一种光降解塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光降解塑料及其制备方法，属于车用塑料技术领域。本发明专利技术研制的产品中，包括ABS塑料层和PBT塑料层；所述ABS塑料层两侧夹设有PBT塑料层，以形成三明治结构；所述ABS塑料层中分散有纳米二氧化钛；所述PBT塑料层中分散有纳米二氧化硅；所述纳米二氧化硅为空心球形纳米二氧化硅。本发明专利技术所得产品既可以保障产品在实际使用过程中，具有良好的各项机械性能，同时又可以保障在最终废弃后，可以尽快发生降解，减少对环境造成的污染。减少对环境造成的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种光降解塑料及其制备方法


[0001]本专利技术公开了一种光降解塑料及其制备方法，属于车用塑料


技术介绍

[0002]当前世界汽车材料技术发展的主要方向是轻量化和环保化，轻量化可以降低汽车排放、提高燃油效率。轻量化的重要措施就是加大塑料及塑料复合材料在汽车上应用的比重。在汽车工业使用塑料零配件替代各种昂贵的有色金属及钢铁材料，不仅能提高汽车设计制造的灵活性，也可降低零部件加工、装配与维修费用，还有利于节能环保。近年来，塑料及塑料复合材料在汽车上的应用越来越多，如用于汽车内饰件、外装件以及功能件。高性能工程塑料用量的多少已成为现代汽车工业发展水平的重要标志之一。
[0003]但在广泛使用塑料的同时，也存在着巨大的隐患。传统塑料大多性能稳定，在自然环境中很难被微生物分解。大量废旧塑料残留在自然环境中，严重影响人们的日常生活。开发可降解塑料，可以减少传统塑料的用量，解决因过量使用传统塑料而给自然环境、人类社会带来的不利影响。因此，发展可降解塑料是大势所趋，是未来汽车用材料的一大发展方向。
[0004]与传统的石油基塑料相比，利用玉米、甘蔗、植物秸秆等为原料得到的生物基塑料，可降低30％～50％的石油资源消耗，实现数亿吨二氧化碳的净减排。因此，生物基塑料在推行低碳经济上将发挥重要作用。但就目前而言，生物基塑料还难以与聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等传统石油基塑料相抗衡，价格偏高、综合性能欠佳是制约生物基塑料快速发展和大量应用的主要因素。
[0005]因此，如何在现有的综合性能优异的塑料基体中，开发出具有降解能力的塑料，是制约汽车领域中，能否大范围广泛采用塑料作为材料的因素之一。

