技术领域
本发明涉及一种生物降解树脂复合及改性专用树脂制备和成型工艺。
背景技术
我国降解材料在20世纪的开发大致经历了以下几个阶段：
I)1970-1980年代中，在普通塑料树脂中加入光敏剂的添加型光解 的研究
II)80年代中光降解塑料应用及市场开发
III)1990-1995年，双(光/生物)降解塑料
IV)1995年以后，各种光/生物降解塑料制品的市场应用、检验及改 性。由于推广应用的这些降解材料中都离不开用石油树脂做载体，属于部 分降解材料，剩下的大量的聚烯烃在土壤里几百年不可降解，从而造成土 壤结构的破坏合生态环境的二次污染。所以，90年代末，一些高校和科研 单位开始研制完全生物降解材料。如今，能够生物降解的聚乳酸、聚已内 脂、聚丁二酸丁二醇酯等共聚酯等新研发成功，已进入准批量生产时期， 但又因价格的昂贵以及某种性能上的差异，加工成型设备的特殊要求和制 备工艺复杂等缺点，还不能被市场所接受。
发明内容
本发明的目的是用所制备的生物降解复合改性专用树脂，制造一次性 餐具、日用旅游用品、食品包装、购物袋、垃圾袋、洗发洗染日用中空瓶 等产品。它既能替代现有塑料产品，又有优良的使用性能，能完全生物降 解保护环境，减少污染。
本发明的生物降解树脂复合及改性专用树脂由如下重量百分比成分组成： PBS(聚丁二酸丁二醇酯)10-73.5％、PLA(聚乳酸)5-60％、变性淀粉5-35％、 活化无机填料9-29.85％和添加助剂0.15-1.5％；
其中，变性淀粉为100-1000目淀粉与生物降解树脂接枝改性；活化无机填 料为1200-2000目经稀土偶联剂活化的碳酸钙和滑石粉；添加助剂包括润滑剂石 蜡和低分子蜡、活性剂硬脂酸和热稳定剂硬脂酸钙。
当所述的生物降解树脂复合及改性专用树脂用作注塑专用树脂时，由如下 重量百分比成分组成：PBS(聚丁二酸丁二醇酯)10-40％、PLA(聚乳酸)10-60％、 变性淀粉30-35％、活化无机填料14.75-29.5％和添加助剂0.15-0.5％。
当所述的生物降解树脂复合及改性专用树脂用作吹塑专用树脂时，由如下 重量百分比成分组成：PBS(聚丁二酸丁二醇酯)50-60％、PLA(聚乳酸)5-10％、 变性淀粉15-20％、活化无机填料14-29％和添加助剂1-1.5％。
当所述的生物降解树脂复合及改性专用树脂用作吸塑专用树脂时，由如下 重量百分比成分组成：PBS(聚丁二酸丁二醇酯)55-73.5％、PLA(聚乳酸)5-8.5％、 变性淀粉10-20％、活化无机填料10-20％和添加助剂1-1.5％。
当所述的生物降解树脂复合及改性专用树脂用作中空专用树脂时，由如下 重量百分比成分组成：PBS(聚丁二酸丁二醇酯)40-60％、PLA(聚乳酸)15-50％、 变性淀粉5-15％、活化无机填料9-23.5％和添加助剂1-1.5％。
所述的各种生物降解树脂复合及改性专用树脂的制备系按照下述步骤进 行：
a.第一阶段：准备工艺
①PBS、PLA在热风烘干机中干燥3-4小时，温度65-75℃；
②将配好的各类专用树脂在高低搅拌混合机中高速搅拌1-3分钟，低速搅 拌3-5分钟至搅拌充分；高速搅拌的温度控制在60-80℃，低速搅拌的温度控制 在15-25℃。
b.第二阶段：双螺杆造粒工艺
①温度：模头160-200℃、计量段150-190℃、塑化段140-180℃、送料段 120-150℃；
②螺杆转速：60-80r/min；
③主机电流：50-60A；
④切粒方式：水拉条料
⑤粒料在65-80℃烘干机中烘2小时以上，然后放料包装。
下面说明各种生物降解树脂复合及改性专用树脂的制品成型工艺。
(一)注塑专用树脂在通用的注塑机上成型加工制品
注塑温度为140-185℃、注塑压力为30-90Mpa、注塑速度为中-中快速、周 期为5-20秒，可注塑成一次性餐具(刀、叉、勺、杯、盘、碗、筷等制品)。
(二)吹塑专用树脂在通用的塑料吹膜机上成型加工吹膜制品
吹膜温度：模头130-140℃、三通125-130℃、料筒后段95-100℃、料筒 中段100-110℃、料筒前段110-120℃；
吹胀比：1.5-2.5；
牵伸比：4-6；
吹膜厚度：0.04-0.2mm，制成包装膜、食品袋、垃圾袋等制品。
(三)吸塑专用树脂制品的成型加工
第一步：该专用树脂先在通用塑料出片机上出片材
出片温度：模头190-200℃、计量段185-195℃、塑化段180-190℃、送料段 150-165℃；
三辊温度：上辊50-60℃、中辊70-80℃、下辊40-50℃；
制出片料：厚度0.2-1.2mm、宽度450-600mm；
第二步：将出片材送通用吸塑成型机加工成一次性餐具(杯、盘、碗、碟、 盒等制品)。
