环保纳米石塑粒子的制造方法

专利名称：环保纳米石塑粒子的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种环保纳米石塑粒子的制造方法，尤指在制造过程中加 入镧系烯土金属元素的制造方法，依照本发明的方法制造的产品可自然分 解、抗菌、经焚化而不产生有毒物质，具有环保且成本低、物性良好的功 效。
背景技术：
目前市面上制造塑料所使用的母粒(即原料)，多为碳酸转(CaC03) +聚烯烃+助剂(聚乙烯蜡、钛白粉、硬脂酸锌)，另加偶联剂进行活化 处理制成，虽然该母料中可以混入80%碳酸钙，但采用该母料制造产品时， 添加此种母料的配比甚低，且其脆度高、韧性不足。因此目前使用碳酸钙 作为添加剂所生产的塑料用母料，仅能局限使用于免洗餐具、塑料袋、包 装盒等产品的生产，其虽可减少树脂所产生的有毒废气，但仍存在部份有 毒废气，而掩埋后依旧无法自然分解。
另有业者利用碳酸钙(CaC03)+聚烯烃+助剂，混成一种作为聚烯烃产 品的填充母料的方法，虽已有20年以上的发展历史，而在近年来采用偶 联剂进行活化处理时，有些业者使用2.5%的高剂量并经过掺入，再配合 机械工艺的改进，可以将碳酸钙的添加量提高到80%、聚烯烃为14%、 助剂为6%，但是其缺点在于偶联剂添加过多，制造成本也随之提高，活 化处理的时间需30分钟，使得生产周期延长、降低产量；助剂6%的比例 亦太高，成本也会提高，而助剂仍为聚乙烯蜡、钛白粉、硬脂酸锌三种， 其所生产的母料在制造成品时，可以增加母料的用量至三成，但无法克服 大量碳酸钙所造成的脆硬度，并具有如下缺点，
(一) 碳酸钙含量高，其所生产制造的产品的质地脆、硬度高、韧性 不足，易产生碎裂。
(二) 母料制成的产品具有异味，无法用于制造食品相关的餐饮用具。
(三) 目前市面上95%以上的同类产品均不可分解，严重造成环境污染，不符合环保要求。
(四)把母料用于吹膜式制造的产品(如PE类制品)，其配比无法超 过三成，影响产品的品质。
上述常用塑料母料的制造，因母料成分、配比不同会影响母料及其后 产品的品质，实需予以改善，此即为本发明人与从事此行业者亟欲改善的 目标所在。

发明内容
故，发明人鉴于上述缺失，搜集相关资料，经多方评估及考量，并以 从事此行业累积的多年经验，经由不断试验及修改，研究出此种成本低且 可自然分解的环保纳米石塑粒子的制造方法。
本发明的主要目的在于其制造步骤为将碳酸转(CaC03)加热后，加 入硬脂酸(HST)，并进行添加元素镝(Dy)数次后，即可添加纳米氧化 锌(nmZn02)、硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)，在加入数次纳米氧化锌
(nmZn02)、硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)后，加入PE蜡(NE画3) 及植物油，最后再加入PE原料，即制成石塑粒子，依照本发明的方法制 造的产品可自然分解、抗菌、经焚化而不产生有毒物质，具有环保且成本 低、物性良好的功效。
本发明的次要目的在于石塑粒子的制造过程中依预定的时间分别添加 各种元素，并以预定的剂量添加，其中以镧系烯土金属的镝(Dy)作为偶 联剂、而硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)则为天然的强氧化剂与分解物， 可减少原料的使用，从而降低制造成本，并使产品可以自然分解，不污染 环境。
本发明提供了--种环保纳米石塑粒子的制造方法，尤指在制造过程中 分别加入镝(Dy)及硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)的制造方法，其包 括如下制造步骤
(一) 将碳酸钙(CaC03)加热后，加入硬脂酸(HTS);
(二) 分数次添加入镝(Dy);
