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CN111574754A - 一种全生物降解纽扣的基本配方 - Google Patents

一种全生物降解纽扣的基本配方 Download PDF

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Abstract

一种全生物降解纽扣的基本配方，包括20wt％‑50wt％全生物降解塑料，40wt％‑70wt％填料，0wt％‑6wt％偶联剂和1wt％‑10wt％增塑剂。本发明用于减轻不可降解塑料纽扣对环境的污染问题，以及将全生物降解塑料引入到纽扣行业中，本发明具有高强度，耐磨，不掉粉等优异的性能，其制备工艺简单，成本低廉等优点。

Description

一种全生物降解纽扣的基本配方
技术领域
本发明涉及纽扣制作材料领域，尤其涉及一种全生物降解纽扣的基本配方。
背景技术
纽扣是服装不可或缺的一部分，有人称纽扣是服装的眼睛，衣服上的明珠，它有着其特有的纽扣文化，小小的纽扣可让人们看到中外历代服饰的变化和发展。目前世界上80％以上的纽扣都用合成树脂作为原料，诸如不饱和树脂、聚苯乙烯和聚乙烯制品的款式各异，层出不穷，不仅色彩鲜艳，而且造价低廉，但是随着生活水平的提高，衣服更新换代加速，随之而来大量的扣子被丢弃，但是该类材料的降解周期长达300-500年，随意丢弃不仅浪费资源，更是对环境造成了极大的污染，给地球环境带来巨大的负担。随着环境问题的不断凸显，在发展经济的同时，环保和绿色化越来越受到社会的重视，可生物降解塑料的出现被视为是应对塑料环境污染的利器，政府方面也大力支持可再生资源以及生物可降解材料的研发及使用，同时引导市场朝向生物可降解材料发展。
PLA(聚乳酸)、淀粉、PHA(聚羟基脂肪酸酯)、PBAT(己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯)、PCL(聚己内酯)、等材料性能优越，可批量生产，可以用传统的方式进行处理，是最经济且具有可行性的生物可降解材料。美国Food and Drug Administration检测证明聚PLA是十分安全的塑料，无色、无味、硬度大、光泽性好、生物相容性好、低毒性，可以直接与食品接触。PLA的主要用于食品包装方面，包括水果、蔬菜、果汁等保存期限较短的食品包装以及一次性餐具等。基于此，本发明以生物可降解材料PLA为基体，开发出一种新型的，环保的，绿色的全生物降解纽扣基本配方。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种全生物降解纽扣的基本配方，用于减轻不可降解塑料纽扣对环境的污染问题，以及将全生物降解塑料引入到纽扣行业中。
为了达到上述发明目的，本发明采用的具体方案为：
一种全生物降解纽扣的基本配方，包括20wt％-50wt％全生物降解塑料，40wt％-70wt％填料，0wt％-6wt％偶联剂和1wt％-10wt％增塑剂。
进一步，所述全生物降解塑料可以是PLA、PCL、PBAT、PHA或PBS(聚丁二酸丁二醇酯)中的一种或其任意组合。
进一步，所述填料可以是农作物秸秆类(玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、甘蔗秸秆或棉花秸秆等)，淀粉类(玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉或大米淀粉)、木粉、竹粉或竹纤维等中的一种或其任组合。
进一步，所述偶联剂可以是硅烷偶联剂(A151、A171、A172、KH 540、KH 550、KH551、KH 560、KH 570或KH 580)、钛酸酯偶联剂(101、102或105)、铝酸酯偶联剂、硼化物偶联剂、磷酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂或锡酸酯偶联剂等中的一种或其任意组合。
进一步，所述增塑剂可以是：邻苯二甲酸酯类：邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)或对苯二甲酸二辛酯(DOTP)；环氧酯类：环氧大豆油(ESO)、环氧脂肪酸丁酯、环氧脂肪酸辛酯(ED3)或环氧四氢邻苯二甲酸二辛脂(EPS)；多元醇酯类：双季戊四醇酯(PCB)或59酸乙二醇酯(0259)；小分子多元醇：乙二醇、丙二醇、丙三醇(甘油)或樟脑等中的一种或其任意组合。
一种全生物降解纽扣的基本配方，其制备方式包括以下步骤：
(1)将填料和偶联剂按照上述比例于高速搅拌机中搅拌30-60min以对填料表面进行充分均匀的表面修饰；
(2)随后将全生物降解塑料和增塑剂按照上述比例于高混机中进行混合搅拌，时长约5-10min，使其混合均匀；
(3)将混合均匀的料进行双螺杆挤出或连续密炼造粒纽扣配方粒子；
(4)根据需求可将粒子热压成板，造型为不同规格的纽扣。
本发明的有益效果为：
本发明新型全生物降解纽扣具有高强度，耐磨，不掉粉等优异的性能，其制备工艺简单，成本低廉。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。在本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明进行的变更、组合或替换，对于本领域的技术人员来说是显而易见的，且包含在本发明的范围之内。
实施例1
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：70份的玉米淀粉和10份甘油增塑剂于高速搅拌机中混合30min后，加入20份PLA，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
实施例2
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：55份的木薯淀粉和10份乙二醇增塑剂于高速搅拌机中混合30min后，加入35份PLA，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
实施例3
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：50份的秸秆和6份KH560于高速搅拌机中混合30min后，加入40份PLA，4份DMP增塑剂，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