(四)中空专用树脂在通用中空成型机上加工成型
挤出温度130-165℃、模具温度20-50℃、吹胀比控制在1.5-2.5、吹塑压力 控制在0.3-0.5MPa、螺杆转速40-50r/min，制成各种造型的溶液瓶等制品。
本发明中PBS(聚丁二酸丁二醇)、PLA(聚乳酸)、接枝淀粉都是全生物 降解树脂，经复合及改性专用树脂制造出的产品，使用后埋入土中，在厌氧、 水、细菌、微生物等侵蚀下，逐步变成二氧化碳和水，最终被环境所消纳。
本发明将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇树脂复合改性后，耐热温度分别由65℃、 95℃提高到100℃以上，同时增强了刚性，降低了成本。专用树脂加工适应性强， 在现有通用塑料设备上都可以加工制造出各类产品，其性能完全能与现有塑料 产品相媲美，使用温度在-20℃到105℃，无毒无害，无污染，90天生物降解率 >90％，成本低且具有实用和推广价值。
具体实施方式
下面通过优选实施例详细描述本发明，但不限制本发明的范围。本领域的 普通专业人员根据本发明的内容，对本发明所作出的一些非本质的改进和调整， 仍属本发明的保护范围。
实施例1：生物降解树脂复合及改性注塑专用树脂A#配方由如下重量百分比 成分组成：PBS 40％、PLA 10％、变性淀粉30％、活化无机填料19.85％和添加 助剂0.15％。
实施例2：生物降解树脂复合及改性注塑专用树脂B#配方由如下重量百分比 成分组成：PBS 25％、PLA 25％、变性淀粉35％、活化无机填料14.75％和添加 助剂0.25％。
实施例3：生物降解树脂复合及改性注塑专用树脂C#配方由如下重量百分比 成分组成：PBS 10％、PLA 60％、活化无机填料29.5％、添加助剂0.5％。
实施例4：实施例1～3所述的生物降解树脂复合及改性注塑专用树脂的制备 工艺：
a.第一阶段：准备工艺
①PBS、PLA在热风烘干机中干燥3-4小时，温度65-75℃；
②将配好的注塑专用树脂在高低搅拌混合机中高速搅拌1-3分钟，低速搅 拌3-5分钟至搅拌充分；高速搅拌的温度控制在60-80℃，低速搅拌的温度控制 在15-25℃。
b.第二阶段：双螺杆造粒工艺
①温度：模头160℃、计量段140-150℃、塑化段130-140℃、送料段120-130 ℃；
②螺杆转速：60-80r/min；
③主机电流：50A；
④切粒方式：水拉条料
⑤粒料在65-80℃烘干机中烘2小时以上，然后放料包装。
实施例5：注塑专用树脂在注塑机上加工成型
将实施例4得到的生物降解树脂复合及改性注塑专用树脂在注塑机上加工 成型。注塑温度140-185℃、注塑压力30-90Mpa、注塑速度为中-中快速、成型 周期为5-20秒，注塑成一次性餐具(刀、叉、勺、杯、盘、碗、筷等制品)。
采用实施例1～3的配方，以及实施例4和实施例5的加工工艺，得到生物 降解树脂复合及改性注塑成型制品。其物理性能、降解率、卫生指标为：熔点 110-115℃、熔融指数15-25g/10min、拉伸强度30-40Mpa、拉伸断裂强度 35-45Mpa、断裂伸长率80-250％、降解率>90％(90天)、卫生指标属于实际无 毒级。
实施例6：生物降解树脂复合及改性吹塑专用树脂A#配方由如下重量百分 比成分组成：PBS 65％、PLA 5％、变性淀粉15％、活化无机填料14％、添加 助剂1％。
实施例7：生物降解树脂复合及改性吹塑专用树脂B#配方由如下重量百分 比成分组成：PBS 65％、PLA 5％、活化无机填料29％、添加助剂1％。
实施例8：生物降解树脂复合及改性吹塑专用树脂C#配方由如下重量百分 比成分组成：PBS 50％、PLA 10％、变性淀粉20％、活化无机填料18.5％、添 加助剂1.5％。
实施例9：实施例6～8所述的生物降解树脂复合及改性吹塑专用树脂的制 备工艺：
a.第一阶段：准备工艺
与实施例4相同。
b.第二阶段：双螺杆造粒工艺
①温度：模头170℃、计量段150-160℃、塑化段135-145℃、送料段125-130 ℃；
②螺杆转速：60-80r/min；
③主机电流：55A；
④切粒方式：水拉条料
⑤造粒料在65-80℃烘干机中烘2小时以上，然后放料包装。
实施例10：吹塑专用树脂在通用塑料吹膜机上吹膜成型
吹膜温度：模头130-140℃、三通125-130℃、料筒后段95-100℃、料筒 中段100-110℃、料筒前段110-120℃；
吹胀比：1.5-2.5；
牵伸比：4-6；
吹膜厚度：0.04-0.2mm，制成包装膜、食品袋、垃圾袋等制品。
