CN102952382A - 一种用于纸淋膜的聚乳酸新材料 - Google Patents

Abstract

一种用于纸淋膜的聚乳酸新材料，其各组份有如下的重量百分比：变性淀粉为15％～45％，聚乳酸为40％～80％，环氧树脂为2％～10％，络合剂为1％～5％，润滑剂为0.5％～1％，抗氧化剂为0.5％～1％。本发明还提出了一种制造上述用于纸淋膜的聚乳酸新材料的制备方法。这种用于纸淋膜的聚乳酸材料环保，无毒，具有生物降解性，是一种具有很大发展潜力和市场需求的用于纸淋膜的新材料。

Description

一种用于纸淋膜的聚乳酸新材料

技术领域

本发明涉及高分子化合物的组合物，尤其是涉及用于聚乳酸淋膜材料及其制备方法。 

背景技术

劣质纸杯采用再生聚乙烯，在再加工过程中会产生裂解变化，产生许多有害化合物，在使用中更易向水中迁移。华南农业大学食品学院食品包装材料方面的专家张钦发教授曾指出，纸杯在生产中为了达到隔水效果，会在内壁涂一层聚乙烯隔水膜。聚乙烯是食物加工中最安全的化学物质。但如果所选用的材料不好或加工工艺不过关，在聚乙烯热熔或涂抹到纸杯过程中，可能会氧化为羰基化合物。羰基化合物在常温下不易挥发，但在纸杯倒入热水时，就可能挥发出来，所以人们会闻到有怪味。从一般理论上分析，长期摄入这种有机化合物，对人体一定是有害的。现在，几乎每个家庭和单位都会准备一次性卫生纸杯，一个人一用，用完就扔，卫生又方便。国际食品包装协会副会长董金狮却指出，一次性纸杯“最不卫生”了。 

目前人们普遍使用的是纸塑杯，外面是一层纸，里面则是一层淋膜纸，如果制作时所选用的材质不好或加工工艺不过关，会产生有害物质。此外，有的纸杯生产厂家为了使杯子看上去更白，加入了大量的荧光增白剂，这些有害物质一旦进入人体，会成为潜在的致癌因素。 

本发明一种用于淋膜纸的聚乳酸新材料，聚乳酸淋膜纸已广泛使用在咖啡杯和纸汤碗等各式各样的食品容器以及外卖包装系列、聚乳酸淋膜纸杯具备天然、无毒、环保、永续的产品，可以提供您健康无毒新纸杯产品，并且聚乳酸淋膜的纸杯有以下优点：1、盛装食物防油隔水不渗漏；2、耐热且无毒、无异味产生；3、废弃后可利用聚乳酸的分解特性进行堆肥或掩埋处理。 

利用聚乳酸的高强度和疏水性提高变性淀粉力学性能、耐水性能等。对于价格相对较高聚乳酸与变性淀粉共混也将是在满足使用性能的前提下降低成本的有效途径。因此，只有通过聚乳酸与变性淀粉共混，采用工业化生产过程，聚乳酸淋膜纸杯才能得到广泛推广和应用。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提出一种用于纸淋膜的聚乳酸新材料及其制备方法，本发明纸淋膜的聚乳酸新材料性能好、天然、无毒、环保、永续的产品，其制备方法简单、成本低，并且其符合食品包装的要求，是一种具有很大发展潜力和市场需求的用于纸淋膜的新材料。 

