本发明涉及生物降解技术领域，特别涉及一种可降解装修装饰材料及其制备方法。
背景技术：
随着石油化工产业的高速发展，用于建筑业和日常生活的各种新型材料种类日益增多，特别是一些临时建筑物或一次性使用耗材需求量增大，这些材料被使用过后废弃形成大量生产生活垃圾，造成环境污染和能源浪费，因此其降解处理成为热点研究课题。1990年前后，出现了淀粉填充于通用塑料的生物降解塑料，同时，在光降解塑料的基础上，开发同时填充淀粉的兼具光降解和生物降解功能的新型材料。这种新型可降解材料的主要技术问题有以下几个：材料的降解率、降解时间的可控性、材料的性能及制备工艺和成本。公开号为CN103012950A的发明专利，公开了一种可生物降解的塑料，含有淀粉、聚丙烯和碳酸钙，其中淀粉含量较低，生物降解程度不高，且降解时间不可控。授权公告号CN1164661C的发明专利，公开了一种淀粉基生物全降解材料淀粉含量高，降解率好，但是材质轻薄、软、脆，只能应用于一次性餐具、包装减震领域，而且降解可控性较差，应用短时间即可能变质。授权公告号CN102634073B的发明专利，公开了淀粉/聚丙烯可降解材料，其生物降解率较高，但是降解时间仍然不能很好控制，且淀粉需要进行改性，制备工艺较复杂，材料的应用范围也比较窄，仅限于一次性饭盒、塑料膜、包装材料等轻薄的一次性耗材，不能适用于一些使用时间比较长，需要将降解时间延后的材料。
技术实现要素：
本发明提供的是一种可降解装修装饰材料及其制备方法，本发明提供的材料降解率高，通过有为回收或自然降解，减少对生态环境的影响，通过调整配料，可控降解时间长短。且应用范围广泛、性能好，制备工艺简单易行。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种可降解装修装饰材料，其原料包括：植物源粉料、聚丙烯、碳酸钙、增塑剂、增容剂、偶联剂、催化剂、活化剂、热稳定剂、降解剂、氧化剂，各原料的重量份数比为：植物源粉料：20-50聚丙烯：10-30碳酸钙：15-30增塑剂：1-8增容剂：2-5偶联剂：1-5催化剂：0.2-3活化剂：0.5-5热稳定剂：0.1-3降解剂：0.3-5氧化剂：0.01-5；所述植物源粉料为淀粉、木粉、植物纤维粉中的一种或几种组合。进一步优化各原料的重量份数比为：植物源粉料：35聚丙烯：20碳酸钙：25增塑剂：4增容剂：3偶联剂：3催化剂：1活化剂：3热稳定剂：1.5降解剂：3氧化剂：2；进一步的，所述淀粉为天然植物淀粉；所述植物纤维粉为秸秆粉；所述增塑剂为甘油、山梨醇、乙二醇、环氧大豆油、柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三正丁酯中一种或几种的混合物；所述增容剂为钛酸酯、铝酸酯、马来酸酐其中一种或几种的混合物；所述偶联剂为：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物、锆偶联剂、稀土偶联剂中一种或几种的混合物；所述催化剂为氧化锌、乳酸锌、硬脂酸锌、氯化亚锡、辛酸亚锡、四丁基锡、三氧化二铝、丁氧基钛、钛酸丁酯、钛酸异丙酯、四异丙氧基钛、氧化锑、氧化铁中一种或几种的混合物；所述活化剂为磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、二甲苯、氟硅酸钠、硫酸铵、氯化铵、硫酸亚铁、氢氧化铵中的一种或几种的混合物；所述热稳定剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙其中一种；所述降解剂为聚酯、生物纤维素、多糖类、聚氨基酸其中一种；所述氧化剂为铁、钾、钙、锰、过氧化氢、氯化氢其中一种。