(三) 再分数次添加入纳米氧化锌(nmZn02)、硬脂酸铈 (Ce[CH3(CH2)16C02-]3);
(四) 分别加入PE蜡(NE-3)及植物油；
(五) 加入PE原料；(六)制成石塑粒子。 在本发明提供的一种环保纳米石塑粒子的制造方法中，其中碳酸钙
(CaC03)为加热至110。C且经过五分钟后再进行后序步骤。
在本发明提供的一种环保纳米石塑粒子的制造方法中，其中所述碳酸 钙(CaC03)在加入硬脂酸(HST)后三分钟即加入元素镝(Dy)，且每 间隔两分钟再分数次加入镝(Dy)。
所述镝(Dy)为镧系烯土金属元素之一，以此作为偶联剂，具有良好 顺磁性，而其包覆碳酸钙(CaC03)的密度可达99.7%。
所述硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02—]3)为镧系烯土金属元素之一的铈 的硬脂酸盐，为天然的强氧化剂、亦为分解物。
所述碳酸钙(CaC03)在加入硬脂酸(HST)及镝(Dy)后，经过三 分钟，再每隔两分钟分数次加入纳米氧化锌(nmZn02)、硬脂酸铈 (Ce[CH3(CH2)16C02—]3)。
所述碳酸钙(CaC03)在加入硬脂酸(HST)、镝(Dy)及纳米氧化 锌(nmZn02)、硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02—]3)后，并经过三分钟加入 PE蜡(NE-3)及植物油，且经过1分钟后再加入PE原料，即可完成制造
' 所述石塑粒子制成的母料，包括重量百分比为72% 89%的碳酸钙 (CaC03)、 10% 19%的聚烯烃以及9% 1%的复合助剂。
所述石塑粒子为母料，可将母料与纯塑料的PP或PE依比例混合，采 用母料PP或PE为3 9: 7 l之间的比例。
本发明环保纳米石塑粒子的制造方法在实际使用时，具有下列各项优 点，如
(一) 碳酸钙利用镧系烯土金属的元素镝(Dy)作为偶联剂，其包覆 碳酸钙粒子的包覆率可达99.7%，而使碳酸钙具有良好的物理特性，不易 碎裂。
(二) 石塑粒子不产生异味，在掺入聚烯烃与碳酸钙的混合物中，可 提高其物理性能，降低制造成本，因而可作为食品级用的烯烃用品。
(三) 石塑粒子利用镧系烯土金属的硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3) 作为分解物质，而硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)亦为天然强氧化剂， 可以光合、氧化、蒸发、细菌吞食等各种作用，破坏聚烯烃的高分子链， 实现分解的功效，且抗菌、不污染环境、符合环保要求与时代潮流。(四) 石塑粒子利用镝作为偶联剂，可更完整的包覆碳酸钙粒子，而
能与纯塑料以(母料)3 9: 7 1 (PP或PE)之间的比例混合，成为环 保、价廉且物性良好的塑料制品。
(五) 石塑粒子是母料所制成的产品，经焚化时不产生黑烟、不产生 有毒气体，且焚化后物体呈为细粉屑状，可在自然界中被分解，不污染环
境o


图1为本发明的反应流程图。
图2为本发明制造的产品的立体外观图。
具体实施例方式
为实现上述目的和功效，本发明所采用的技术手段及其构造，兹绘图 就本发明的较佳实施例详加说明其特征及功能，以利完全了解。
请参阅图l、图2，所示分别为本发明的制造流程图、制造的产品立体 外观图，由图中可以清楚看出，本发明的制造步骤为
(一) 将150kg碳酸钙(CaC03)加热至ll(TC后，保f该温度五分 钟，加入0.75kg的硬脂酸(HST)。
(二) 经三分钟后添加入250g镝(Dy)，并在每隔两分钟之后，再加 入两次各250g的镝(Dy)。
