专利名称：可降解印刷性好的石头纸材料的制作方法
可降解印刷性好的石头纸材料本发明“可降解印刷性好的石头纸材料”是向人们提供一种能够像普通纸那样能够降解的石头纸材料。该石头纸用后被废弃在自然环境中，在太阳光照射的引发下，在自然环境中的氧、雨水、热、菌类等的介质中发生降解，降解的速度要比纸快，但是，没有阳光、热、氧、水、菌类是不降解的。在中国东北辽阳市地区试验，在I月15日将用本发明材料制造的石头纸2张和现在的普通纸2张放在前窗台上，到2月25日观察，石头纸已经变黄、发脆，用手碰变碎片，如果在自然环境中，就会被雨、风、自然沙石击成粉末而降解，在没有水时也降解，只是生物降解比较慢；而普通纸无任何变化，没有降解的迹象，因为没有水纸是不能降解的。人们有ー种误解，认为纸在自然环境中降解很快，废弃的纸袋没有污染，其实是因 为纸在自然环境中被雨淋湿，失去強度，变成粉状而消失，有谁实验它被什么酶菌分解又被什么细菌吃掉、多长时间被细菌吃掉的、多长时间降解的呢？实际上用纤维素制成的纸，在满足上述阳光、热、氧、水、菌类的条件下，降解也是很慢的。用本技术制成的薄膜已测试过，在6-9月期间，用后废弃在自然环境中，28天到38天即被降解为基本无强度的小碎片、直至粉末；经省级环保局有关部门检测，在28天生物降解失重率6.0%、降解断裂伸长保留率为O %。与上述实验相符。本材料还充分考虑到材料制成纸的可印刷性和印刷性时的吸墨性。发明背景现在，发明了“石头纸”技木，此技术ー出现，对其褒贬不一。褒认为这种纸生产时没有污染，不像传统纸生产时排出大量的污水和废气，这种纸具有优良的书写性、印刷性、防水性、耐久性、吸墨好等特点，还具有强韧性和耐撕裂性，好于现在的木浆纸。广泛用于印刷、包装及装饰，如エ业原料包装、花卉礼品包装、服装手提袋、不干胶标签、电脑喷绘底纸、办公用纸、地图、书刊印刷用纸、建筑装饰壁纸、广告用材等；贬方认为石头纸有其价值，但根本替代不了传统纸，即不可能用于高速印刷。又不能降解。ー些研究纸的专家把这种新技术称之为石头纸的“圈钱运动”。论据的核心就是“石头纸不能降解”。高速印刷决定纸的吸墨性，在塑料里这不是不能达到的，因为纸和塑料同属高分子材料。ー个发明，开始总有不完善的地方，需要不断地提高和完善，只要它对国家有利，就要帮它完善它。如同一个婴儿，不可能一下生就是一位造纸专家，第一声哭声就是ー套造纸エ艺。发明概要发明机理概述本发明“可降解印刷性好的石头纸原料”的目的是为人们找到一种能够像传统纸那样能够降解的石头纸原料，使“石头纸”这项技术发明能够完全取代生产时污染大、耗费国家木材资源的普通纸。纸是纤维素制造的，纤维素是可以生物降解的，所以纸是可生物降解的，但是，也是有条件的，在北方的冬天纤维素也是不能生物降解的，没有水分放在图书馆的书百年也不会降解，其实对纸的降解人们是有误解的，废弃的纸被认为可降解，是因为它废弃在环境中被雨淋湿，失去強度，变成粉状而消失，并不是立即都被细菌吃掉、并没有数据表明它被什么酶菌分解、多长时间完全生物降解；纸具有高速印刷性，是构成纸的纤维素的极性決定的，不但具有好的印刷性，还具有很好的顔色性。很多用塑料薄膜印制的图案、宣传画、挂厉、图书....等，也是添加极性塑料或表面极性化处理決定的。
.发明材料“在太阳光照射的引发下开始降解”是指必须有太阳光的照射才能降解，原因是为了在避光下产品能够长期保存，不见光不降解。本发明材料所含的生物降解剂为自制，是由低分子量烃类物质、热氧化降解促进齐U、环氧大豆油和催化剂构成。生物降解剂中的烃类物质由于分子量低，其端基就多，在有催化剂存在下，在日光照射下它易被氧化，在小分子链上会形成许多含有羰基的亲水基因，吸收空气中水份，为酶菌侵入创造条件；同时也是产生自由基的活性点的引发物质，产生光降解，成为加速光降解的ー个重要因素，加速光降解降低塑料分子量，又为生物降解创造了条件，二者相辅相成，在热氧化降解促进剂存在下，进而产生热氧化降解，最终达到使材料完成生物降解的目的。生物降解首先是热氧化降解，没有温度是不可能发生生物降解的，如冬天。在春天地气上升农民怄粪，将大量的秸杆和垃圾进行堆肥处理，将粪堆中间埋入ー引发热源，过一段时间后大量的秸杆及垃圾就都变成粉状肥料，这种是在自然环境中以热降解为先导的生物降解实例，没有温度条件下，是不能产生生物降解的。普通链烷中c-c键的 最低离解能约80千卡/克分子、C-H键平均键离解能100千卡/克分子，可见在常温下这些键是不可能发生热裂解。但是，聚合物链上一旦形成自由基后，自由基相邻碳原子上的C-H键C-C键就容易发生断裂，打开这些键所需要的能量变得非常低，有人测试表明有的可降低到6千卡/克分子。所以，在常温下亦可发生热氧化降解。