本发明专利技术涉及一种可生物降解的淀粉树脂组合物，包含：２５－７５％（重量）的淀粉；１０－４５％（重量）的合成树脂；０－１５％（重量）的增混剂；３－５％（重量）的自氧化剂；３－８％（重量）的多元醇；０－１％（重量）的碱性添加剂；０－２％（重量）的表面活性剂；０－２％（重量）的裂解剂；本发明专利技术还涉及制备该组合物的方法及设备。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可生物降解的淀粉树脂组合物，制备该组合物的方法及设备。众所周知，随着塑料工业的迅速发展，塑料制品几乎渗透到社会生活的各个方面。与此同时，塑料垃圾对人类生存的危害也越来越严重。这主要是由于残留在自然界里的塑料废弃物大约需要200年才能分解所致。塑料对环境的污染已引起世界各国政府和科学技术界的广泛关注。在众多消除上述污染的途径里，设法使一类天然产物与合成树脂共混，是行之有效的并且难度极高的方案。这一类共混物，其中天然产物提供了生物降解性，而合成树脂则提供了应用时所需的备种机械性能和加工性能。经常采用的天然产物有淀粉、纤维素及其它多糖和它们的衍生物。合成树脂可以是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚醚、聚丙烯酸酯、特种橡胶等。由于淀粉来源广泛，价格低廉，因此被广泛使用。而淀粉与合成树脂制作淀粉降解树脂组合物的方法又分为三种(a)、用淀粉和亲水性合成树脂如聚乙烯醇，乙烯-乙烯醇共聚物及其它添加剂制得，如WO9102023。这类树脂生物降解性好，但其抗水性不好，产品的性能受环境湿度的影响很大，而且加工性能不好；(b)用有机硅化合物及钛酸酯处理干燥淀粉，使淀粉由亲水性物质变成疏水性物质，然后再与合成树脂共混。这种方法工艺简单，制品的加工设备与合成树脂的加工设备通用。但最终产品的淀粉含量只有6-16％，绝大部分都在10％以下。当淀粉含量高时，产品因机械性能很差而无法使用，而淀粉含量低，降解性能又很差；(c)、采用淀粉，聚乙烯，增混剂(EAA)，增塑剂等，在有外加水的条件下使淀粉糊化，同时使聚乙烯，EAA与之共混，除去多余水后，用流涎法制得淀粉降解树脂。这种方法的特点是淀粉的糊化、共混一次完成，而且使湿淀粉的应用成为可能。如EP 0409789A2。但是这种方法加工的淀粉降解树脂，其中的淀粉含量也不高，当淀粉含量高于12％时，产品机械性能不好，而且制品的加工及使用受湿度的影响很大。当制成膜时，不能得到较薄的膜，而且透明度不好。试验表明，由这种方法得到的膜，厚度在50μ以上，而且在干燥的环境中贮存后很快脆化，延伸率激剧下降，热合性很差。电子显微镜观察发现，淀粉分散在聚乙烯中的粒度在30-50μ之间，分散性不好且极不均匀。淀粉是一种强极性高分子物质，分子内具有多个极性羟基，而聚乙烯树脂则是一种非极性的聚合物，因此改善淀粉与聚乙烯树脂的相容性是制备淀粉降解树脂的关键。另外，这种共混物在加工成制品时，由于淀粉和合成树脂的流变性不同，吹薄时易出现孔洞。现在技术中，主要是采用乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)作为增混剂，但研究表明，在共混手段不好的情况下，EAA与淀粉只是部分相容而且基本属于物理混合。另外，为了使淀粉糊化而外加的水，实际上起到隔离聚乙烯树脂与淀粉的作用，因而影响了淀粉在聚乙烯树脂中的分散。当淀粉中的水份挥发后，淀粉又会重新结晶，因而分散的淀粉颗粒太大。这就影响了膜的厚度、聚集强度，而且限制了淀粉的添加量。在EP专利中，采用先用微生物或酶的作用，使淀粉粒度降低，然后加植物油乳化、包覆、喷雾干燥，可得粒度小的淀粉，因而可提高淀粉添加量。但处理十分繁杂。实际上目前公布的许多技术中，当淀粉添加量高于20％时，淀粉降解树脂的机械性能就很难再与塑料相比较了，因而很难制得有实用价值的薄膜产品。因此，现有技术中，还不能得到成本低、可生物降解性好并且应用性能好的生物降解树脂组合物，特别是淀粉降解树脂组合物。因此，本专利技术的第一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种淀粉含量高、生物降解性好并且应用性能好的可生物降解的淀粉树脂组合物。本专利技术的第二个目的在于提供一种可生物降解的淀粉树脂组合物的制备方法。本专利技术的第三个目的在于提供一种制备可生物降解的淀粉树脂组合物的设备。