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颗粒状全降解环保 淀粉和 变性淀粉母粒及其生产方法

阅读：936发布：2020-05-08

专利汇可以提供颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒及其生产方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，步骤为：将增塑剂与淀粉/变性淀粉以1:1～9的质量比混合，挤出造粒得到母粒A；将得到的母粒A与PBAT和助剂混合，挤出造粒后包装得到母粒B。本发明还提供了一种颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒，包括上述颗粒状全降解环保淀粉或变性淀粉母粒的生产方法制得的母粒B。本发明配方简单，淀粉或变性淀粉含量高，不影响下游客户的灵活使用，所得产品能够完全生物降解，环境友好。，下面是颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒及其生产方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，其特征在于，步骤为：
1)将增塑剂与淀粉/变性淀粉以1:1～9的质量比混合，挤出造粒得到母粒A；
2)将步骤1)得到的母粒A与PBAT和助剂混合，挤出造粒后包装得到母粒B。
2.根据权利要求1所述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，其特征在于：所述步骤1)中，增塑剂包括水、甘油、乙二醇、山梨醇、尿素中至少一种。
3.根据权利要求1所述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，其特征在于：所述步骤2)中，助剂包括甘油、芥酸酰胺、聚酯扩链剂中至少一种。
4.根据权利要求1所述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，其特征在于：所述步骤1)中，增塑剂与淀粉/变性淀粉以1:4.5～9的质量比混合。
5.根据权利要求1所述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，其特征在于，所述步骤1)中，挤出造粒的方法为：采用双螺杆挤出机，设定双螺杆的温度为50～160℃，主机转速为200rpm，挤出物料经风冷系统冷却后切粒。
6.根据权利要求1所述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，其特征在于，所述步骤2)中，挤出造粒的方法为：采用双螺杆挤出机，设定双螺杆温度为50～170℃，主机转速为150rpm，挤出物料经风冷系统冷却后切粒。
7.根据权利要求5或6所述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为32～38。
8.根据权利要求5或6所述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，其特征在于：所述风冷系统的风冷拖链长度为0.8～1.2m。
9.根据权利要求1所述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，其特征在于：所述步骤2)中，母粒A、PBAT和助剂以3:6:1的质量比混合。
10.颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒，其特征在于：包括权利要求1至9中任一项所述的颗粒状全降解环保淀粉或变性淀粉母粒的生产方法制得的母粒B。

说明书全文

颗粒状全降解环保淀粉和 变性淀粉母粒及其生产方法

技术领域

[0001] 本申请属于材料加工领域，涉及淀粉母粒及其生产方法，具体而言，涉及一种颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒及其生产方法。

背景技术

[0002] 淀粉是一种植物来源、可再生、全降解、价格低廉的天然高分子材料，以颗粒的形式存在于玉米、小麦、马铃薯、木薯、豌豆等植物种子中。在目前国内外“限塑”、“禁塑”的环保政策下，淀粉被认为是具有极大应用前景的环保材料，但是淀粉为多糖分子结构，分子间含有大量羟基，羟基间形成大量分子间及分子内氢键，使其熔融温度高于分解温度，因此，采用传统高分子材料加工方法不适宜用于淀粉加工。那么，通过氧化、酶解、交联、酯化、醚化等化学反应减少羟基数量而生产出的变性淀粉就应运而生了。

[0003] 淀粉和变性淀粉粉尘属于可燃性非导电爆炸性粉尘，现有的使用淀粉类原料进行塑料加工的工艺中，存在较大的粉尘污染问题和安全隐患，具有爆炸的危险，对环境和卫生都造成不利的影响。目前，企业在生产加工过程中需花费较高的人力、物力成本来避免。另外，使用粉体原料还会对塑料加工配方的精确计量带来较大误差，从而影响产品品质。发明内容

[0004] 本发明的目的是针对上述问题，提供颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒及其生产方法；解决了现有技术所存在的安全、卫生隐患以及不便于精确计量的技术问题。

[0005] 为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

[0006] 本发明创造性地提供了一种颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法，步骤为：

[0007] 1)将增塑剂与淀粉/变性淀粉以1:1～9的质量比混合，挤出造粒得到母粒A；

[0008] 2)将步骤1)得到的母粒A与PBAT和助剂混合，挤出造粒后包装得到母粒B。

[0009] 在上述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法中，步骤1)中，增塑剂包括水、甘油、乙二醇、山梨醇、尿素中至少一种。

[0010] 在上述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法中，步骤2)中，助剂包括甘油、芥酸酰胺、聚酯扩链剂中至少一种。

[0011] 在上述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法中，步骤1)中，增塑剂与淀粉/变性淀粉以1:4.5～9的质量比混合。

[0012] 在上述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法中，步骤1)中，挤出造粒的方法为：采用双螺杆挤出机，设定双螺杆的温度为50～160℃，主机转速为200rpm，挤出物料经风冷系统冷却后切粒。

[0013] 在上述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法中，步骤2)中，挤出造粒的方法为：采用双螺杆挤出机，设定双螺杆温度为50～170℃，主机转速为150rpm，挤出物料经风冷系统冷却后切粒。

[0014] 在上述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为32～38。

[0015] 在上述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法中，风冷系统的风冷拖链长度为0.8～1.2m。

[0016] 在上述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法中，步骤2)中，母粒A、PBAT和助剂以3:6:1的质量比混合。