实施例4
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：40份的玉米秸秆和5份KH550于高速搅拌机中混合30min后，加入25份PLA，25份PCL，5份DIOP增塑剂，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
实施例5
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：50份的小麦秸秆和2份KH570于高速搅拌机中混合30min后，加入20份PLA，25份PCL，3份PCB增塑剂，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
实施例6
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：50份的水稻秸秆和2份钛酸酯偶联剂101于高速搅拌机中混合30min后，加入20份PLA，25份PCL，3份ESO增塑剂，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
实施例7
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：50份的高粱秸秆和2份铝酸酯偶联剂于高速搅拌机中混合30min后，加入20份PLA，25份PCL，3份DOP增塑剂，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
实施例8
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：50份的木粉和2份硅烷偶联剂KH570于高速搅拌机中混合30min后，加入20份PLA，25份PBAT，3份DBP增塑剂，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
实施例9
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：50份的竹纤维和2份硅烷偶联剂KH570于高速搅拌机中混合30min后，加入20份PLA，25份PBAT，3份DIBP增塑剂，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
实施例10
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：65份的竹纤维和2份硅烷偶联剂KH570于高速搅拌机中混合30min后，加入20份PLA，10份PHA，3份DIBP增塑剂，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
实施例11
一种新型全生物降解的纽扣配方，由以下重量份的组分组成：60份的竹粉和5份硅烷偶联剂KH570于高速搅拌机中混合30min后，加入20份PLA，12份PBS，3份ESO增塑剂，继续在高速搅拌机中混合10min后取出，接着用连续密炼机将混匀的料在165℃的条件下进行密炼造粒，即可得到纽扣配方粒子，将粒子于180℃条件下热压成型，进行测试及纽扣造型。
性能测试
按照上述实施例1至11配方将复合材料制作出来，对复合材料进行拉伸强度和外观进行检测。拉伸性能测试结果见表1。
表1
序号 拉伸强度/MPa 序号 拉伸强度/MPa
实施例1 20.5 实施例7 29.8
实施例2 28 实施例8 29.5
实施例3 29 实施例9 28.9
实施例4 32.8 实施例10 24.1
实施例5 28.7 实施例11 27.3
实施例6 29.3
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种全生物降解纽扣的基本配方，其特征在于：包括20wt％-50wt％全生物降解塑料，40wt％-70wt％填料，0wt％-6wt％偶联剂和1wt％-10wt％增塑剂。
2.根据权利要求1所述的一种全生物降解纽扣的基本配方，其特征在于：所述全生物降解塑料可以是PLA、PCL、PBAT、PHA或PBS(聚丁二酸丁二醇酯)中的一种或其任意组合。
3.根据权利要求1所述的一种全生物降解纽扣的基本配方，其特征在于：所述填料可以是农作物秸秆类(玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、甘蔗秸秆或棉花秸秆等)，淀粉类(玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉或大米淀粉)、木粉、竹粉或竹纤维等中的一种或其任组合。
4.根据权利要求1所述的一种全生物降解纽扣的基本配方，其特征在于：所述偶联剂可以是硅烷偶联剂(A151、A171、A172、KH 540、KH 550、KH 551、KH 560、KH 570或KH 580)、钛酸酯偶联剂(101、102或105)、铝酸酯偶联剂、硼化物偶联剂、磷酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂或锡酸酯偶联剂等中的一种或其任意组合。
5.根据权利要求1所述的一种全生物降解纽扣的基本配方，其特征在于：所述增塑剂可以是：邻苯二甲酸酯类：邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)或对苯二甲酸二辛酯(DOTP)；环氧酯类：环氧大豆油(ESO)、环氧脂肪酸丁酯、环氧脂肪酸辛酯(ED3)或环氧四氢邻苯二甲酸二辛脂(EPS)；多元醇酯类：双季戊四醇酯(PCB)或59酸乙二醇酯(0259)；小分子多元醇：乙二醇、丙二醇、丙三醇(甘油)或樟脑等中的一种或其任意组合。
6.根据权利要求1所述的一种全生物降解纽扣的基本配方，其特征在于，其制备方式包括以下步骤：
(1)将填料和偶联剂按照上述比例于高速搅拌机中搅拌30-60min以对填料表面进行充分均匀的表面修饰；
(2)随后将全生物降解塑料和增塑剂按照上述比例于高混机中进行混合搅拌，时长约5-10min，使其混合均匀；
(3)将混合均匀的料进行双螺杆挤出或连续密炼造粒纽扣配方粒子；
(4)根据需求可将粒子热压成板，造型为不同规格的纽扣。
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