而且，这种反应是ー个自催化的放热反应。上述光降解产生自由基与生物降解相辅相成，就是这个道理。.本发明材料是这样体现的它分别由以下各重量份数的组份组成超细CaC0355 70份、生物降解剂10 20份、聚丙烯10 25份、马来酸酐接枝聚こ烯材料5 7份。生物降解剂配方，由以下重量份组成低分子量烃类10份、热氧化促进剂9份、环氧大豆油2份、催化剂O. I份。.本发明各组分的性能及作用如下 催化剂.。市场购买。它具有“在太阳光照射的引发下开始降解”的功能和提高酶菌活性的功能。它是含有过渡金属离子的有机化合物硬脂酸铁Fe(St)3或ニ茂铁[(C5H5)2Fe] ( ニ聚环戊ニ烯铁)。铁离子可以做为激活剂増加酶菌的活性。金属离子型催化剂具有催化氢过氧化物分解的能力，从而加速自由基的形成，自由基又去敏化氧化聚こ烯的大分子，加速了材料的氧化降解。过程是
金属离子M+++ (铁离子)+氢过氧化物ROOH—M(n+1)+ +RO· +HO'
0由基
M(n+I)+ + ROOH^M11+ + RO2* +HO'
Q由基
RO2. + RH — ROOH+ R·
聚こ烯大分子R· + 一 R〇2·周而复始，使氧化降解反应自动催化按自由基链式反应不断进行。铁离子可以做为激活剂活化酶菌，是它做为底物(或辅酶)与酶蛋白之间联系的桥梁。生物化学魏述众主编P146
低分子量烃类材料。
该物质是石油加工的副产品的ー种，由石蜡烃与环烷烃的饱和成分所组成，无色，无味，无毒。市场上易购易买。·热氧化降解促进剂(SBS热塑性丁苯弾性体).市场购买。该物质是塑料常用的弾性体，是丁ニ烯和苯こ烯嵌段共聚的弾性体，它的主链和支链上都有双键，它在自然环境中没有聚丙烯那样稳定，容易产生光氧化、热氧化、臭氧氧化，耐湿环境也不如聚丙烯，因此它在聚丙烯中也是ー个比较好的促降剂.。·环氧大豆油市场购买。它是用大豆油经双氧水氧化有甲酸硫酸存在制造的，是聚氯こ烯的增塑剂，它无毒无味，含有蛋白质和碳水化合物，易被微生物侵袭，具有可生物降解性，也有利
(-CH-CH-)，
于提高材料的印刷性。它含有环氧基 V 环氧基与聚丙烯有一定的相容性。
O·超细碳酸钙(3200目以上，粒径彡4. 2 μ m)碳酸钙粒子表面附有羰基物子，因此它有亲水性，对它周围树脂有一定的加速老化作用新型塑料薄膜-邓顺杨等编P358。超细碳酸钙加入聚こ烯，有利于聚こ烯光降解和降解后易粉化，使薄膜降解后无强度的小碎片很易变成粉末。碳酸钙可提高纸张的不透明度，增加纸的吸墨性；碳酸钙的白度高，成纸柔软、光泽好，对纸的物理強度影响小，可用于印刷纸和字典纸。造纸化学品-胡会仁編著P187
马来酸酐接枝聚丙烯材料。市场购买或自制。凡懂塑料技术的人都会制造马来酸酐接枝物。用于提高材料的印刷性和吸墨性。SBS、环氧大豆油都有极性，都能提高材料的印刷性和吸墨性。下面结合实例对本发明做进ー步说明。
实施例一配料按配方秤料超细CaC0360份、生物降解剂20份、聚丙烯20份、马来酸酐接枝聚丙烯材料5份。、混料将碳酸钙用环氧大豆油活化处理10分钟，然后将上面称好的原料放在高速混合器内混合均匀后出料。造粒将上面混合好的原料放入造粒机内进行造粒。造成的颗粒即为“可降解印刷性好的石头纸原料”。造粒机可选用双螺杆挤塑造粒机，也可选用单螺杆挤塑造粒机。实施例ニ配料按配方秤料。碳酸钙65份、聚丙烯15份、生物降解剂20份、马来酸酐接枝聚こ烯材料7份。、エ艺与实施例一同。
权利要求
1.本发明“可降解印刷性好的石头纸材料”的技术特征是 可降解印刷性好的石头纸材料分别由以下各重量份数的组份组成超细CaC0355 70份、生物降解剂20 10份、聚丙烯10 25份、马来酸酐接枝聚こ烯材料5 7份。
生物降解剂配方，由以下重量份组成低分子量烃类10份、热氧化促进剂9份、环氧大豆油2份、催化剂O. I份。
全文摘要
本发明“可降解印刷性好的石头纸材料”是向人们提供一种能够像普通纸那样能够降解的石头纸材料。该石头纸用后被废弃在自然环境中，在太阳光照射的引发下，在自然环境中的氧、雨水、热、菌类等的介质中发生降解，降解的速度要比纸快，但是，没有阳光、热、氧、水、菌类是不降解的。.本发明材料是这样体现的它分别由以下各重量份数的组份组成超细CaCO355～70份、生物降解剂20～10份、聚丙烯10～25份、马来酸酐接枝聚乙烯材料5～7份。生物降解剂配方，由以下重量份组成低分子量烃类10份、热氧化促进剂9份、环氧大豆油2份、催化剂0.1份。
文档编号C04B26/04GK102690078SQ20111007321
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者刘伟, 刘永峰 申请人:刘伟, 刘永峰