技术实现思路

[0006]针对传统生物降解型塑料成本高，且难以兼顾性能方面的优势，而传统石油基塑料又不具备可降解性的矛盾，本专利技术提供了一种光降解塑料及其制备方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一个目的在于提供了一种光降解塑料。
[0008]一种光降解塑料，包括ABS塑料层和PBT塑料层；
[0009]所述ABS塑料层两侧夹设有PBT塑料层，以形成三明治结构；
[0010]所述ABS塑料层中分散有纳米二氧化钛；
[0011]所述PBT塑料层中分散有纳米二氧化硅；
[0012]所述纳米二氧化硅为空心球形纳米二氧化硅。
[0013]上述技术方案采用ABS塑料和PBT塑料复合形成三明治复合结构，并且，在两个不同的塑料体系中，添加不同的功能性添加剂，其中，位于中间的ABS塑料层中引入纳米二氧化钛，位于表层的PBT塑料层中引入空心球形纳米二氧化硅，如此，可以利用空心球形纳米二氧化硅对紫外光的反射和折射作用，一方面，通过将部分紫外光反射至塑料基体外部，避
免强紫外光在产品使用初期对塑料基体即造成过度降解，从而影响产品使用性能；另一方面，利用空心球形纳米二氧化硅的壁面对紫外光的折射作用，可以使得一部分紫外光射入中间层中，在纳米二氧化钛作用下，引发ABS塑料首先发生降解，如此，可以保证的是，在降解的初期，仅有中间层的ABS塑料发生降解，不会对表层PBT塑料表现出的各种性能造成显著不良影响，而随着塑料件的废弃，伴随着ABS的大量降解，中间层失效后，两个表层PBT发生分离，并且纳米二氧化钛向PBT塑料和ABS塑料界面处迁移，如此，在进一步降解时，紫外光可以直接激发纳米二氧化钛对PBT塑料进行降解，此时，PBT塑料中，纳米二氧化钛为于PBT塑料表面，而内部残留的二氧化硅则可以进一步强化紫外光对纳米二氧化钛的激发作用，使得PBT塑料快速发生降解。
[0014]进一步地，所述PBT塑料层包括两层，所述两层分别位于所述ABS塑料层两侧，至少其中一层所述PBT塑料层为多孔PBT塑料层。
[0015]进一步地，所述多孔PBT塑料层和所述ABS塑料层之间，夹设有氧化石墨烯，所述氧化石墨烯为透明纳米氧化石墨烯。
[0016]上述技术方案进一步在PBT塑料层和ABS塑料层之间设有透明纳米氧化石墨烯，首先，透明纳米氧化石墨烯的存在，不会对折射进入内部的紫外光造成屏蔽作用，另一方面，一旦ABS塑料层因为降解发生失效，透明纳米氧化石墨烯因为其特殊的层状结构，可以使得ABS塑料层和PBT塑料层之间发生有效的分离，避免发生大面积粘连，如此，后续进一步淘汰降解时，可以有效避免因为ABS的大量残留粘连影响PBT的降解效果。
[0017]进一步地，所述透明纳米氧化石墨烯层间嵌入有十二烷基苯磺酸钠。
[0018]上述技术方案进一步在氧化石墨烯层间引入十二烷基苯磺酸钠，如此，可以拓宽氧化石墨烯的层间距，对折射进入内部的紫外光形成有效的折射，有效激活纳米二氧化钛，另外，拓宽后的层间距引起石墨烯层与层之间更容易发生分离，对后续PBT的进一步降解起到积极效果。
[0019]进一步地，所述ABS塑料层为多孔ABS塑料层。
[0020]本专利技术的另一目的，在于提供了一种光降解塑料的制备方法。
[0021]一种上述光降解塑料的制备方法，具体制备步骤包括：
[0022]S1.将纳米二氧化钛分散于ABS塑料中，并挤出成片状ABS物料；将纳米二氧化硅和PBT塑料共混后，挤出成片状PBT物料；
[0023]S2.以单层所述片状PBT物料为底层，在所述底层表面铺设一层所述片状ABS物料作为中间层，再于中间层表面铺设一层所述片状PBT物料作为表层，以形成三明治结构；
[0024]S3.经热压冷却成型，得产品。
[0025]进一步地，所述将纳米二氧化钛分散于ABS塑料中包括以下步骤：
[0026]将ABS塑料用溶剂溶解后，加入钛酸四丁酯、1，3
‑
丁二醇和硬脂酸，加热回流反应后，蒸发去除溶剂，冷却。
[0027]在上述反应过程中，在加热回流时，1，3
‑
丁二醇和硬脂酸可以发生酯化脱水反应，产生的水分子和钛酸四丁酯分子相遇后，引起钛酸四丁酯的水解，水解产生的二氧化钛分子被ABS塑料基体负载固定，如此的引入方式，可以保障二氧化钛以高活性的状态引入ABS塑料基体中，并且，得益于塑料基体的负载固定，保障了二氧化钛在体系中的均匀分散，避免因为团聚引起的催化性能下降。
[0028]进一步地，所述具体制备步骤还包括：
[0029]在所述底层表面铺设一层所述片状ABS物料前，先在所述底层表面铺设一层透明纳米氧化石墨烯；
[0030]在所述中间层表面铺设一层所述片状PBT物料前，现在所述中间层表面铺设一层透明纳米氧化石墨烯。
[0031]进一步地，所述透明纳米氧化石墨烯层间嵌入有十二烷基苯磺酸钠；具体嵌入步骤包括：将所述透明纳米氧化石墨烯分散于所述十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，超声浸渍后，抽滤，干燥。
[0032]上述技术方案利用拓宽层间距的石墨烯作为添加剂，其内部残留空气组分可以在后续热压过程中，作为致孔剂，形成多孔的ABS塑料，以此，来调节产品的降解性能，加速产品的降解过程。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光降解塑料，其特征在于，包括ABS塑料层和PBT塑料层；所述ABS塑料层两侧夹设有PBT塑料层，以形成三明治结构；所述ABS塑料层中分散有纳米二氧化钛；所述PBT塑料层中分散有纳米二氧化硅；所述纳米二氧化硅为空心球形纳米二氧化硅。2.根据权利要求1所述的一种光降解塑料，其特征在于，所述PBT塑料层包括两层，所述两层分别位于所述ABS塑料层两侧，至少其中一层所述PBT塑料层为多孔PBT塑料层。3.根据权利要求2所述的一种光降解塑料，其特征在于，所述多孔PBT塑料层和所述ABS塑料层之间，夹设有氧化石墨烯，所述氧化石墨烯为透明纳米氧化石墨烯。4.根据权利要求3所述的一种光降解塑料，其特征在于，所述透明纳米氧化石墨烯层间嵌入有十二烷基苯磺酸钠。5.根据权利要求1所述的一种光降解塑料，其特征在于，所述ABS塑料层为多孔ABS塑料层。6.权利要求1
‑
5任一项所述的一种光降解塑料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤包括：S1.将纳米二氧化钛分散于ABS塑料中，并挤出成片状ABS物料；将纳米二氧化硅和PBT塑料共混...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘攸华，阳瑞，陈龙藩，陈绍军，
申请(专利权)人：广州市永鑫华新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：