一种可降解树脂及采用可降解树脂制备吸管的方法与流程

1.本发明涉及吸管生产技术领域，尤其涉及一种可降解树脂及采用可降解树脂制备吸管的方法。


背景技术：

2.目前许多一次性吸管均为不可降解材料，使用后对环境会造成很大的负担，目前多国已发布对一次性不可降解制品的禁令，提倡以可降解的环境友好型材料进行替代，本产品即为制作完全可降解吸管专用树脂提供了一种可行方案。
3.目前市场已有部分可降解制品无法完全满足食品接触要求，所以本方案将着重解决吸管专用树脂的食品接触问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过加入增韧剂对聚乳酸进行改性并加入偶联剂对填充剂进行改性处理，解决了现有吸管耐热性不好，填充料容易迁出，无法满足食品接触要求的问题。
5.针对上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明提供了一种可降解树脂，以100份量计，包含以下原料组分：聚乳酸 70-95份，增韧剂1-10份，填充剂0.5-15份，润滑剂0.1-1份，成核剂0.05-0.2 份，相容剂0.08-0.3份，增塑剂0.1-2份，抗氧剂0.1-1份,偶联剂0.1-3份；
7.所述聚乳酸是plalx175；所述增韧剂是聚丁二酸丁二醇酯(pbs)，聚甲基乙撑碳酸酯(ppc)，二氧化碳基热塑性聚氨酯(ppcu)中的一种或多种的混合物；所述填充剂是淀粉、竹纤维粉中的一种或多种的混合物；所述偶联剂是钛酸酯或月桂酸中的一种或多种的混合物。
8.优选地，所述成核剂是二氧化钛、滑石粉、tmc成核剂、纳米二氧化硅中的一种或多种的混合物。
9.优选地，所述润滑剂是乙撑双硬脂酸酰胺、单硬脂酸甘油酯、微细滑石粉中的一种或多种的混合物。
10.优选地，所述相容剂是环氧交联剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种的混合物。
11.优选地，所述增塑剂是植物油、甘油中的一种或多种的混合物。
12.优选地，所述抗氧剂是抗氧剂2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、硫代二丙酸双酯、双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯、抗氧剂 1010、抗氧剂1076、抗氧剂164、抗氧剂ca中的一种或多种的混合物。
13.优选地，所述淀粉可以是木薯淀粉、玉米淀粉或马铃薯淀粉。
14.本发明还提供一种采用可降解树脂制备吸管的方法，包含以下步骤：
15.(1)首先将淀粉、竹纤维粉或滑石粉与月桂酸和钛酸酯偶联剂适量，在 70℃-86℃下高速搅拌20min，使其表面活化产生双亲性；
16.(2)将步骤一中改性搅拌后的物料与聚乳酸、增韧剂及其它剩余助剂在低速搅拌机内混合均匀；
17.(3)将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机沿挤出路径分为13个分区，其中一区100℃-140℃，二区至六区为175℃-210℃,七区至九区为175-200℃，十区至十二区为170-200℃，十三区为175-185℃，挤出后进行风冷切粒，得到专用的树脂颗粒；
18.(4)树脂颗粒加入到吸管成型机中，挤出成型路径分为五个分区，其中一区110℃-180℃，二区至四区为175℃-210℃,五区165-180℃，挤出的料经纯净水水槽冷却后切割。
19.优选地，步骤四中吸管成型机主机转速为50-200rpm，牵引速度为 500-1000rpm，切割速度为200-500根/min。
20.有益效果：