作为另一方面的优化，所述材料的原料还包括：填充料，其重量份数为：5-15；所述填充料为滑石粉、重晶石粉、云母粉中的其一种。进一步的，所述材料的原料还包括：光敏剂，其重量份数为：0.1-3；所述光敏剂为苯甲酮、安息香二甲醚、核黄素、卤化银、氧化锌、甲基环戊二烯三羰基锰其中一种。进一步的，所述材料的原料还包括：着色剂，其重量份数为：0.1-30；所述着色剂为苋菜红、胭脂红、赤藓红、新红、苏丹红、柠檬黄、日落黄、铁黄、靛蓝、亮蓝、铁蓝、钛白粉、氧化锌、锌钡白、炭黑、珠光颜料、银粉、大红粉、红土、孔雀绿其中一种或几种的混合物。制备所述可降解装修装饰材料的方法，具体制备步骤如下：A、按所述原料的重量份数比称取各组分；B、将所述原料各组分在160-275℃温度条件下混合融合，搅拌20-30分钟，冷却成混合基料；C、将所述混合基料置于造粒设备中进行造粒，得到粉状或粉粒状聚合物；D、将所述粉状或粉粒状聚合物直接进入压延机或挤塑机，形成片材、板材或型材。本发明的有益效果为：1、通过调整配料，可控降解时间长短，通过有为回收或自然降解，减少对生态环境的影响。2、可以应用国产或进口通用设备，印刷各种图案、文字，板材、型材亦适于雕刻，制作各种造型，应用范围广泛；3、适用于表面彩印、喷涂、彩绘、书画，以及展现各种造型艺术，且色彩鲜艳持久，不易褪色；4、防水性能好，表面光泽度高，无需覆膜处理；5、通过加入着色剂，可以配置任意颜色，亦可形成单色和多色不同材料，有利于花色品种的选择；6、制备工艺简单易行，降低制作成本。具体实施方式下面结合具体实施例对发明作进一步说明。实施例1一种可降解装修装饰材料，所述材料的原料包括：植物源粉料、聚丙烯、碳酸钙、增塑剂、增容剂、偶联剂、催化剂、活化剂、热稳定剂、降解剂，各原料的重量份数比为：植物源粉料：20-50聚丙烯：10-30碳酸钙：15-30增塑剂：1-8增容剂：2-5偶联剂：1-5催化剂：0.2-3活化剂：0.5-5热稳定剂：0.1-3降解剂：0.3-5氧化剂：0.01-5；其中植物源粉料为淀粉、木粉、植物纤维粉中的一种或几种的组合；其中淀粉为天然植物淀粉，可以选择薯类淀粉、工业玉米淀粉、工业小麦粉，其他植物淀粉；植物纤维粉为秸秆粉，可以选择玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、大麻杆芯粉等；木粉可以为杨木粉、榉木粉、松木粉等；其中聚丙烯为粉料；其中碳酸钙为轻质碳酸钙粉或重质碳酸钙粉；其中增塑剂为甘油、山梨醇、乙二醇、环氧大豆油、柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三正丁酯中一种或几种的混合物；增容剂为钛酸酯、铝酸酯、马来酸酐其中一种或几种的混合物；偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铬络合物、锆偶联剂、稀土偶联剂中一种或几种的混合物；催化剂为氧化锌、乳酸锌、硬脂酸锌、氯化亚锡、辛酸亚锡、四丁基锡、三氧化二铝、丁氧基钛、钛酸丁酯、钛酸异丙酯、四异丙氧基钛、氧化锑、氧化铁中一种或几种的混合物；活化剂为磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、二甲苯、氟硅酸钠、硫酸铵、氯化铵、硫酸亚铁、氢氧化铵中的一种或几种的混合物；热稳定剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙其中一种；降解剂为聚酯、生物纤维素、多糖类、聚氨基酸其中一种；氧化剂为铁、钾、钙、锰、过氧化氢、氯化氢其中一种。