(三) 再经三分钟后添加入200g纳米氧化锌(mnZn02)、 200g硬脂 酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)，再每隔两分钟后，分两次添加200g的纳米 氧化锌(nmZn02)及200g的硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)。
(四) 之后经三分钟再分别添加入5.25kg的PE蜡(NE-3)及0.75kg 的植物油。
(五) 一分钟后添加入28kg的PE原料。
(六) 再过一分钟即可出料，即制成石塑粒子的母料。 其流程图为<formula>formula see original document page 8</formula>
上述石塑粒子的制造流程中，利用镧系烯土金属——镝(Dy)作为 偶联剂，以镝(Dy)良好的顺磁性，可包覆在碳酸钙(CaC03)粒子外围 达99.7%，藉以使碳酸钙(CaC03)粒子间具有良好的联结作用；而镧系 烯土金属——铈的硬脂酸盐硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)则为良好 的天然强氧化剂，也是极佳的分解物，可使以本发明的石塑粒子为母料制 成的产品自然分解而不污染环境。
再者，本发明石塑粒子制成母料时，系包括重量百分比为72% 89% 的碳酸钙(CaC03)、 10% 19。％的聚烯烃以及1% 9%的复合助剂。
而前述石塑粒子制成母料时，其较佳比值包括重量百分比为81%的碳 酸钙(CaC03)、 15%的聚烯烃以及4%的复合助剂；而该4%的复合助剂 则包括重量百分比为0.4%的镝(Dy)、 0.4%的硬脂酸、0.3%的纳米氧化 锌(nmZn02)及0.3%的硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)、 2.5%的NE-3 (PE脂)以及0.4%的植物油，依上述较佳比例的各种物质，制成本发明 的石塑粒子母料，并可再掺入到碳酸钙(CaC03)、聚烯烃的混合物中，以 提高其物理性能、降低制造成本，以及制成食品用级别的烯烃成品。
另外，前述本发明石塑粒子为母料，可将母料与纯塑料的PP或PE依 比例混合，系采用(母料)3 9: 7 1 (PP或PE)之间的比例，而较佳 的比例状态为(母料)4: 6 (PP或PE)，甚至以(母料)8: 2 (PP或PE) 的比例将母料与纯塑料(PP或PE)混合，即可制成各种用具或食品用器具，如餐饮用具的刀、叉、匙、吸管、碗、盘、杯等各式用具，并在废弃 后能够快速分解，不污染环境，乃利用光合、氧化、蒸发、细菌吞食的作 用，破坏聚烯烃的高分子链，藉以实现分解的功效、抗菌、若将其予以焚 化处理，不致产生有毒气体、也不产生大量黑烟，且产品焚化后为呈细粉 屑状，可在自然界中分解、不污染环境。
再者，上述较佳实施例中石塑粒子为借助镧系烯土金属镝(Dy)、硬 脂酸铈(Ce[CH3(CH2)I6C02-]3)，并配合多种物质，而使石塑粒子具有能 自动分解的特性，不对环境造成污染，且石塑粒子使用的各种物质，如 利用镝(Dy)作为偶联剂，硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)则为天然的 强氧化剂及分解物，并添加纳米氧化锌(nmZn02)，可使以石塑粒子作为 母料制成的产品易于分解，该物质的性能佳并可降低制造成本，以达到以 石塑粒子为母料掺入碳酸钙(CaC03)、聚烯烃的混合物中，提高混合物的 物理性能，有效降低制造成本，并可作为食品用的烯烃成品的实施方式。
但并非因此局限本发明的专利范围，凡是需使石塑粒子为母料制成的 产品，可具自然分解而不污染环境的特性，而运用本发明说明书及附图内 容所做的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含在本发明的专利范围 内，合予陈明。