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是： 

提供一种用于纸淋膜的聚乳酸新材料，其各组份有如下的重量百分比： 

变性淀粉为15％～45％，聚乳酸为40％～80％，环氧树脂为2％～10％，络合剂为1％～5％，润滑剂为0.5％～1％，抗氧化剂为0.5％～1％。 

所述用于纸淋膜的聚乳酸新材料的各组份详细说明如下： 

变性淀粉： 

所述变性淀粉是玉米变性淀粉、木薯变性淀粉、土豆变性淀粉一种或多种混合物。 

聚乳酸： 

所述聚乳酸是吹膜级聚乳酸的一种。 

环氧树脂： 

所述环氧树脂是环氧树脂类的一种或多种的混合物。 

络合剂： 

所述络合剂是硼砂、硼酸钠、硼酸钠镁或含硼化合物中的任何一种。 

润滑剂： 

所述润滑剂是硬脂酸、硬脂酸钙的任何一种。 

抗氧化剂： 

所述抗氧化剂包括山梨糖醇、麦芽糖醇和木糖醇的一种或多种的混合物。 

上述所提到的所有原料和助剂可全部在市场上购买得到。 

所述用于纸淋膜的聚乳酸新材料制备所用的设备： 

连续干燥机： 

采用连续干燥机，可以对变性淀粉和聚乳酸进行干燥，选用石家庄工大化工设备有限公司的连续干燥机有以下特点：1、调控容易、适用性强，2、操作简单、容易，能很快地排空干燥器内的物料。3、以传导热进行干燥，热效率高，能量消耗低。 

高速搅拌机： 

采用高速搅拌机，是集低速强力搅拌和高速分散于一体，搅拌分散同时进行并保证各种物料不挥发损失，特别适合多种物料的共混。高速搅拌机为石家庄星烁塑料有限公司制造的高速搅拌反应釜，其型号为：SHR-200.低速搅拌速度为：500-750r/min(转/分钟)，高速搅拌速度为：900-1200r/min(转/分钟)。 

双螺杆挤出机： 

采用石家庄星烁塑料有限公司制造的双螺杆挤出机，其型号为：SJ-45.无须其它设备，使用挤出机的特点：(1)挤出机能够克服其它挤出机造粒时因熔体粘度较大，不易进料的缺点；(2)挤出机温度调解能够保证了物料所需的流动性和剪切力，以及各物料间的掺混均匀程度；(3)挤出机保证了变性淀粉中水份的真空排除，以方便控制物料的含水量；(4)挤出机的螺杆结构采用多级压缩捏合保证了所有物料的塑化过程；(5)挤出机主要控制温度有四段，它们分别是：85～95℃、120～130℃、130～140℃、140～150℃； 

本发明还提出了一种制造上述用于纸淋膜的聚乳酸新材料的制备方法，包括以下步骤： 

①原料干燥：将采购的变性淀粉和聚乳酸分别的加入干燥机中进行干燥，并且将干燥好的变性淀粉和聚乳酸进行密封包装。 

②按照原料组分配比将变性淀粉、聚乳酸以及各种助剂称量。 

③将称量好的变性淀粉、聚乳酸倒入高速搅拌机，开始以500-750转/分钟的低速搅拌4～6分钟，然后加入称好重量的所述助剂，并以900-1200转/分钟的高速搅拌8～12 分钟后，再转入500-750转/分钟的低速搅拌8～12分钟，然后放料即得到所述混合物，在整个混料过程中物料温度控制在≥50℃。 

④将从步骤③得到的混合物用双螺杆挤出机造粒，所述挤出机主要控制温度有四段，它们分别是：85～95℃、120～130℃、130～140℃、140～150℃。 

⑤将从步骤④挤出的粒料用适合于淋膜纸的淋膜，淋膜工艺的温度为：机体温度：140～150℃、150～160℃、160～170℃、175～185℃，模头温度：170～180℃。 

同现有技术相比较，本发明的有益效果在于： 

本发明用于纸淋膜的聚乳酸新材料各组份的原料可全部在市场上购买得到，而且价格便宜，再加上本发明制备方法简单、制造成本也低。本发明用于纸淋膜的聚乳酸新材料组份中大部分采用变性淀粉、聚乳酸及少量的催化剂、络合剂、抗氧化剂等，这样使其性能好、淋膜加工成纸杯后环保，无毒，使用废弃后淋膜层能够被环境中有机微生物降解，是一种具有很大发展潜力和市场需求的用于纸淋膜的聚乳酸新材料。 