以上所述的各种原料可从生产厂家和化工商店采购，其规格和质量符合国家或行业标准要求。实施例2本实施例是在实施例1基础上的进一步的优选。一种可降解装修装饰材料，各原料的重量份数比为：植物源粉料：35聚丙烯：20碳酸钙：25增塑剂：4增容剂：3偶联剂：3催化剂：1活化剂：3热稳定剂：1.5降解剂：3氧化剂：2；其中植物源粉料为甘薯淀粉；聚丙烯为粉料；碳酸钙为轻质碳酸钙粉；增塑剂为乙酰基柠檬酸三正丁酯；增容剂为钛酸酯；偶联剂为硅烷偶联剂；催化剂为氧化锌；活化剂为磷酸乙二胺；热稳定剂为聚乙烯蜡；降解剂为聚酯；氧化剂为锰。在本实施例中选用了淀粉为植物源粉料，同时选用了轻质碳酸钙，其制作的材料光滑，颗粒细腻，适合制作相纸类的高端材料。实施例3本实施例是在实施例1基础上的进一步的优选。一种可降解装修装饰材料，各原料的重量份数比为：植物源粉料：45聚丙烯：15碳酸钙：16增塑剂：7增容剂：4偶联剂：2催化剂：0.8活化剂：0.6热稳定剂：0.2降解剂：0.5氧化剂：0.03；其中植物源粉料为玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、大麻杆芯粉混合物（1：1：1）；聚丙烯为粉料；碳酸钙为轻质碳酸钙粉；增塑剂为甘油、山梨醇混合物（2：1）；增容剂为钛酸酯、马来酸酯混合物（1：1）；偶联剂为硅烷偶联剂、稀土偶联剂混合物（4：1）；催化剂为氧化锌、乳酸锌、硬质酸辛混合物（3：1：1）；活化剂为磷酸乙二胺、磷酸丙二胺混合物（1：1）；热稳定剂为硬质酸锌；降解剂为生物纤维素；氧化剂为铁锰混合物（2:1）。在本实施例中选用的秸秆粉作为植物源粉料，材质较粗糙，但来源广泛、价格低廉，适合制作墙纸等建筑装饰材料。且在本实施例中植物源粉料所占的比例比较高，聚丙烯所占的比例相对较低，为了控制降解速度，将降解剂的添加比例适当降低，这样应用于建筑材料中可以控制降解时间在一定范围，不会在使用期限内降解。实施例4本实施例是在实施例1基础上的进一步的优选。一种可降解装修装饰材料，各原料的重量份数比为：植物源粉料：25聚丙烯：25碳酸钙：28增塑剂：1.5增容剂：2偶联剂：4催化剂：2.5活化剂：1热稳定剂：2.5降解剂：4填充料：12光敏剂：2氧化剂：0.5其中植物源粉料为工业玉米淀粉与松木粉的混合物（1:3）；聚丙烯为粉料；碳酸钙为重质碳酸钙粉；增塑剂为柠檬酸三乙酯；增容剂为铝酸酯；偶联剂为硅烷偶联剂；催化剂为三氧化二铝；活化剂为硫酸铵；热稳定剂为硬质酸锌；降解剂为聚氨基酸；填充料为滑石粉；光敏剂为核黄素；氧化剂为氯化氢。降解控制原理：PP分子中存在叔碳原子，在光和热的作用下极易断裂降解。加入天然淀粉、碳酸钙、及填充物形成的聚合物，在自然界通过光、水、生物细菌作用，就可实现霉变、脆化、断裂的自然降解；加入一定的氧化剂，就可以实现氧化降解；形成生物、水、光、氧化四位一体的综合降解效果。通过控制活化剂、稳定剂、降解剂、光敏剂、氧化剂添加比例，控制聚合物流体速度，使降解效果控制在最短90天内开始降解。在室内阴凉干燥场所，通过控制降解剂、氧化剂，也能有效控制在最短180天内开始降解。通过降解控制，能有效满足各种时间要求的装修装饰工程需要。如果建筑材料需要的使用时间比较长可以再调整各成分比例，控制在几年或更长时间以后降解。