21.本发明通过对吸管原料中加入增韧剂对聚乳酸进行改性，提高了吸管的耐热性以及冲击强度等力学性能，此外通过加入偶联剂对填充料的表面改性，使其表面活化产生双亲性，使填充材料能与聚酯更好的相容，不容易迁出，从而满足食品接触要求。
具体实施方式
22.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
23.实施例1
24.一种可降解树脂，以100份量计，包含以下原料组分：聚乳酸89份，增韧剂10份，润滑剂0.5份，成核剂0.1份，相容剂0.1份，增塑剂0.2份，抗氧剂0.1份；
25.其中聚乳酸选用plalx175；所述增韧剂是聚丁二酸丁二醇酯(pbs)；润滑剂选用乙撑双硬脂酸酰胺；成核剂选用纳米二氧化硅；相容剂选用环氧交联剂；增塑剂选用植物油，抗氧剂选用6-三级丁基-4-甲基苯酚。
26.一种可降解树脂的制备方法，
27.(1)将聚乳酸、增韧剂、润滑剂、成核剂、相容剂、增塑剂以及抗氧剂按比例加入到低速搅拌机内混合均匀；
28.(2)将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机沿挤出路径分为13个分区，其中一区100℃-140℃，二区至六区为175℃-210℃,七区至九区为175-200℃，十区至十二区为170-200℃，十三区为175-185℃，挤出后进行风冷切粒，得到专用的树脂颗粒；
29.(3)树脂颗粒加入到吸管成型机中，挤出成型路径分为五个分区，其中一区110℃-180℃，二区至四区为175℃-210℃,五区165-180℃，挤出的料经纯净水水槽冷却后切割。
30.实施例2
31.一种可降解树脂，以100份量计，包含以下原料组分：聚乳酸71份，增韧剂10份，填充剂12份，偶联剂3份，润滑剂0.3份，成核剂0.1份，相容剂 0.1份，植物油3.2份，抗氧剂0.3份；
32.其中聚乳酸选用plalx175；所述增韧剂是聚丁二酸丁二醇酯(pbs)；填充剂选用滑石粉；偶联剂选用钛酸酯和月桂酸的混合物；润滑剂选用乙撑双硬脂酸酰胺；成核剂选用纳米二氧化硅；相容剂选用环氧交联剂；增塑剂选用植物油，抗氧剂选用6-三级丁基-4-甲基
苯酚。
33.一种可降解树脂的制备方法，
34.(1)首先取滑石粉与月桂酸和钛酸酯偶联剂，在70℃-86℃下高速搅拌 20min，使其表面活化产生双亲性；
35.(2)将步骤一中改性搅拌后的物料与聚乳酸、增韧剂、润滑剂、成核剂、相容剂、增塑剂以及抗氧剂在低速搅拌机内混合均匀；
36.(3)将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机沿挤出路径分为13个分区，其中一区100℃-140℃，二区至六区为175℃-210℃,七区至九区为175-200℃，十区至十二区为170-200℃，十三区为175-185℃，挤出后进行风冷切粒，得到专用的树脂颗粒；
37.(4)树脂颗粒加入到吸管成型机中，挤出成型路径分为五个分区，其中一区110℃-180℃，二区至四区为175℃-210℃,五区165-180℃，挤出的料经纯净水水槽冷却后切割。
38.实施例3
39.一种可降解树脂，以100份量计，包含以下原料组分：聚乳酸71份，增韧剂10份，填充剂12份，偶联剂3份，润滑剂0.3份，成核剂0.1份，相容剂0.1份，植物油3.2份，抗氧剂0.3份；
40.其中聚乳酸选用plalx175；所述增韧剂是聚丁二酸丁二醇酯(pbs)；填充剂选用木薯淀粉；偶联剂选用钛酸酯和月桂酸的混合物；润滑剂选用乙撑双硬脂酸酰胺；成核剂选用纳米二氧化硅；相容剂选用环氧交联剂；增塑剂选用植物油，抗氧剂选用6-三级丁基-4-甲基苯酚。