按照本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种可生物降解的淀粉树脂组合物，包含25-75％(重量)的淀粉；10-45％(重量)的合成树脂；0-15％(重量)的增混剂；3-5％(重量)的自氧化剂；3-8％(重量)的多元醇；0-1％(重量)的碱性添加剂；0-2％(重量)的表面活性剂；0-2％(重量)的裂解剂。按照本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制备可生物降解的淀粉树脂组合物的方法，该方法包括以下步骤(1)将自氧化剂、多元醇、碱性添加剂及表面活性剂混合成均匀的混溶体，并控制其pH值在10-12.5之间。(2)通过计量泵和失重式计量喂料器将步骤(1)得到的混溶体组分、淀粉、合成树脂以及增混剂和裂解剂加入到一螺杆转速为100-600rpm、扭矩为432-4042Nm、由相关螺块组合的双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机中的喂料区、熔融共混区、共混剪切区、共混捏合区、塑化推进区以及增压挤出区中分别被输送、分散、汇合、加热熔融、剪切粉碎、挤压捏合、接枝共混、排挥、增稠、以及增压输出；其中喂料区的温度为90-145℃，熔融共混区的温度为120-165℃，共混剪切区的温度为130-190℃，共混捏合区的温度为120-180℃，塑化推进区的温度为110-170℃，增压挤出区的温度为110-180℃。按照本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种制备可生物降解的淀粉树脂组合物的设备，包括高速混合器、失重式计量喂料器、控制系统、双螺杆挤出机和造粒设备，其中，所述的双螺杆挤出机包括二根以相同方向旋转的螺杆，所述的螺杆由设有多个渐开线齿型的芯轴和多块螺旋块及多块捏合块组成，其特征在于所述的螺杆沿轴向依次形成喂料区、熔融共混区、共混剪切区、共混捏合区、塑化推进区以及增压挤出区，其中所述的喂料区和增压挤出区包括多个螺旋块，所述的熔融共混区、共混剪切区、共混捏合区、塑化推进区包括多个捏合块及少量的螺旋块，所述的每个区中相邻捏合块之间的夹角＞0。所述的螺杆的长径比为44-48∶1。附图的简要说明附图说明图1示意性示出了本专利技术的双螺杆挤出机的螺杆的构造。图2为由本专利技术的淀粉降解树脂组合物制备的薄膜的电子显微境照片，放大500倍。图3为由本专利技术的淀粉降解树脂组合物制备的薄膜的电子显微境照片，放大3000倍。图4为由本专利技术的淀粉降解树脂组合物制备的薄膜的电子显微境照片，放大10000倍。图5为由本专利技术的淀粉降解树脂组合物制备的薄膜的电子显微境照片，放大30000倍。具体地，本专利技术涉及一种可生物降解的淀粉树脂组合物，包括25-75(重量)的淀粉；10-45％(重量)的合成树脂；0-15％(重量)的增混剂；3-5％(重量)的自氧化剂；3-8％(重量)的多元醇；0-1％(重量)的碱性添加剂；0-2％(重量)表面活性剂；0-2％(重量)的裂解剂。按照本专利技术，所述的淀粉为细度大于100目的普通工业淀粉，包括玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉等，以及改性淀粉，优选为高比例的直链淀粉。按照本专利技术，所述的合成树脂为聚乙烯和聚丙烯如PE、PP、LDPE、LLDPE等；聚苯乙烯如PS、HiPS、SBS等；聚醋酸乙烯及其共聚物如PVAC、EVAC等；和/或一种密度为0.86-0.90g/cm3、熔体流动速率为2-8g/10分钟的聚乙烯树脂。按照本专利技术，所述的增混剂为乙烯-丙烯酸共聚物，其丙烯酸含量为5-20％，熔体流动速率为35±5g/10分钟。按照本专利技术，所述的自氧化剂选自有机酸如油酸、硬脂酸、柠檬酸，和油脂如玉米油、环本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可生物降解的淀粉树脂组合物，包含：２５％－７５％（重量）的淀粉；１０％－４５％（重量）的合成树脂；０％－１５％（重量）的增混剂；３％－５％（重量）的自氧化剂；３％－８％（重量）的多元醇；０％－１％（重量）的碱性添 加剂；０％－２％（重量）表面活性剂；０％－２％（重量）的裂解剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李安华，
申请(专利权)人：北京市星辰现代控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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