可环境降解塑料的母粒组合物及其用途制造技术

本发明专利技术提供了一种可环境降解常规塑料的母粒组合物，包括一种载体树脂、至少一种氧化降解物、至少一种可被生物降解的降解物以及至少一种发泡剂。本发明专利技术还提供了一种可环保降解的塑料产品，与传统的生物来源塑料相比，该塑料产品具有非常低的成本，并在一次性产品或两年内被废弃的短寿命产品中有广泛的应用。年内被废弃的短寿命产品中有广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】
可环境降解塑料的母粒组合物及其用途


[0001]本专利技术总体上涉及一种生物发泡母粒组合物及其在塑料产品中的应用。更特别地，由生物发泡母粒组合物制成的塑料产品具有发泡及加速氧化可生物降解的特性。

技术介绍

[0002]塑料是用途最广泛的材料之一，在现代社会中占有不可或缺的重要地位。不论是家居用品、生活用品、饮食包装或工业用品，几乎无一不与塑料的使用相关。塑料制品具有质地轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性高、低成本、经久耐用等优点。它们的经济价值非常高，从而为人类生活提供了极大的便利，但相对地塑料产品也可能造成严重的污染并破坏人类赖以生存的环境，因为越来越多的塑料制品在使用一段时间后已变成了废弃塑料。这些废弃物在自然界中无法像其他物质一样随着时间的流逝而逐渐分解，因此大量废弃物会堆积在垃圾填埋场中，甚至散落在陆地上、或被丢弃在海洋或湖泊中，从而造成严重的环境污染问题。一旦这些塑料废物被其它生物吞食，通常会导致其死亡。例如，当塑料碎屑漂浮在在海洋表面时，阳光会将其分解为微塑料颗粒，这些微塑料颗粒可能被鸟类误认为是食物而食用，进而污染了海洋食物链。
[0003]为了解决塑料废弃物的问题，已经出现了通过利用热能进行焚化或回收再利用来处理塑料废弃物的方法。但焚烧塑料废弃物会产生有害气体并污染环境，而回收虽然是节省能源和保护环境的最有效方法，但是由于收集和分类的困难、回收过程复杂、缺乏相应的回收渠道且回收成本高，仅有不到10％的塑料废物被成功回收。因此，对工业中使用的许多可生物降解的塑料产品的需求不断增长。
[0004]当前，大部分可环境降解的塑料产品主要源自植物来源的可生物降解塑料，例如聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二酯(PBS)塑料,或者是氧化式生物可降解塑料例如及
[0005]制备生物来源的可生物降解塑料产品的常规方法是将PLA与淀粉结合，以获得一种可借由水解而降解的组合物。然而,当在制备淀粉基聚合物时，尤其是在热熔挤出步骤时会面临到几个问题。首先，淀粉的分子结构受到剪切应力和温度条件的不利影响,必须将淀粉增塑并使其通过挤出模头。其次，大部分可生物降解树脂的玻璃转化温度非常低，这使得成品可应用的领域受到限制。结果，与常规塑料如聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)相比，这种生物来源的可生物降解塑料具有很高的成本，且在诸如耐热变形性和脆性等特性方面皆受到限制。
[0006]另外，常规的氧化式生物可降解塑料的添加剂只能在紫外线照射下降解厚度小于50μm的薄膜，但无法在热降解条件下降解该薄膜，并且这些薄膜不完全符合工业标准例如ASTM D6954和GBT20197的规范。
[0007]鉴于现有生物可降解塑料的缺点，有必要开发一种新颖的添加物，可以使传统的塑料如PP和PE具有生物降解特性。

