[发明专利]非主粮复合变性疏水淀粉制备的全生物降解树脂的制备方法及其制备装置

权利要求书

1.一种非主粮复合变性疏水淀粉制备的全生物降解树脂的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）固相酯化技术制备初级酯化变性淀粉：

①以重量比计，在100份非主粮干淀粉中加入活化剂0.3份-2份，在90-100℃下进行活化预处理25分钟-35分钟；②继续加热，当温度达到120-125℃时，加入酯化剂5份-10份进行酯化反应，反应0.5小时-1.5小时；③将反应后的物料冷却到室温，得到初级酯化变性淀粉，备用；

2）利用双螺杆挤出接枝技术制备非主粮复合变性疏水淀粉以及全生物降解树脂的制备：

①以重量比计,将上述初级酯化变性淀粉100份、生物降解低分子量的聚乳酸或生物降解低分子量的二元酸二元醇共聚物20份-40份、酸性催化剂0.3份-2份放入高速搅拌反应装置中搅拌3小时-4小时，形成初级酯化变性淀粉、生物降解低分子量的聚乳酸或二元酸二元醇共聚物以及酸性催化剂的混合物；

②接着将双螺杆双排气挤出机组合机筒预热，各区的温度控制在110℃-185℃范围内，当各区温度达到后，启动电机B，控制双螺杆（2）的转速在100-400rpm/min范围内；然后，将初级酯化变性淀粉、生物降解低分子量的聚乳酸或二元酸二元醇共聚物以及酸性催化剂的混合物从双螺杆双排气挤出机的进料口A(5)投入双螺杆双排气挤出机中；

③接着，从所述的双螺杆双排气挤出机的前排气口(8)抽真空除去水汽；

④从双螺杆双排气挤出机的进料口B(7)投入生物降解树脂100份-200份、助剂0.5份-10份；

⑤从双螺杆双排气挤出机的后排气口(6)抽真空，再次抽离残余的水汽；

⑥最后，当熔融条料从双螺杆双排气挤出机的出料孔挤出后，进行造粒，得到全生物降解树脂。

2.根据权利要求1所述的非主粮复合变性疏水淀粉制备的全生物降解树脂的制备方法，其特征在于：所述的酸性催化剂为对甲苯磺酸、甲基磺酸的其中一种或两种的组合。

3.根据权利要求1所述的非主粮复合变性疏水淀粉制备的全生物降解树脂的制备方法，其特征在于：所述的酯化剂为醋酸酐、己二酸酐、辛烯基琥珀酸酐的其中一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的非主粮复合变性疏水淀粉制备的全生物降解树脂的制备方法，其特征在于：所述的非主粮干淀粉为木薯淀粉、绿豆淀粉、甘薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉等非主粮淀粉的其中一种或几种的组合；所述的活化剂为氢氧化钠、氢氧化钾的其中一种或两种的组合。

5.根据权利要求1所述的非主粮复合变性疏水淀粉制备的全生物降解树脂的制备方法，其特征在于：所述的生物降解低分子量的二元酸二元醇共聚物为生物降解低分子量的丁二酸-丁二醇共聚物、生物降解低分子量的丁二酸-己二酸-丁二醇共聚物、生物降解低分子量的对苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚物、生物降解低分子量的对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇共聚物的其中一种或几种以上的组合。

6.根据权利要求1所述的非主粮复合变性疏水淀粉制备的全生物降解树脂的制备方法，其特征在于：所述的生物降解树脂为聚乳酸、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇、聚丁二酸-丁二醇、聚丁二酸-己二酸-丁二醇、聚对苯二甲酸-丁二酸-丁二醇、β-羟基丁酸酯与β-羟基戊酸酯共聚物、聚碳酸酯的其中一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的非主粮复合变性疏水淀粉制备的全生物降解树脂的制备方法，其特征在于：所述的助剂包括相容剂、增塑剂、扩链剂、开口剂的其中一种或几种的组合；

其中所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、聚乙烯接枝马来酸酐、乙烯丙烯酸共聚物中的一种或几种的混合；所述的增塑剂为低分子量聚酯或油脂；所述的扩链剂为巴斯夫扩链剂ADR-4370S、巴斯夫扩链剂ADR-4368CS、巴斯夫扩链剂ADR-4380的一种或几种的混合；所述的开口剂为油酸酰胺、硬脂酸酰、芥酸酰胺的一种或几种的混合。

8.根据权利要求7所述的非主粮复合变性疏水淀粉制备的全生物降解树脂的制备方法，其特征在于：所述的低分子量聚酯为脂肪族二元酸与一缩二乙二醇或二元醇缩聚而成的产物；所述的油脂为环氧大豆油。

9.一种非主粮复合变性疏水淀粉制备的全生物降解树脂的制备装置，其特征在于：它包括高速搅拌反应装置、用于加热高速搅拌反应装置的恒温加热装置（19）、真空泵（9）以及设有出料孔的双螺杆双排气挤出机；

所述的高速搅拌反应装置包括电机A、高速搅拌轴（16）以及顶部开口的反应容器（17），所述的电机A（15）与高速搅拌轴（16）连接并带动高速搅拌轴（16）转动，高速搅拌轴（16）从反应容器（17）的顶部伸入反应容器（17）中；所述的恒温加热装置（19）位于反应容器（17）的下方；

所述的双螺杆双排气挤出机包括组合机筒（1）、双螺杆（2）、加料装置、螺杆轴承A（3）、加热片（4）、齿轮减速箱（20）以及电机B，所述的组合机筒（1）由若干截分段机筒前后对齐连接而成，组合机筒（1）表面附有加热片（4）；所述的组合机筒（1）内部设有贯穿前后且横截面为“8”字形的通孔A，所述的双螺杆（2）位于通孔A内并通过固定于组合机筒（1）通孔A前端的螺杆轴承A（3）固定；双螺杆（2）前端所在的分段机筒侧壁上设有与通孔A连通的进料口A（5），双螺杆（2）末端所在的分段机筒上设有与通孔A连通的后排气口（6），设有进料口A（5）的分段机筒和设有后排气口（6）的分段机筒之间的其中1截分段机筒上设有与通孔A连通的进料口B（7）,设有进料口A（5）的分段机筒和设有进料口B（7）的分段机筒之间的其中1截分段机筒上设有与通孔A连通的前排气口（8）；所述的进料口A（5）和进料口B（7）分别与1个加料装置连接，所述的后排气口（6）和前排气口（8）分别与1台真空泵（9）与连接，所述的双螺杆（2）的前端与齿轮减速箱（20）连接，双螺杆（2）通过齿轮减速箱（20）与电机B连接；

所述的加料装置包括单螺杆（10）、蜗轮蜗杆减速装置（13）、螺杆轴承B（14）、料斗（12）以及加料机筒（11），所述的加料机筒（11）位于组合机筒（1）的上方，加料机筒（11）的内部设有贯穿前后的通孔B，所述的单螺杆（10）位于通孔B内并通过固定于加料机筒（11）通孔B前端的螺杆轴承B（14）固定，位于单螺杆（10）前端、加料机筒（11）顶部设有进料口C，位于单螺杆（10）末端、加料机筒（11）底部设有出料口A（18），所述的进料口C与料斗（12）连接，进料口A（5）和进料口B（7）分别与对应的出料口A（18）连通；所述的单螺杆（10）通过蜗轮蜗杆减速装置（13）与电机B连接。