41.一种可降解树脂的制备方法同实施例2。
42.实施例4
43.一种可降解树脂，以100份量计，包含以下原料组分：聚乳酸78份，增韧剂8份，填充剂7份，偶联剂3份，润滑剂0.3份，成核剂0.1份，相容剂0.1 份，植物油3.2份，抗氧剂0.3份；
44.其中聚乳酸选用plalx175；所述增韧剂是聚丁二酸丁二醇酯(pbs)；填充剂选用竹纤维粉；偶联剂选用钛酸酯和月桂酸的混合物；润滑剂选用乙撑双硬脂酸酰胺；成核剂选用纳米二氧化硅；相容剂选用环氧交联剂；增塑剂选用植物油，抗氧剂选用6-三级丁基-4-甲基苯酚。
45.一种可降解树脂的制备方法同实施例2。
46.对比例1
47.一种可降解树脂，以100份量计，包含以下原料组分：聚乳酸100份，润滑剂0.5份，成核剂0.1份，相容剂0.1份，增塑剂0.3份。
48.其中聚乳酸选用plalx175；润滑剂选用乙撑双硬脂酸酰胺；成核剂选用纳米二氧化硅；相容剂选用环氧交联剂；增塑剂选用植物油。
49.一种可降解树脂的制备方法同实施例1。
50.对比例2
51.一种可降解树脂，以100份量计，包含以下原料组分：聚乳酸78.5份，增韧剂10份，填充剂10份，润滑剂0.2份，成核剂0.1份，相容剂0.1份，增塑剂0.8份，抗氧剂0.3份。
52.其中聚乳酸选用plalx175；所述增韧剂是聚丁二酸丁二醇酯(pbs)；填充剂选用滑石粉；润滑剂选用乙撑双硬脂酸酰胺；成核剂选用纳米二氧化硅；相容剂选用环氧交联剂；
增塑剂选用植物油，抗氧剂选用6-三级丁基-4-甲基苯酚
53.一种可降解树脂的制备方法同实施例2
54.对比例3
55.一种可降解树脂，以100份量计，包含以下原料组分：聚乳酸78份，增韧剂10份，填充剂10份，润滑剂0.5份，成核剂0.1份，相容剂0.1份，增塑剂 1份，抗氧剂0.3份。
56.其中聚乳酸选用plalx175；所述增韧剂是聚丁二酸丁二醇酯(pbs)；填充剂选用木薯淀粉；润滑剂选用乙撑双硬脂酸酰胺；成核剂选用纳米二氧化硅；相容剂选用环氧交联剂；增塑剂选用植物油，抗氧剂选用6-三级丁基-4-甲基苯酚
57.一种可降解树脂的制备方法同实施例2
58.试验例
59.对实施例1～4和对比例1～3中制得的吸管进行冲击强度、拉伸强度、总迁移量的测试，并且对生产成本进行核算；
60.冲击强度参考标准gb/t-37198-2018；拉伸强度参考标准gb/t1040-2006；总迁移量测试需要的浸泡液是50％乙醇或4％乙酸，在两种浸泡液中均在70℃条件下浸泡2h，试验浸泡液无浑浊、沉淀、异臭等。
61.试验结果为表1。
62.表1.实施例和对比例的吸管测试结果
[0063][0064][0065]
由上述实施例和对比例的试验数据可以得出，从整体上看在加入了增韧剂聚丁二酸丁二醇酯(pbs)后，生产出来的吸管冲击强度得到明显提升，在加入填充剂滑石粉或木薯淀粉或竹纤维粉后吸管的生产成本得到大幅度降低，而在加入增韧剂、填充剂的情况下又加入偶联剂对填充剂进行改性后生产的吸管不仅在成本上进一步降低并且填充剂的迁移量得到明显控制；
[0066]
由实施例1和对比例1相比较可知，其余原料和条件均相同的情况下，增韧剂的加入对聚乳酸pla进行改性，在共混后得到耐热性更好的吸管，且使得吸管的冲击强度明显提升；
[0067]
由实施例2和对比例2或实施例3和对比例3相比较可知，其余原料和条件均相同的
情况下，偶联剂钛酸酯和月桂酸的加入使得对填充剂的表面改性，活化产生双亲性，使填充材料能与聚酯更好的相容，不容易迁出，从而满足食品接触的要求。
[0068]
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。