具体实施方式

下面通过各实施例对本发明作进一步详细说明。 

实施例1 

(1).按以下重量进行原料配比： 

变性淀粉为20％，聚乳酸为70％，环氧树脂为8％，络合剂为3％，润滑剂为1％，抗氧化剂为1％。 

所述变性淀粉采用玉米变性淀粉 

所述聚乳酸是L-聚乳酸∶Mw＝18000； 

所述环氧树脂是环氧树脂E-20； 

所述络合剂是硼酸钠镁； 

所述润滑剂是硬脂酸 

所述抗氧剂剂是木糖醇 

(2).本实施例的用于纸淋膜的聚乳酸新材料制备方法步骤如下： 

①原料干燥：将采购的变性淀粉和聚乳酸分别的加入干燥机中进行干燥，并且将干燥好的变性淀粉和聚乳酸进行密封包装。 

②按照原料组分配比将变性淀粉、聚乳酸以及各种助剂称量。 

③将称量好的变性淀粉、聚乳酸倒入高速搅拌机，开始以500-750转/分钟的低速搅拌4～6分钟，然后加入称好重量的所述助剂，并以900-1200转/分钟的高速搅拌8～12分钟后，再转入500-750转/分钟的低速搅拌8～12分钟，然后放料即得到所述混合物，在整个混料过程中物料温度控制在≥50℃。 

④将从步骤③得到的混合物用双螺杆挤出机造粒，所述挤出机主要控制温度有四段，它们分别是：85～95℃、120～130℃、130～140℃、140～150℃； 

⑤将从步骤④挤出的粒料用适合于淋膜纸的淋膜；淋膜工艺的温度为：机体温度：140～150℃、150～160℃、160～170℃、175～185℃模头温度：170～180℃。 

实施例2 

(1).按以下重量进行原料配比： 

变性淀粉为10％，聚乳酸为80％，环氧树脂为3％，络合剂为5％，润滑剂为1％，抗氧化剂为1％。 

所述聚乳酸是L-聚乳酸∶Mw＝18000； 

所述环氧树脂是环氧树脂E-20； 

所述络合剂是硼酸钠镁； 

所述润滑剂是硬脂酸； 

所述抗氧剂剂是木糖醇； 

(2).本实施例的用于纸淋膜的聚乳酸新材料制备方法步骤同实施例1。 

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。 

Claims (8)

1.一种用于纸淋膜的聚乳酸新材料，其特征在于所述聚乳酸各组份有如下的重量百分比：

2.根据权利要求1所述的用于纸淋膜的聚乳酸新材料，其特征在于：

所述变性淀粉是玉米变性淀粉、木薯变性淀粉、土豆变性淀粉一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的用于纸淋膜的聚乳酸新材料，其特征在于：

所述聚乳酸是吹膜级聚乳酸的一种。

4.根据权利要求1所述的用于纸淋膜的聚乳酸新材料，其特征在于：

所述环氧树脂是环氧树脂类的一种或多种的混合物。

5.根据权利要求1所述的用于纸淋膜的聚乳酸新材料，其特征在于：

所述络合剂是硼砂、硼酸钠、硼酸钠镁或含硼化合物中的任何一种。

6.根据权利要求1所述的用于纸淋膜的聚乳酸新材料，其特征在于：

所述润滑剂是硬脂酸、硬脂酸钙的任何一种。

7.根据权利要求1所述的用于纸淋膜的聚乳酸新材料，其特征在于：

所述抗氧化剂包括山梨糖醇、麦芽糖醇和木糖醇的一种或多种的混合物。

8.一种制造权利要求1所述用于纸淋膜的聚乳酸新材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①原料干燥：将采购的变性淀粉和聚乳酸分别的加入干燥机中进行干燥，并且将干燥好的变性淀粉和聚乳酸进行密封包装。

②按照原料组分配比将变性淀粉、聚乳酸以及各种助剂称量。

③将称量好的变性淀粉、聚乳酸倒入高速搅拌机，开始以500-750转/分钟的低速搅拌4～6分钟，然后加入称好重量的所述助剂，并以900-1200转/分钟的高速搅拌8～12分钟后，再转入500-750转/分钟的低速搅拌8～12分钟，然后放料即得到所述混合物，在整个混料过程中物料温度控制在≥50℃。

④将从步骤③得到的混合物用双螺杆挤出机造粒，所述挤出机主要控制温度有四段，它们分别是：85～95℃、120～130℃、130～140℃、140～150℃；

⑤将从步骤④挤出的粒料用适合于淋膜纸的淋膜。淋膜工艺的温度为：机体温度：140～150℃、150～160℃、160～170℃、175～185℃模头温度：170～180℃。