[0017] 在上述的颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法中，步骤2)中，助剂还包括碳酸钙、木浆或草浆中任一种，可以增强以淀粉/变性淀粉母粒所生产的产品的刚度、强度等力学性能，并且能够降解。

[0018] 本发明还提供了一种颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒，包括上述任一中颗粒状全降解环保淀粉和变性淀粉母粒的生产方法制得的母粒B。

[0019] 本发明与现有的技术相比，的优点在于：

[0020] 1)本发明配方简单，加工得到的淀粉母粒或变性淀粉母粒中，淀粉或变性淀粉含量高，不影响下游客户的灵活使用，所得产品能够完全生物降解，环境友好；两次塑化得到成品母粒，有利于生产过程中原料的精确计量，同时避免粉状原料给工厂带来的环境、安全、卫生等不利影响，亦能降低工厂在相关方面的投资。

[0021] 2)本发明的生产工艺中，双螺杆挤出机的螺杆长径比较大，为32～38，延长物料在机筒中的停留时间，提高了塑化能力，同时有利于物料的温度分布；风冷拖链较传统淀粉母粒的风冷系统短；具备简化操作、降低成本、提高效率的效果。

[0022] 3)在第二次塑化中加入助剂，用于淀粉或变性淀粉母粒的挤出造粒过程中提升母粒的性能；其中，甘油通过嵌在分子链之间，起到增塑润滑的效果；芥酸酰胺能够起到润滑、抗静电、防粘的作用；聚酯扩链剂能够改善母粒的机械性能，减缓黄变，提高稳定性。附图说明

[0023] 图1为本发明提供的生产方法所采用的生产系统示意图。

具体实施方式

[0024] 实施例一

[0025] 将2kg甘油和8kg变性淀粉放入高速混合机中充分混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，设定双螺杆温度为50-160℃，主机转速200rpm，物料经挤出之后进入1m长风冷拖链，然后切粒、包装，得到变性淀粉母粒A。

[0026] 将3kg变性淀粉母粒A、6kg聚己二酸对苯二甲酸丁二酯 (PBAT)和1kg芥酸酰胺放入高速混合机中充分搅拌混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，设定双螺杆温度为50-170℃，主机转速150rpm，物料经挤出、切粒、包装得到改性料母粒B。

[0027] 实施例二

[0028] 将2kg山梨醇和10kg淀粉放入高速混合机中充分混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，设定双螺杆温度为50-160℃，主机转速200rpm，物料经挤出之后进入1.2m长风冷拖链，然后切粒、包装，得到淀粉母粒A。

[0029] 将3kg淀粉母粒A、6kg聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT) 和1kg聚酯扩链剂放入高速混合机中充分搅拌混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，设定双螺杆温度为50-170℃，主机转速150rpm，物料经挤出、切粒、包装得到改性料母粒B。

[0030] 实施例三

[0031] 将2kg尿素和18kg淀粉放入高速混合机中充分混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，设定双螺杆温度为50-160℃，主机转速200rpm，物料经挤出之后进入0.8m长风冷拖链，然后切粒、包装，得到淀粉母粒A。

[0032] 将3kg淀粉母粒A、6kg聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT) 和1kg助剂放入高速混合机中充分搅拌混合，助剂为由甘油、芥酸酰胺、聚酯扩链剂以1:2:1的质量比组成的混合物，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，设定双螺杆温度为50-170℃，主机转速150rpm，物料经挤出、切粒、包装得到改性料母粒B。

[0033] 实施例四

[0034] 将2kg乙二醇和17kg淀粉放入高速混合机中充分混合，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，设定双螺杆温度为50-160℃，主机转速200rpm，物料经挤出之后进入0.8m长风冷拖链，然后切粒、包装，得到淀粉母粒A。

[0035] 将3kg淀粉母粒A、6kg聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT) 和1kg助剂放入高速混合机中充分搅拌混合，助剂为甘油和草浆以1:1.5的质量比组成的混合物，然后将混合物加入双螺杆挤出机中，设定双螺杆温度为50-170℃，主机转速150rpm，物料经挤出、切粒、包装得到改性料母粒B。

[0036] 其中草浆采用龙须草草浆，柔韧性好，且细腻平滑，同时加入甘油，能够提高平滑度。

[0037] 如图1所示，上述实施例中，双螺杆挤出机1的螺杆10长径比为32～38；风冷系统2的风冷拖链20长0.8～1.2m；切粒采用切粒机3进行。

[0038] 对实施例一和实施例四中的中间产物及产品进行测试，变性淀粉母粒A在190℃，2.16kg条件下，其熔融体质量流动速率为1.5g/10min。

[0039] 利用常规吹膜机将改性料母粒B制备成全生物降解薄膜，其薄膜性能如表1所示：

[0040] 表1实施例一、实施例四中改性料母粒B制备的全生物降解薄膜性能表[0041]

[0042] 由上表可知，相同厚度情况下，本发明实施例一中PBAT/变性淀粉母粒全生物降解薄膜的纵向拉伸强度和横向拉伸强度都明显优于粉料加工的PBAT/变性淀粉全生物降解薄膜，更优于市场现有全生物降解薄膜；本发明实施例四中PBAT/变性淀粉母粒全生物降解薄膜的拉伸强度都有所提升，因此，增加草浆助剂能够提高薄膜的强度。

[0043] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

[0044] 尽管本文较多地使用了淀粉、变性淀粉、母粒等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

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