降解率可以达到80%以上。实施例5本实施例是在实施例1基础上的进一步的优选。一种可降解装修装饰材料，各原料的重量份数比为：植物源粉料：35聚丙烯：25碳酸钙：28增塑剂：1.5增容剂：2偶联剂：4催化剂：2.5活化剂：1热稳定剂：2.5降解剂：4填充料：7光敏剂：0.2氧化剂：4着色剂：0.5其中植物源粉料为玉米秸秆粉；聚丙烯为粉料；碳酸钙为重质碳酸钙粉；增塑剂为环氧大豆油；增容剂为铝酸酯；偶联剂为硅烷偶联剂、双金属偶联剂、钛酸酯偶联剂的混合物（4:1:1）；催化剂为三氧化二铝；活化剂为氟硅酸钠；热稳定剂为硬脂酸钙；降解剂为多糖；填充料为云母粉；光敏剂为卤化银；氧化剂为钙；着色剂为胭脂红。实施例6本实施例是在实施例1基础上的进一步的优选。一种可降解装修装饰材料，各原料的重量份数比为：植物源粉料：35聚丙烯：25碳酸钙：28增塑剂：1.5增容剂：2偶联剂：4催化剂：2.5活化剂：1热稳定剂：2.5降解剂：4填充料：7光敏剂：0.2氧化剂：4着色剂：3其中植物源粉料玉米秸秆粉；聚丙烯为粉料；碳酸钙为重质碳酸钙粉；增塑剂为环氧大豆油；增容剂为铝酸酯；偶联剂为硅烷偶联剂、双金属偶联剂、钛酸酯偶联剂的混合物（4:1:1）；催化剂为三氧化二铝；活化剂为氟硅酸钠；热稳定剂为硬脂酸钙；降解剂为多糖；填充料为重晶石粉；光敏剂为卤化银；氧化剂为锰；着色剂为柠檬黄、亮蓝和银粉的混合物（2:1:1）。实施例7一种可降解装修装饰材料的制备方法：具体制备步骤如下：A、按实施例1原料的重量份数比称取各组分；B、将所述原料各组分在160-275℃温度条件下混合融合，搅拌20-30分钟，冷却成混合基料；C、将所述混合基料置于造粒设备中进行造粒，得到粉状或粉粒状聚合物；D、将所述粉粒状聚合物直接进入压延机或挤塑机，形成片材、板材或型材。本实施例步骤B中各原料粉碎至40—1200目。本实施例步骤C使用的造粒设备是型号为TE-65的平行双螺杆造粒机组（规格：螺杆长径比为44:1，转速为30-500rpm）；所述平行双螺杆造粒机组的双螺杆各区段温度为120-170℃。采用本发明的制备方法所得到的可降解淀粉基塑料母粒的参数如下：（1）水分含量：﹤1%；（2）熔融指数：1-3g/10min；（3）比重：1-1.2g/cm3；(4）熔点可达180℃。实施例8在实施例7的基础上进行进一步优化，可降解装修装饰材料的制备方法：具体制备步骤如下：A、按实施例2原料的重量份数比称取各组分；B、将所述原料各组分在250℃温度条件下混合融合，搅拌25分钟，冷却成混合基料；C、将所述混合基料置于造粒设备中进行造粒，得到粉状或粉粒状聚合物；D、将所述粉粒状聚合物直接进入压延机，形成片材。片材厚度：0.05-10mm。实施例9在实施例7的基础上进行进一步优化，可降解装饰材料的制备方法：具体制备步骤如下：A、按实施例3原料的重量份数比称取各组分；B、将所述原料各组分在200℃温度条件下混合融合，搅拌25分钟，冷却成混合基料；C、将所述混合基料置于造粒设备中进行造粒，得到粉状或粉粒状聚合物；D、将所述粉粒状聚合物直接进入压延机，形成板材。板材厚度：10-150mm。实施例10在实施例7的基础上进行进一步优化，可降解装修装饰材料的制备方法：具体制备步骤如下：A、按实施例4原料的重量份数比称取各组分；B、将所述原料各组分在200℃温度条件下混合融合，搅拌25分钟，冷却成混合基料；C、将所述混合基料置于造粒设备中进行造粒，得到粉状或粉粒状聚合物；D、将所述粉粒状聚合物直接进入挤塑机，形成圆形、方形、柱形及异形体等各种型材。