综上所述，本发明的环保纳米石塑粒子的制造方法在实施、使用时， 确实能达到所述功效及目的，故本发明诚为一实用性优异的发明，为符合 发明专利的申请要件，爰依法提出申请，盼审委早日赐准本案，以保障发 明人的辛苦研发，倘若钧局审委有任何稽疑，请不吝来函指示，发明人定 当竭力配合，实感德便。
权利要求
1、一种环保纳米石塑粒子的制造方法，尤指在制造过程中分别加入镝(Dy)及硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16CO2-]3)的制造方法，其特征在于包括如下制造步骤(一)将碳酸钙(CaCO3)加热后，加入硬脂酸(HTS)；(二)分数次添加入镝(Dy)；(三)再分数次添加纳米氧化锌(nmZnO2)、硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16CO2-]3)；(四)分别添加PE蜡(NE-3)及植物油；(五)添加PE原料；(六)制成石塑粒子。
2、 如权利要求1所述的环保纳米石塑粒子的制造方法，其特征在于所述碳酸钙(CaC03)为加热至ll(TC且经过五分钟后再进行后序步骤。
3、 如权利要求1所述的环保纳米石塑粒子的制造方法，其特征在于所 述碳酸钙(CaC03)在加入硬脂酸(HST)后三分钟即加入镝(Dy)， 且每间隔两分钟再分数次加入镝(Dy)。
4、 如权利要求1所述的环保纳米石塑粒子的制造方法，其特征在于所 述镝(Dy)为镧系烯土金属元素之一，以此作为偶联剂，具有良好顺 磁性，而其包覆碳酸钙(CaC03)的密度可达99.7%。 '
5 、如权利要求1所述的环保纳米石塑粒子的制造方法，其特征在于所述硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)为镧系烯土金属元素之一的铈的 硬脂酸盐，为天然的强氧化剂、亦为分解物。
6 、如权利要求1所述的环保纳米石塑粒子的制造方法，其特征在于所述碳酸钙(CaC03)在加入硬脂酸(HST)及镝(Dy)后，经过三分 钟，再每隔两分钟分数次加入纳米氧化锌(nmZn02)、硬脂酸铈 (Ce[CH3(CH2)16C02-]3)。
7、如权利要求1所述的环保纳米石塑粒子的制造方法，其特征在于所 述碳酸钙(CaC03)在加入硬脂酸(HST)、镝(Dy)及纳米氧化锌 (nmZn02)、硬脂酸铈(Ce[CH3(CH2)16C02-]3)后，经过三分钟加入 PE蜡(NE-3)及植物油，再经过1分钟后加入PE原料，即可完成制 造步骤。
8、 如权利要求1所述的环保纳米石塑粒子的制造方法，其特征在于所述石塑粒子制成的母料，包括重量百分比为72% 89%的碳酸钙 (CaC03)、 10。％ 19%的聚烯烃以及9% 1%的复合助剂。
9、 如权利要求1所述的环保纳米石塑粒子的制造方法，其特征在于所 述石塑粒子为母料，将母料与纯塑料的PP或PE依比例混合，采用母 料PP或PE为3 9: 7 l之间的比例。
全文摘要
本发明关于一种环保纳米石塑粒子的制造方法，尤指在制造过程中加入镧系烯土金属元素的制造方法，其步骤为将碳酸钙(CaCO₃)加热至110℃，五分钟后，加入硬脂酸(HST)，再经三分钟，添加入镝(Dy)，且每隔两分钟再添加二次镝(Dy)，又经三分钟后，加入纳米氧化锌(nmZnO₂)、硬脂酸铈(Ce[CH₃(CH₂)₁₆CO₂^-]₃)，之后每隔两分钟再加入两次纳米氧化锌(nmZnO₂)、硬脂酸铈(Ce[CH₃(CH₂)₁₆CO₂^-]₃)，再经三分钟加入PE蜡(NE-3)和植物油，最后加入PE原料，经过一分钟后即制成石塑粒子。依照本发明的方法制造的产品可自然分解、抗菌、经焚化而不产生有毒物质，具有环保且成本低、物性良好的功效。
文档编号C08J3/12GK101555322SQ200810089639
公开日2009年10月14日 申请日期2008年4月11日 优先权日2008年4月11日
发明者郑国华, 陈晓芬 申请人:郑国华;陈晓芬