本发明属于塑料及其制备技术领域，具体涉及一种环保塑料母粒及其制备方法。
背景技术：
一次性餐盒、合农用地膜、大棚膜、购物袋、电子产品材料包装材料是人们生活中的日常用品，一般采用聚乙烯等高分子化合物制成，塑料虽然属于可回收垃圾，但是由于塑料在生活中的过度使用，且塑料的回收价格偏低，造成塑料的回收工作不到位，由于采用高分子材料，分子结构稳定，在自然条件下难以降解，造成对环境的巨大污染，对人类生存环境造成极大伤害。面对日益严重的白色污染问题，人们希望寻找一种能替代现行塑料性能，又不造成白色污染的塑料替代品，可降解塑料应运而生，这种新型功能的塑料，其特点是在达到一定使用寿命废弃后，在特定的环境条件下，由于其化学结构发生明显变化，引起某些性能损失及外观变化而发生降解，对自然环境无害或少害。
现有的塑料降解效果差，同时会对环境造成污染，同时塑料生产工艺都是通过挤出机挤出得到母粒，现有的挤出设备在入料口内壁位置容易残留不少底料未被挤出而造成的浪费情况，同时在母粒制得后现有的冷却设备无法对母粒进行高效的冷却，同时冷却过程中容易出现母粒相互粘结的情况。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种环保塑料母粒及其制备方法，本发明的环保塑料母粒可以用于一次性餐盒、农用地膜、大棚膜、购物袋、电子产品材料包装材料，本发明的环保塑料母粒使用全生物材料，不含石油衍生橡塑材料，可以完全进行生物降解，不存在塑料微粒污染，本发明的具体内容如下：
本发明的第一个目的在于提供一种环保塑料母粒，其技术点在于：以所述环保塑料母粒的重量份数计，所述环保塑料母粒由70-80重量份的聚乳酸、10-15重量份的植物淀粉、3-13重量份的改性竹炭粉、3-10重量份的增塑剂、5-10重量份的硫酸钡和1-5重量份的表面活性剂原料混合制备而成；
所述聚乳酸是l型聚乳酸和d型聚乳酸的混合物；
所述l型聚乳酸和d型聚乳酸的质量比为1：(1-3)。
在本发明的有的实施例中，本发明的环保塑料母粒配方体系中的l型聚乳酸具有光学纯度95-100％的l型聚乳酸。
在本发明的有的实施例中，本发明的环保塑料母粒配方体系中的d型聚乳酸为具有光学纯度95-100％的d型聚乳酸。
在本发明的有的实施例中，本发明的环保塑料母粒配方体系中的植物淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、魔芋淀粉、豌豆淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉和早稻淀粉中的至少一种。
在本发明的有的实施例中，本发明的环保塑料母粒配方体系中的改性竹炭粉的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将新鲜竹子烘干后粉碎，过筛得到50-80目的竹粉；将竹粉置于900-1000℃煅烧20-40h得到改性竹炭粉；
步骤二:按改性竹炭粉加入浓硝酸后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，150℃水热反应1-2h，冷却后用蒸馏水洗净，得改性竹炭粉。
在本发明的有的实施例中，本发明的环保塑料母粒配方体系中的改性炭粉制备方法中步骤二中改性竹炭粉质量和浓硝酸体积之比为0.1g：(0.5-2)ml。
在本发明的有的实施例中，本发明的环保塑料母粒配方体系中的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丁酯、己酰柠檬酸三丁酯、聚乙二醇和聚丙二醇乙二酸酯中的至少一种。
在本发明的有的实施例中，本发明的环保塑料母粒配方体系中的硫酸钡目数为2000-3000目。
在本发明的有的实施例中，本发明的环保塑料母粒配方体系中的表面活性剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、卵磷脂和聚山梨酯中的至少一种。
本发明的第二个目的在于提供一种环保塑料母粒的制备方法，其技术点在于：所述环保塑料母粒的制备方法包括以下步骤：
步骤一：采用除湿干燥器将聚乳酸和植物淀粉进行预干燥；
步骤二：然后将步骤一中干燥后的聚乳酸、植物淀粉和改性竹炭粉放入密闭的高速搅拌机中混合，搅拌时间5-10min，得到混合物a；
步骤三：根据配比调节失重喂料器参数，分别将步骤二中的混合物a、增塑剂、硫酸钡和表面活性剂同时加入到螺杆挤出机中熔融共混，混炼温度为120-180℃，熔融后的物料通过螺杆输送并挤压造粒得到所述的环保塑料母粒母粒。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明的环保塑料母粒由聚乳酸、植物淀粉、改性竹炭粉、增塑剂、硫酸钡和表面活性剂原料混合制备而成，其中聚乳酸是l型聚乳酸和d型聚乳酸的混合物，两种不同类型的聚乳酸组合物在于：制备得到的环保塑料母粒不需二次加工便能具有高耐热性，从而节省时间与成本，并能同时具有高耐冲击性，使其能应用的范围更加广泛。