技术实现思路

[0008]为了兼顾生物降解性和成本考量，本专利技术提出了一种通过添加功能性添加物使常规塑料自然降解的解决方案。
[0009]因此，本专利技术的一个目的是提供一种可环境降解常规塑料的母粒组合物。
[0010]本专利技术的第二个目的是提供一种含有上述母粒组合物的可环境降解的塑料产品。
[0011]在本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种用于环境降解常规塑料的母粒组合物，其包含一种载体树脂、至少一种氧化降解物、至少一种可被生物降解的降解物以及至少一种发泡剂。
[0012]在本专利技术第一方面的第一实施例中，载体树脂包括熔融温度范围介于60℃至250℃的热塑性聚合物及其混合物。
[0013]在本专利技术第一方面的第二实施例中，热塑性聚合物及其混合物包括一种或多种聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)。
[0014]在本专利技术第一方面的第三实施例中，该至少一种氧化降解物包括一种或多种羧酸金属盐、硬脂酸金属盐或一种过渡金属选自锰(Mn)、铁(Fe)或钴(Co)。
[0015]在本专利技术第一方面的第四实施例中，氧化降解物的含量为重量百分比0.1％至10％。
[0016]在本专利技术第一方面的第五实施例中，至少一种可被生物降解的降解物包括淀粉、戊二酸、纤维素、呋喃酮和聚己内酯的一种或多种。
[0017]在本专利技术第一方面的第六实施例中，可被生物降解的降解物的含量为重量百分比0.1％至10％。
[0018]在本专利技术第一方面的第七实施例中，该至少一种发泡剂包括物理发泡剂或化学发泡剂，其选自一种或多种核-壳可膨胀微球、碳酸钠盐和多元羧酸。
[0019]在本专利技术第一方面的第八实施例中，发泡剂的含量为重量百分比0.01％至50％。
[0020]在本专利技术的第二方面，提供一种环境可降解的塑料产品,其包括上述的母粒组合物及一种基础塑料树脂。该母粒组合物使所述塑料产品既具有发泡功能，又具有增强的环境氧化和生物降解能力。
[0021]在本专利技术第二方面的第一实施例中，基础塑料树脂包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)。
[0022]在本专利技术第二方面的第二实施例中，生物发泡组合物及基础塑料树脂在140℃至300℃下进行挤出。
[0023]在本专利技术第二方面的第三实施例中，该塑料产品的内部是多孔结构。
[0024]在本专利技术第二方面的第四实施例中，该塑料为一种氧化式可生物分解塑料或一种热降解塑料。
[0025]在本专利技术第二方面的第五实施例中，当暴露在阳光或高温条件下时，所述塑料产品的分子量降低至小于5000道尔顿。
[0026]在本专利技术第二方面的第六实施例中，最终塑料产品中母粒组合物的含量占重量百分比0.3％至10％。
[0027]在本专利技术第二方面的第七实施例中，可用于一次性使用的产品，或用于在两年内被废弃的短寿命产品。
[0028]与常规的生物来源的PLA塑料(例如HKD30-60/kg，PLA)相比，本专利技术的可生物降解发泡塑料可以以非常低的成本(例如HKD9/kg，生物发泡PP)进行环境降解，并且在在家庭用品，日用品，食品和饮料包装或工业用品上有广泛的应用。
[0029]下文通过实施方案和/或实施例描述了可生物降解的发泡母粒组合物的细节及其用途。
附图说明
[0030]以下通过参考附图中示出的示例性实施例来更详尽地描述本专利技术，其中：
[0031]图1(现有技术)描绘了添加剂所制成的垃圾袋在户外阳光照射下的结构测试结果；
[0032]图2描绘了生物可降解母粒组成物成品；
[0033]图3描绘了发泡剂对热引发剂和UV引发剂的保护作用；
[0034]图4描绘了环境可降解可降解的PP膜的内部构造；
[0035]图5显示了根据本专利技术的一个实施方案,经过6.5周的加速风化老化后符合ASTMD6954第一阶段的可降解的发泡PP膜；
[0036]图6显示了根据本专利技术的另一个实施方案,经过6.5周的加速风化老化后符合ASTMD6954第一阶段降解的BDP#1；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可环境降解常规塑料的母粒组合物，其特征在于，所述母粒组合物包括：一种载体树脂；至少一种氧化降解物；至少一种可被生物降解的降解物；以及至少一种发泡剂。2.根据权利要求1所述的母粒组合物，其中所述载体树脂包括熔融温度范围介于60℃至250℃的热塑性聚合物及其混合物。3.根据权利要求2所述的母粒组合物，其中所述热塑性聚合物及其混合物包括一种或多种聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)。4.根据权利要求1所述的母粒组合物，其中所述至少一种氧化降解物包括一种或多种羧酸金属盐、硬脂酸金属盐或一种过渡金属选自锰(Mn)、铁(Fe)或钴(Co)。5.根据权利要求4所述的母粒组合物，其中所述氧化降解物的含量为重量百分比0.1％至10％。6.根据权利要求1所述的母粒组合物，其中所述至少一种可被生物降解的降解物包括淀粉、戊二酸、纤维素、呋喃酮和聚己内酯的一种或多种。7.根据权利要求6所述的母粒组合物，其中所述可被生物降解的降解物的含量为重量百分比0.1％至10％。8.根据权利要求1所述的母粒组合物，其中所述至少一种发泡剂包括物理发泡剂或化学发泡剂，选自一种或多种核-壳可膨胀微球、碳酸钠盐和多元羧酸。9.根据权利要求8所述的母粒组合物，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘先桥，陈玥颖，王昱燊，
申请(专利权)人：纳米及先进材料研发院有限公司，
类型：发明
国别省市：