降解速度快，安全環(huán)保，工藝創(chuàng)新且便于工業(yè)化控制，提高了產(chǎn)品的使用安全系數(shù)，可以用作食品包裝袋、保鮮膜等。
【專利說明】
一種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及塑料薄膜技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜及其制備方法。【背景技術(shù)】
[0002]為了減少石油基塑料材料的使用，保護(hù)環(huán)境，緩解當(dāng)下日益嚴(yán)峻的石油資源短缺的問題，開發(fā)和利用生物基可降解的環(huán)保型塑料材料成了包裝材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。
[0003]聚乳酸材料是目前應(yīng)用最為廣泛的可降解塑料材料之一，作為包裝薄膜材料，PLA 具有很好的透明度、機(jī)械性能和生物相容性，高強(qiáng)度、熱塑性、疏水性、成型加工容易、可完全降解，降解產(chǎn)物對人體無毒無害，來源于可再生資源，易于回收利用等優(yōu)點(diǎn)，但是聚乳酸價(jià)格昂貴、高脆性、低韌性的缺陷影響了其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。聚乳酸作為單一單體合成的可降解材料在機(jī)械性能，加工性能以及其他功能特性上不能達(dá)到社會對材料性能的廣泛要求，所以我們要對生物可降解材料采取一些方法進(jìn)行改性，對其不足的性能進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，從而使環(huán)境友好型的生物可降解材料適用范圍更加廣泛。
[0004]近期天然纖維的研究也廣受關(guān)注，與碳纖維、玻璃纖維相比，天然纖維(如木纖維、 麻纖維、竹纖維等)由于具有價(jià)格低，可再生，可降解等一系列優(yōu)點(diǎn)而在增強(qiáng)復(fù)合材料中得到廣泛應(yīng)用，而且天然纖維與生物可降解材料的復(fù)合既可以增強(qiáng)生物可降解材料的力學(xué)性能又保證了復(fù)合材料的可再生可降解性能。其中麻纖維由于纖維素含量高、強(qiáng)度高，因此可作為良好的增強(qiáng)組分制備復(fù)合材料。在麻纖維中，漢麻纖維有較高的比強(qiáng)度和比模量等力學(xué)性能，同時(shí)我國的漢麻產(chǎn)量居世界之首，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
[0005]本發(fā)明擬將漢麻-淀粉-聚乳酸共混制成可降解塑料薄膜，綜合了聚乳酸的高性能，淀粉的低成本，漢麻的韌性高等優(yōu)點(diǎn)，不但能夠部分替代傳統(tǒng)石油基塑料，更解決了單純聚乳酸存在的缺陷，是一種極具開發(fā)前景的新型可降解塑料產(chǎn)品。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜及其制備方法。本發(fā)明首先利用硅烷偶聯(lián)劑kh-550對漢麻纖維進(jìn)行預(yù)處理，從而改善界面接觸效果以及相容性，能夠提高材料的機(jī)械性能;再通過一系列的工藝對玉米淀粉進(jìn)行改性后添加到整體產(chǎn)品中，解決了與聚乳酸形容性不好的問題;在聚乳酸密煉過程中協(xié)同添加蔗渣纖維與廢舊皮革粉，進(jìn)一步提高復(fù)合材料的強(qiáng)度以及韌性，同時(shí)可大大降低產(chǎn)品的整體成本，有助于完全生物降解塑料的推廣和應(yīng)用。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實(shí)施:一種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜，由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸80-85、玉米淀粉20-25、甘油12-14、環(huán)氧氯丙烷1.6-2、lmol/L的氫氧化鈉溶液適量、 lmol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25-30、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 0.8-1、蔗渣纖維4-5、 瓜爾豆膠2-3、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚1-1.5、廢舊皮革粉2-3;本發(fā)明所述一種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜，由以下具體步驟制成:(1)將漢麻纖維放入倍量的lmol/L的氫氧化鈉溶液中，常壓下，加熱至100°C，蒸煮2.5-3小時(shí)，冷去后取出用lmo 