2、本发明的环保塑料母粒以聚乳酸、改性竹炭粉和植物淀粉为主要原料，在降解过程中，该环保塑料更为容易被土壤吸收转化，有助于改善土壤肥力避免土壤性壮退化。
3、本发明的环保塑料母粒中所使用的原料和各类助剂都属完全可生物降解类型，不含任何不可降解的石油基树脂成分，是真正意义上的完全可生物降解塑料，因而更具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的一种环保塑料母粒由75kg的聚乳酸、12kg的植物淀粉、8kg的改性竹炭粉、6kg的增塑剂、7kg的硫酸钡和3kg的表面活性剂原料混合制备而成；
所述聚乳酸是l型聚乳酸和d型聚乳酸的混合物；
所述l型聚乳酸和d型聚乳酸的质量比为1：2。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的l型聚乳酸具有光学纯度97％的l型聚乳酸。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的d型聚乳酸为具有光学纯度97％的d型聚乳酸。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的植物淀粉为玉米淀粉。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的改性竹炭粉的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将新鲜竹子烘干后粉碎，过筛得到50-80目的竹粉；将竹粉置于950℃煅烧30h得到改性竹炭粉；
步骤二:按改性竹炭粉加入浓硝酸后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，150℃水热反应2h，冷却后用蒸馏水洗净，得改性竹炭粉。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的改性炭粉制备方法中步骤二中改性竹炭粉质量和浓硝酸体积之比为0.1g：1ml。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的硫酸钡目数为2500目。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的表面活性剂为硬脂酸。
按照上述配方本实施例的一种环保塑料母粒的制备方法包括以下步骤：
步骤一：采用除湿干燥器将聚乳酸和植物淀粉进行预干燥；
步骤二：然后将步骤一中干燥后的聚乳酸、植物淀粉和改性竹炭粉放入密闭的高速搅拌机中混合，搅拌时间7min，得到混合物a；
步骤三：根据配比调节失重喂料器参数，分别将步骤二中的混合物a、增塑剂、硫酸钡和表面活性剂同时加入到螺杆挤出机中熔融共混，混炼温度为150℃，熔融后的物料通过螺杆输送并挤压造粒得到所述的环保塑料母粒母粒。
实施例2
本实施例的一种环保塑料母粒由80kg的聚乳酸、15kg的植物淀粉、13kg的改性竹炭粉、10kg的增塑剂、10kg的硫酸钡和5kg的表面活性剂原料混合制备而成；
所述聚乳酸是l型聚乳酸和d型聚乳酸的混合物；
所述l型聚乳酸和d型聚乳酸的质量比为1：1。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的l型聚乳酸具有光学纯度100％的l型聚乳酸。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的d型聚乳酸为具有光学纯度100％的d型聚乳酸。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的植物淀粉为马铃薯淀粉。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的改性竹炭粉的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将新鲜竹子烘干后粉碎，过筛得到80目的竹粉；将竹粉置于1000℃煅烧20h得到改性竹炭粉；
步骤二:按改性竹炭粉加入浓硝酸后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，150℃水热反应1h，冷却后用蒸馏水洗净，得改性竹炭粉。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的改性炭粉制备方法中步骤二中改性竹炭粉质量和浓硝酸体积之比为0.1g：0.5ml。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的增塑剂为柠檬酸三丁酯。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的硫酸钡目数为2000目。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
