生物降解母料的自产方案
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生物降解母料的自产方案
一、简介
选取不同的淀粉、聚乳酸(PLA)、生物降解共聚酯(PBAT)以及无机矿物可以制作不同种类的降解材料,以下有四种吹膜母料可以根据不同的客户需求分别推广,价格高、中、低档俱全。
经本人在前任公司四年的经验和实践,这四种吹膜母料的研发和生产是切实可行的。
这些配方中的生淀粉主要是从山东或河南等玉米产量大省采购而来,分工业级和食用级。
食用级淀粉可用作食品包装材料的原料,安全无毒无害,它比工业级稍贵一点。
PBAT主要是采用浙江杭州鑫富药业股份有限公司的Biocosafe吹塑级树脂,它是一种生物降解共聚酯,价格较高。
另外PLA是采用美国NatureWorks公司的生物降解聚酯,牌号为3052D。
滑石粉或者重质碳酸钙采用的规格是白度92以上,细度是600到1250目。
二、四种吹膜母料的配方设计
1、淀粉基降解母料
2、淀粉、矿物混合基降解母料
3、淀粉、共聚酯混合基降解母料
4、、矿物、共聚酯混合基降解母料
三、加工工艺
1、选取相关设备
①72型平行双螺杆挤出机(长径比48:1)
②风冷切粒系统
③高速混合机
备注:做含淀粉的母料时,最好附加一个低速搅拌锅,用于承接高速搅拌锅放出的物料,可有效冷却物料、防止结块。
2、配料及高速混料(以下皆为一步混料法)
①第一种母料
预先将高速混合机升温至150℃,恒温10~20分钟。
将配好的淀粉、硬脂酸、硬脂酸钙及硬脂酸锌投入混合机中进行改性、活化处理,先启动低速搅拌1~2mins,接着启动高速搅拌混合15~20mins(具体淀粉改性的时间与温度相关),然后投入铝酸酯继续高速搅拌3~5mins;再投入其它助剂,高速搅拌2~3mins,再低速搅拌2~3mins,最后投入7144线性料低速搅拌1~2mins后放料冷却。
②第二种母料
预先将高速混合机升温至150℃,恒温10~20分钟。
将配好的淀粉、硬脂酸、硬脂酸钙及硬脂酸锌投入混合机中进行改性、活化处理,先启动低速搅拌1~2mins,接着启动高速搅拌混合15~20mins(具体淀粉改性的时间与温度相关),然后投入滑石粉/碳酸钙和铝酸酯高速搅拌3~5mins;
再投入其它助剂,高速搅拌2~3mins,再低速搅拌2~3mins,最后投入7144线性料低速搅拌1~2mins后放料冷却。
③第三种母料
预先将高速混合机升温至150℃,恒温10~20分钟。
将配好的淀粉、硬脂酸、硬脂酸钙及硬脂酸锌投入混合机中进行改性、活化处理,先启动低速搅拌1~2mins,接着启动高速搅拌混合15~20mins(具体淀粉改性的时间与温度相关),然后投入铝酸酯继续高速搅拌3~5mins;再投入其它助剂,高速搅拌2~3mins,再低速搅拌2~3mins,最后投入PBAT和PLA,低速搅拌1~2mins后放料冷却。
④第四种母料
预先将高速混合机升温至120℃,恒温10~20分钟。
将配好的滑石粉/碳酸钙、乙烯蜡及铝酸酯投入混合机中进行活化处理,先启动低速搅拌1~2mins,接着启动高速搅拌混合10~15mins;再投入固体石蜡、硬脂酸、硬脂酸钙等助剂,高速搅拌2~3mins,再换低速搅拌2~3mins,最后投入PBAT和PLA,低速搅拌1~2mins后放料冷却。
备注:密切关注搅拌电流及声音的变化,注意防止结块;冷却时一般是高温放料到一个通有循环水的低速搅拌锅内,低速搅拌冷却,直到物料温度降至80℃以下。
3、投料挤出造粒
①设定挤出机加工温度,到达指定温度后恒温15~25mins。
第一种、二种、三种及第四种母料的温度参数如下:
②投料,开启油泵,开动主机及喂料装置等,设定相关参数(主机转速≤300RPM;熔体压力≤ 7 MPa),等挤出拉条正常后,启动切粒系统。
备注:密切注意电流及熔压变化,观察粒料状态和颜色,并不定时地换网;各区温度可有±10℃的浮动。
四、成本估算
1、对于72型双螺杆挤出机,加工费用估算:
对于第一种母料:
人工 + 水电费 + 原料损耗 + 机器设备折旧≈ 600 元/吨
对于第二种母料:
人工 + 水电费 + 原料损耗 + 机器设备折旧≈ 540 元/吨
对于第三种母料:
人工 + 水电费 + 原料损耗 + 机器设备折旧≈ 480 元/吨
对于第四种母料:
人工 + 水电费 + 原料损耗 + 机器设备折旧≈ 360元/吨
备注:以上是根据本人多年做改性塑料的经验及马工提供的数据大致估算,可能会有出入。
2、原材料采购单价如下表:
素,数据上可能会有出入。
3、原材料成本估算:(注:生淀粉改性制成降解母料后,一般有12.5%左右的水分损耗;前三个配方
除去水分后,总量皆为100份。
)
第一种母料:
3000*0.8 + 11000*0.11 + 10500*0.11 + 8640*0.013 + 10000*0.02 + 11000*0.005 + 11400*0.02 + 10500*0.01 + 14000*0.01 + 43000*0.002 === 5691 (元/吨)
第二种母料:
①加入滑石粉:3000*0.4 + 11000*0.11 + 10500*0.11 + 2000*0.35 + 8640*0.007 + 10000*0.018
+ 11000*0.003 + 11400*0.03 + 10500*0.01 + 14000*0.01 + 43000*0.002 === 5212 (元/吨)
②加入碳酸钙:3000*0.4 + 11000*0.11 + 10500*0.11 + 800*0.35 + 8640*0.007 + 10000*0.018
+ 11000*0.003 + 11400*0.03 + 10500*0.01 + 14000*0.01 + 43000*0.002 === 4792(元/吨)
第三种母料:
3000*0.8 + 33000*0.17 + 20500*0.05 + 8640*0.013 + 10000*0.02 + 11000*0.005 + 11400*0.02 + 10500*0.01 + 14000*0.01 + 43000*0.002 === 9961 (元/吨)
第四种母料:
①加入滑石粉:2000*0.70 + 33000*0.18 + 20500*0.06 + 10000*0.008 + 11400*0.03 +
10500*0.02 + 43000*0.002 === 9288 (元/吨)
②加入碳酸钙:800*0.70 + 33000*0.18 + 20500*0.06 + 10000*0.008 + 11400*0.03 +
10500*0.02 + 43000*0.002 === 8448 (元/吨)
4、自产四种降解母料的成本单价:
第一种母料: 5691 + 600 === 6291 (元/吨)
第二种母料:
①加入滑石粉:5212 + 540 === 5752 (元/吨)
②加入碳酸钙:4792 + 540 === 5332 (元/吨)
第三种母料: 9961 + 480 === 10441 (元/吨)
第四种母料:
①加入滑石粉: 9288 + 360 === 9663 (元/吨)
②加入碳酸钙: 8448 + 360 === 8823 (元/吨)。