1 /L的鹽酸洗至中性，放入烘箱中烘干后放入粉碎機(jī)中粉碎成200 目粉末待用；將硅烷偶聯(lián)劑kh-550溶于蒸餾水中，形成濃度為1%的硅烷偶聯(lián)劑kh-550水溶液，將粉碎成200目的漢麻纖維浸泡其中，加熱至40-50°C，浸泡40-60分鐘后過濾出沉淀物， 然后讓入烘箱中，以90-100°C干燥3-4小時(shí)即得表面處理的漢麻纖維粉料；(2)將玉米淀粉溶于3倍量的蒸餾水中，邊攪拌邊滴入lmol/L的氫氧化鈉溶液，直到pH 值為9.5，然后在水浴條件下緩慢滴入環(huán)氧氯丙烷，控制水浴溫度為50°C，攪拌反應(yīng)4-5小時(shí)后，用lmol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值到6.5，靜置30分鐘后棄去上清液，用蒸餾水洗滌，放入烘箱中烘干待用；(3)將步驟(1)得到的表面處理的漢麻纖維粉料與步驟(2)得到的烘干后的玉米淀粉混合后與甘油混合，放入捏合機(jī)中，在100-120°C的條件下捏合30-40分鐘后擠出，然后將擠出的混合物放入球磨機(jī)中球磨6-8小時(shí)，然后放入烘箱中，在130-140°C條件下烘干即得增強(qiáng)母料；(4)將蔗渣纖維、廢舊皮革粉放入烘箱中以80-90 °C的溫度干燥，然后放入粉碎機(jī)中制成200目的粉末，再放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米級混合粉末待用；將瓜爾豆膠溶于2倍量的蒸餾水中，加入納米級混合粉末，放入捏合機(jī)中，控溫120°C，捏合15分鐘，放出冷卻得到混合物料；(5)將聚乳酸與步驟(4)得到的混合物料共同加入密煉機(jī)中，以150°C的溫度塑煉8-10 分鐘，然后加入步驟(3)得到的增強(qiáng)母料以及其余剩余成分，繼續(xù)混煉15-18分鐘后進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明添加甘油與環(huán)氧氯丙烷對玉米淀粉進(jìn)行改性，能夠解決淀粉與聚乳酸形容性不好的問題;在聚乳酸密煉過程中協(xié)同添加蔗渣纖維與廢舊皮革粉，進(jìn)一步同時(shí)提高復(fù)合材料的強(qiáng)度以及韌性，同時(shí)能夠降低產(chǎn)品的整體成本;利用KH550 硅烷偶聯(lián)劑對漢麻纖維進(jìn)行預(yù)處理，從而改善界面接觸效果以及相容性，能夠提高材料的機(jī)械性能。
[0009]本發(fā)明制成的產(chǎn)品，綜合性能高，具有良好的韌性以及力學(xué)性能，在自然條件下容易降解，而且降解速度快，安全環(huán)保，工藝創(chuàng)新且便于工業(yè)化控制，提高了產(chǎn)品的使用安全系數(shù)，可以用作食品包裝袋、保鮮膜等。具體實(shí)施方案
[0010]下面通過具體實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0011]—種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:聚乳酸80、玉米淀粉20、甘油12、環(huán)氧氯丙烷1.6、lmol/L的氫氧化鈉溶液適量、lmol/L 的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 0.8、蔗渣纖維4、瓜爾豆膠2、2， 6-二叔丁基-4-甲基苯酚1、廢舊皮革粉2;本發(fā)明所述一種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜，由以下具體步驟制成:(1)將漢麻纖維放入倍量的lmol/L的氫氧化鈉溶液中，常壓下，加熱至100°C，蒸煮2.5 小時(shí)，冷去后取出用lmo 1/L的鹽酸洗至中性，放入烘箱中烘干后放入粉碎機(jī)中粉碎成200目粉末待用;將硅烷偶聯(lián)劑kh-550溶于蒸餾水中，形成濃度為1%的硅烷偶聯(lián)劑kh-550水溶液， 將粉碎成200目的漢麻纖維浸泡其中，加熱至40-50°C，浸泡40分鐘后過濾出沉淀物，然后讓入烘箱中，以90_100°C干燥3小時(shí)即得表面處理的漢麻纖維粉料；(2)將玉米淀粉溶于3倍量的蒸餾水中，邊攪拌邊滴入lmol/L的氫氧化鈉溶液，直到pH 值為9.5,然后在水浴條件下緩慢滴入環(huán)氧氯丙烷，控制水浴溫度為50°C，攪拌反應(yīng)4小時(shí)后，用lmol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值到6.5，靜置30分鐘后棄去上清液，用蒸餾水洗滌，放入烘箱中烘干待用；(3)將步驟(1)得到的表面處理的漢麻纖維粉料與步驟(2)得到的烘干后的玉米淀粉混合后與甘油混合，放入捏合機(jī)中，在100-120°C的條件下捏合30分鐘后擠出，然后將擠出的混合物放入球磨機(jī)中球磨6小時(shí)，然后放入烘箱中，在130-140°C條件下烘干即得增強(qiáng)母料；(4)將蔗渣纖維、廢舊皮革粉放入烘箱中以80-90 °C的溫度干燥，然后放入粉碎機(jī)中制成200目的粉末，再放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米級混合粉末待用；將瓜爾豆膠溶于2倍量的蒸餾水中，加入納米級混合粉末，放入捏合機(jī)中，控溫120°C，捏合15分鐘，放出冷卻得到混合物料；(5)將聚乳酸與步驟(4)得到的混合物料共同加入密煉機(jī)中，以150°C的溫度塑煉8分鐘，然后加入步驟(3)得到的增強(qiáng)母料以及其余剩余成分，繼續(xù)混煉15分鐘后進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
[0012]將本發(fā)明產(chǎn)品進(jìn)行堆肥實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在81天后的生物分解率>60%。按照GB/T 1040.3-2006進(jìn)行力學(xué)性能測試，橫向拉伸負(fù)荷為4.33N，橫向斷裂伸長率為860.1%;縱向拉伸負(fù)荷為4.15N，縱向斷裂伸長率為659.1%，檢測結(jié)果說明本發(fā)明產(chǎn)品已達(dá)到普通塑料膜的要求，相關(guān)指標(biāo)優(yōu)于國家對生物可降解材料的規(guī)定要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜，其特征在于，由下列重量份的原料 制備制成:聚乳酸80-85、玉米淀粉20-25、甘油12-14、環(huán)氧氯丙烷1.6-2、lmol/L的氫氧化鈉 溶液適量、lmol/L的鹽酸適量、蒸餾水適量、漢麻纖維25-30、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 0.8-1、蔗 渣纖維4-5、瓜爾豆膠2-3、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚1-1.5、廢舊皮革粉2-3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種彩印包裝用綜合性能高的全降解塑料薄膜，其特征在于，由 以下具體步驟制成:(1)將漢麻纖維放入倍量的lmol/L的氫氧化鈉溶液中，常壓下，加熱至100°C，蒸煮2.5-3小時(shí)，冷去后取出用lmo 1 /L的鹽酸洗至中性，放入烘箱中烘干后放入粉碎機(jī)中粉碎成200 目粉末待用；將硅烷偶聯(lián)劑kh-550溶于蒸餾水中，形成濃度為1%的硅烷偶聯(lián)劑kh-550水溶 液，將粉碎成200目的漢麻纖維浸泡其中，加熱至40-50°C，浸泡40-60分鐘后過濾出沉淀物， 然后讓入烘箱中，以90-100°C干燥3-4小時(shí)即得表面處理的漢麻纖維粉料；(2)將玉米淀粉溶于3倍量的蒸餾水中，邊攪拌邊滴入lmol/L的氫氧化鈉溶液，直到pH 值為9.5，然后在水浴條件下緩慢滴入環(huán)氧氯丙烷，控制水浴溫度為50°C，攪拌反應(yīng)4-5小時(shí) 后，用lmol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值到6.5，靜置30分鐘后棄去上清液，用蒸餾水洗滌，放入烘箱中 烘干待用；(3)將步驟(1)得到的表面處理的漢麻纖維粉料與步驟(2)得到的烘干后的玉米淀粉混 合后與甘油混合，放入捏合機(jī)中，在100-120°C的條件下捏合30-40分鐘后擠出，然后將擠出 的混合物放入球磨機(jī)中球磨6-8小時(shí)，然后放入烘箱中，在130-140°C條件下烘干即得增強(qiáng) 母料；(4)將蔗渣纖維、廢舊皮革粉放入烘箱中以80-90 °C的溫度干燥，然后放入粉碎機(jī)中制 成200目的粉末，再放入納米粉碎機(jī)中粉碎成納米級混合粉末待用；將瓜爾豆膠溶于2倍量 的蒸餾水中，加入納米級混合粉末，放入捏合機(jī)中，控溫120°C，捏合15分鐘，放出冷卻得到 混合物料；(5)將聚乳酸與步驟(4)得到的混合物料共同加入密煉機(jī)中，以150°C的溫度塑煉8-10 分鐘，然后加入步驟(3)得到的增強(qiáng)母料以及其余剩余成分，繼續(xù)混煉15-18分鐘后進(jìn)行熱 熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
【文檔編號】C08L67/04GK105968752SQ201610114719
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月1日
【發(fā)明人】李峰, 鄭志龍
【申請人】安徽猛牛彩印包裝有限公司