按照上述配方本实施例的一种环保塑料母粒的制备方法包括以下步骤：
步骤一：采用除湿干燥器将聚乳酸和植物淀粉进行预干燥；
步骤二：然后将步骤一中干燥后的聚乳酸、植物淀粉和改性竹炭粉放入密闭的高速搅拌机中混合，搅拌时间10min，得到混合物a；
步骤三：根据配比调节失重喂料器参数，分别将步骤二中的混合物a、增塑剂、硫酸钡和表面活性剂同时加入到螺杆挤出机中熔融共混，混炼温度为180℃，熔融后的物料通过螺杆输送并挤压造粒得到所述的环保塑料母粒母粒。
实施例3
本实施例的一种环保塑料母粒由70kg的聚乳酸、10kg的植物淀粉、3kg的改性竹炭粉、3kg的增塑剂、5kg的硫酸钡和1kg的表面活性剂原料混合制备而成；
所述聚乳酸是l型聚乳酸和d型聚乳酸的混合物；
所述l型聚乳酸和d型聚乳酸的质量比为1：1。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的l型聚乳酸具有光学纯度95％的l型聚乳酸。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的d型聚乳酸为具有光学纯度95％的d型聚乳酸。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的植物淀粉为魔芋淀粉。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的改性竹炭粉的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将新鲜竹子烘干后粉碎，过筛得到50目的竹粉；将竹粉置于1000℃煅烧20h得到改性竹炭粉；
步骤二:按改性竹炭粉加入浓硝酸后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，150℃水热反应1h，冷却后用蒸馏水洗净，得改性竹炭粉。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的改性炭粉制备方法中步骤二中改性竹炭粉质量和浓硝酸体积之比为0.1g：2ml。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的增塑剂为己酰柠檬酸三丁酯。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的硫酸钡目数为3000目。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的表面活性剂为卵磷脂。
按照上述配方本实施例的一种环保塑料母粒的制备方法包括以下步骤：
步骤一：采用除湿干燥器将聚乳酸和植物淀粉进行预干燥；
步骤二：然后将步骤一中干燥后的聚乳酸、植物淀粉和改性竹炭粉放入密闭的高速搅拌机中混合，搅拌时间10min，得到混合物a；
步骤三：根据配比调节失重喂料器参数，分别将步骤二中的混合物a、增塑剂、硫酸钡和表面活性剂同时加入到螺杆挤出机中熔融共混，混炼温度为120℃，熔融后的物料通过螺杆输送并挤压造粒得到所述的环保塑料母粒母粒。
实施例4
本实施例的一种环保塑料母粒由75kg的聚乳酸、13kg的植物淀粉、5kg的改性竹炭粉、8kg的增塑剂、8kg的硫酸钡和2kg的表面活性剂原料混合制备而成；
所述聚乳酸是l型聚乳酸和d型聚乳酸的混合物；
所述l型聚乳酸和d型聚乳酸的质量比为1：1。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的l型聚乳酸具有光学纯度95％的l型聚乳酸。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的d型聚乳酸为具有光学纯度95％的d型聚乳酸。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的植物淀粉为玉豌豆淀粉。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的改性竹炭粉的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将新鲜竹子烘干后粉碎，过筛得到60目的竹粉；将竹粉置于1000℃煅烧24h得到改性竹炭粉；
步骤二:按改性竹炭粉加入浓硝酸后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，150℃水热反应2h，冷却后用蒸馏水洗净，得改性竹炭粉。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的改性炭粉制备方法中步骤二中改性竹炭粉质量和浓硝酸体积之比为0.1g：1.5ml。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的增塑剂为聚乙二醇。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的硫酸钡目数为2800目。