按照实施例6～8的配方，以及实施例9和实施例10的工艺，得到生物降解 树脂复合及改性吹膜成型制品。其物理性能、降解率、卫生指标为：熔点95-135 ℃、熔融指数1-2g/10min、拉伸强度纵/横21.3/14.8Mpa、拉伸断裂强度 30-40Mpa、断裂伸长率纵/横235/480％、降解率>90％(90天)、卫生指标属于 实际无毒级。
实施例11：生物降解树脂复合及改性吸塑专用树脂A#配方由如下重量百分 比成分组成：PBS 73.5％、变性淀粉15％、活化无机填料10％、添加助剂1.5％。
实施例12：生物降解树脂复合及改性吸塑专用树脂B#配方由如下重量百分 比成分组成：PBS 63.5％、PLA 5％、变性淀粉10％、活化无机填料20％、添加 助剂1.5％。
实施例13：生物降解树脂复合及改性吸塑专用树脂C#配方由如下重量百分 比成分组成：PBS 55％、PLA 8.5％、变性淀粉20％、活化无机填料15.5％、添 加助剂1％。
实施例14：实施例11～13所述的生物降解树脂复合及改性吸塑专用树脂的 制备工艺：
a.第一阶段：准备工艺
与实施例4相同。
b.第二阶段：双螺杆造粒工艺
①温度：模头200℃、计量段180-190℃、塑化段160-175℃、送料段150-160 ℃；
②螺杆转速：60-80r/min；
③主机电流：60A；
④切粒方式：水拉条料
⑤造粒料在65-80℃烘干机中烘2小时以上，然后放料包装。
实施例15：吸塑专用树脂在吸塑机上加工成型
将实施例14得到的生物降解树脂复合及改性吸塑专用树脂在吸塑机上加工 成型。
第一步：该专用树脂先在通用塑料出片机上出片材
出片温度：机头温度左190-200℃、中180-190℃、右190-200℃；
挤出机温度：计量段185-195℃、塑化段180-190℃、送料段150-165℃；
三辊温度：上辊50-60℃、中辊70-80℃、下辊40-50℃；
制出片料：厚度0.2-1.2mm、宽度450-600mm；
第二步：将出片材送通用全自动或半自动吸塑成型机加工成一次性餐具 (杯、盘、碗、碟、盒等制品)。
按照实施例11～13的配方，以及实施例14和实施例15的工艺，得到生物 降解树脂复合及改性吸塑成型制品。其物理性能、降解率、卫生指标为：熔点 120-130℃、熔融指数1.5-3g/10min、拉伸强度30-40Mpa、拉伸断裂强度 26-34Mpa、断裂伸长率250-450％、降解率>90％(90天)、卫生指标属于实际 无毒级。
实施例16：生物降解树脂复合及改性中空专用树脂A#配方由如下重量百分 比成分组成：PBS 40％、PLA 30％、变性淀粉10％、活化无机填料18.5％、添 加助剂1.5％。
实施例17：生物降解树脂复合及改性中空专用树脂B#配方由如下重量百分 比成分组成：PBS 20％、PLA 50％、变性淀粉5％、活化无机填料23.5％、添加 助剂1.5％。
实施例18：生物降解树脂复合及改性中空专用树脂C#配方由如下重量百分 比成分组成：PBS 60％、PLA 15％、变性淀粉15％、活化无机填料9％、添加 助剂1％。
实施例19：实施例16～17所述的生物降解树脂复合及改性中空专用树脂的 制备工艺：
a.第一阶段：准备工艺
与实施例4相同。
b.第二阶段：双螺杆造粒工艺
①温度：模头195℃、计量段180-190℃、塑化段165-180℃、送料段145-160 ℃；
②螺杆转速：60-80r/min；
③主机电流：60A；
④切粒方式：水拉条料
⑤粒料在65-80℃烘干机中烘2小时以上，然后放料包装。
实施例20：中空专用树脂在通用中空成型机上加工成型
将实施例19得到的生物降解树脂复合及改性中空专用树脂在通用中空成型 机上加工成型。挤出温度130-165℃、模具温度20-50℃、吹胀比控制在1.5-2.5、 吹塑压力控制在0.3-0.5MPa、螺杆转速40-50r/min，制成各种造型的溶液瓶等制 品。
按照实施例16～18的配方，以及实施例19和实施例20的工艺，得到生物 降解树脂复合及改性中空成型制品。其物理性能、降解率、卫生指标为：熔点 115-125℃、熔融指数1-1.5g/10min、拉伸强度25-35Mpa、拉伸断裂强度 30-40Mpa、断裂伸长率50-150％、降解率>90％(90天)、卫生指标属于实际无 毒级。
下面的表一列出了本实施例制备的各种生物降解专用树脂的性能，及其与 石油树脂的比较。
表一：生物降解专用树脂与石油树脂性能比较表
通过比较表不难看出，生物降解专用树脂所制的产品完全可以代替石油塑料 产品，无毒、无害、无污染，降解完全，工艺适应强，成本低更具有市场竞争 能力。