[发明专利]一种一次性环保餐具及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于餐具制造技术领域，特别是涉及一种一次性环保餐具及其制造工艺。

背景技术

自上世纪九十年代初期开始，生产一次性餐具的材料出现了玉米淀粉与热塑性塑料的复合材料，因其良好的环境友好特性而在企业界倍受关注，特别是在2000年前后，玉米淀粉/PP复合材料生产一次性餐具成为了各地新产品投入与开发的焦点，其生产工艺主要是采用母料法，其主要工艺流程为：先把淀粉、助剂和聚乙烯混合成混合物料，冷却后破碎，然后熔融挤出制备成母料，再把这种母料与聚丙烯原料混合挤出成膜片，再吸塑成型所需形状的餐具。

但是，令人遗憾的是，经过短短的几年时间后，当初的热点新产品，并没有在市场上带来令人希望的热潮。造成这种现象的主要原因是母料法工艺存在不足，生产工艺技术还不成熟，给很多企业发展的形成了瓶颈。主要表现在以下方面。

产品的脆性大。采用母料法生产的一次性餐具脆性比较大，尤其是在沿流动方向上的脆性更大，使母料切粒困难。脆性更表现在制品随着储存时间的延长而增加。

淀粉含量低。母料法技术的淀粉含量在45％以下，如果淀粉含量增加，挤出成膜的性能就变差，吸塑成型性能也劣化，制品脆性大。由于淀粉的含量低，生物降解率低，不能达到堆肥化实验要求。

蒸发残渣量过高。蒸发残渣量是一个重要的技术指标，产品如果达不到要求，就不能进入市场。采用母料法生产一次性餐具的工艺，制品的蒸发残渣量远高于国家标准。

发明内容

本发明的目的就是要解决传统母料法制造工艺生产一次性餐具存在的产品脆性大、淀粉含量低、蒸发残渣量过高的缺陷，提高一种使用新型原料制造的一次性环保餐具以及使用该新型原料制造一次性环保餐具的制造工艺。

为此，本发明采用以下技术方案：一种一次性环保餐具，其特征是，餐具各原料成分的比例（按重量计）为：玉米淀粉51-75份，聚丙烯40-20份，单甘脂0.2-0.8份，马来酸酐E 8-15份，抗氧化剂0.05-0.12份，稳定剂0.001-0.01份，增塑剂1-2份，偶联剂0.1-0.15份，润滑剂0.8-1.2份，TMC-300成核剂0.05-0.08份。

一种制造上述一次性环保餐具的制造工艺，采用母料法，分为三步，第一步为母料的制备，第二步为挤出制成膜片，第三步为吸塑成型，其特征是，第一步母料制备中，先将设定量的淀粉投入高混锅中预混、除湿，锅内温度120℃时，以600-800转／分钟搅拌15-20分钟，然后高混锅内投入设定量的润滑剂和马来酸酐E以1200-1600转/分钟搅拌10-15分钟，熔融混合成颗粒状物料，然后将颗粒状物料放入冷混锅内冷却后加入增塑剂低速冷混3-5分钟，然后将混合好的物料直接输入挤出造粒机挤出成条状，挤出温度控制在130-165℃，然后使条状物料进入切粒机切粒制备成母料；第二步挤出制成膜片中，先将第一步制得的母料和设定量的聚丙烯以及单甘脂、抗氧化剂、稳定剂、增塑剂、偶联剂和TMC-300成核剂等助剂依次加入高混机中，在130-175℃温度范围内混合5-8分钟后输入挤出机，通过挤出机拉伸挤出，并经循环水三辊碾压冷却定型成膜片。

母料的制备中采用了一种改性的新材料马来酸酐E树脂,能够在两相界面处靠近大分子链段扩散而形成紧密的过渡层，得到分子共溶的均相体系，从而提高了各物料的相容性，与传统工艺相比，母料的制备过程可以减少了破碎工序，缩短了工艺过程，但产品的质量没有影响，同时促进产品中玉米淀粉的添加量。第二步中将聚丙烯、母料和TMC-300成核剂进行初步混合后再挤出成型制品，在这一步增加了生物基塑料配套助剂成核剂TMC-300，对于PP、PA树枝具有良好的成核促进作用，改善了制品的物理和机械性能，提高其热变形温度，强性模量和抗冲击强度。

通过上述分析，本发明可达到以下有益效果。

产品的脆性得到了极大的改善。生产的一次性餐具沿着流动方向的耐撕裂性能得到了提高，满足了用户的要求。产品的韧性不随时间的增加而变化，制品质量稳定。

淀粉含量高。采用新工艺生产的制品，其淀粉含量可大于51％，达到了堆肥化实验的要求，是一种可生物降解的材料，具有环境友好的特性。

蒸发残渣量达到了国家标准。淀粉含量为51％餐具的蒸发残渣量检测结果列于表1。从表1的检验结果来看，完全符合国家标准。

表1 淀粉含量为51％的PP餐具蒸发残渣量