其中，本实施例的环保塑料母粒配方体系中的表面活性剂为聚山梨酯。
按照上述配方本实施例的一种环保塑料母粒的制备方法包括以下步骤：
步骤一：采用除湿干燥器将聚乳酸和植物淀粉进行预干燥；
步骤二：然后将步骤一中干燥后的聚乳酸、植物淀粉和改性竹炭粉放入密闭的高速搅拌机中混合，搅拌时间6min，得到混合物a；
步骤三：根据配比调节失重喂料器参数，分别将步骤二中的混合物a、增塑剂、硫酸钡和表面活性剂同时加入到螺杆挤出机中熔融共混，混炼温度为130℃，熔融后的物料通过螺杆输送并挤压造粒得到所述的环保塑料母粒母粒。
对比例1
本对比例中所使用的“聚乳酸”仅仅是“l型聚乳酸”，其中“l型聚乳酸”的添加量是实施例1中“l型聚乳酸”和“d型聚乳酸”添加量之和，其余配方体系中的原料和操作方法同实施例1。
对比例2
本对比例中所使用的“聚乳酸”仅仅是“d型聚乳酸”，其中“d型聚乳酸”的添加量是实施例1中“l型聚乳酸”和“d型聚乳酸”添加量之和，其余配方体系中的原料和操作方法同实施例1。
对比例3
本对比例中添加的“改性竹炭粉2kg”，其余配方体系中的原料和操作方法同实施例1。
试验例
将实施例1-4和对比例1-3制备得到的环保塑料母粒按照gb/t1040-92制成标准样品，按照gb1040-79标准测试样品的抗拉强度、断裂伸长率，每个样品测试5次，测试时拉伸速度为10mm/min，样品在相对湿度为50％的环境下放置21天后进行测量，将实施例1-4和对比例1-3制备得到的环保塑料母粒注塑机注塑成拉伸样条，按照astmd5338标准进行堆肥生物降解性能测试，记录失重，试验结果见表1：
表1环保塑料母粒的测试结果
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
1.一种环保塑料母粒，其特征在于：以所述环保塑料母粒的重量份数计，所述环保塑料母粒由70-80重量份的聚乳酸、10-15重量份的植物淀粉、3-13重量份的改性竹炭粉、3-10重量份的增塑剂、5-10重量份的硫酸钡和1-5重量份的表面活性剂原料混合制备而成；
所述聚乳酸是l型聚乳酸和d型聚乳酸的混合物；
所述l型聚乳酸和d型聚乳酸的质量比为1：(1-3)。
2.根据权利要求1所述的环保塑料母粒，其特征在于：所述l型聚乳酸具有光学纯度95-100％的l型聚乳酸。
3.根据权利要求1所述的环保塑料母粒，其特征在于：所述d型聚乳酸为具有光学纯度95-100％的d型聚乳酸。
4.根据权利要求1所述的环保塑料母粒，其特征在于：所述植物淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、魔芋淀粉、豌豆淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉和早稻淀粉中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的环保塑料母粒，其特征在于：所述改性竹炭粉的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将新鲜竹子烘干后粉碎，过筛得到50-80目的竹粉；将竹粉置于900-1000℃煅烧20-40h得到改性竹炭粉；
步骤二:按改性竹炭粉加入浓硝酸后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，150℃水热反应1-2h，冷却后用蒸馏水洗净，得改性竹炭粉。
6.根据权利要求5所述的环保塑料母粒，其特征在于：所述步骤二中改性竹炭粉质量和浓硝酸体积之比为0.1g：(0.5-2)ml。
7.根据权利要求1所述的环保塑料母粒，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丁酯、己酰柠檬酸三丁酯、聚乙二醇和聚丙二醇乙二酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的环保塑料母粒，其特征在于：所述硫酸钡目数为2000-3000目。
9.根据权利要求1所述的环保塑料母粒，其特征在于：所述表面活性剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、卵磷脂和聚山梨酯中的至少一种。
10.一种环保塑料母粒的制备方法，其特征在于：所述环保塑料母粒的制备方法包括以下步骤：
步骤一：采用除湿干燥器将聚乳酸和植物淀粉进行预干燥；
步骤二：然后将步骤一中干燥后的聚乳酸、植物淀粉和改性竹炭粉放入密闭的高速搅拌机中混合，搅拌时间5-10min，得到混合物a；
步骤三：根据配比调节失重喂料器参数，分别将步骤二中的混合物a、增塑剂、硫酸钡和表面活性剂同时加入到螺杆挤出机中熔融共混，混炼温度为120-180℃，熔融后的物料通过螺杆输送并挤压造粒得到所述的环保塑料母粒母粒。
技术总结