一种环境降解购物袋及其制备方法与流程

本发明涉及一种降解购物袋薄膜领域，具体涉及一种环境降解购物袋及其制造方法。

背景技术：

塑料以其防菌、抗腐蚀、质轻、防水等优异性能被引入日常生活中，并成为食品包装和膜袋类制品主要材料。我国现在每天消耗10亿个购物袋，大部分是用于买菜。如将连卷袋也计算进去，塑料袋数量远远高于这个数。如上海每年产生废旧塑料包装垃圾19万吨，占生活垃圾总量的7%。大部分塑料袋内装有生活垃圾，垃圾在塑料袋的包裹下难于降解，体积难以减少。另外，塑料的密度小，有些塑料袋内还包含空气，造成塑料包装垃圾在填埋场所占体积的百分比远远大于其重量百分比。为了减少塑料购物袋的使用，2008年6月1日，国家颁布了在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋；在所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度。但是，因为现在还没有一种理想的可以替代塑料购物袋的产品，虽然塑料购物袋的数量有所减少，塑料连卷袋的数量却提高了。治理塑料购物袋造成的污染仍然是一个重要的工作，大量焚烧会导致有毒气体的产生，大气的污染；放入垃圾填埋场，又很难降解，导致缩短垃圾填埋场的寿命等情况的发生。

技术实现要素：

为了克服现有购物袋的不足，本发明提供一种环境降解购物袋及其制造方法，在制备的购物袋材料过程中添加了特定细度、掺量的碳酸钙，使得购物袋发挥完其价值后，能够快速降解，减少环境污染。

本发明的技术方案：

一种环境降解购物袋，购物袋材料包括以下质量百分比的原料：10%～40%的降解材料和60%～90%的高密度聚乙烯；

所述降解材料包括以下质量百分比的原料：30%～70%的碳酸钙、0.2%～0.8%的偶联剂、0.2%～10%的降解促进剂和19.2%～69.6%的线性低密度聚乙烯。

进一步地，所述降解促进剂为铜化合物、铁化合物、钛化合物、铈化合物、钴化合物、镧化合物和镨化合物中的一种及其以上。

进一步地，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、三乙醇胺硼酸酯、四正丙基锆酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯和氨丙基三乙氧基硅烷中的一种及其以上。

进一步地，当生产的购物袋厚度为15微米时，使用的碳酸钙过1000目的筛子筛余为10%～30%，将筛下物再过1350目筛子，筛余为10%～30%；

当生产的购物袋厚度为20微米时，使用的碳酸钙过800目筛子，筛余为5～15%，筛下物再过1000目筛子，筛余为10%～30%；

当生产的购物袋厚度为25微米时，使用的碳酸钙过600目筛子，筛余为5～15%，筛余物再过800目筛子，筛余为10%～30%。

所述环境降解购物袋的制备方法，将称量好的碳酸钙、偶联剂、降解促进剂和线性低密度聚乙烯用加热搅拌机搅拌混合，采用双螺杆挤压造粒机，制成降解材料；

将降解材料、高密度聚乙烯用加热搅拌机搅拌混合，放入单螺杆挤出吹膜机的料斗内，经吹膜成为环境生物降解购物袋薄膜，并用制袋机制成购物袋。

进一步地，所述制备方法中造粒阶段，加热搅拌机的转速为1000~1200rpm，搅拌温度为50^oc~60^oc，搅拌时间为8~10min；

吹膜阶段，加热搅拌机的转速为350~400rpm，搅拌温度为50^oc~60^oc，搅拌时间为5~7min。

进一步地，所述的制备方法中双螺杆挤压造粒机的螺杆长径比l/d为40~50，造粒阶段温度控制在165℃~195℃区间；

单螺杆挤出吹膜机的螺杆长径比l/d为30，吹膜阶段的温度控制在165℃~195℃区间。

进一步地，所述筛余是在筛子筛的过程中，留在筛子上面的碳酸钙的百分含量，筛下物即是通过筛子筛下去的碳酸钙的百分含量。

进一步地，本发明所述的百分比均为质量百分比。

本发明的有益效果：

通过在制备不同厚度购物袋时，加入合适的细度、掺量的碳酸钙和降解促进剂的种类、掺量，可以使购物袋在垃圾填埋场中较快地降解成多孔袋子，有利于袋内外空气、水分和微生物的交流，释放多余空气，加速垃圾袋内有机物的降解，增加填埋场的使用寿命。购物袋在降解促进剂的持续作用下，分子链不断被打断，直至最后被生物降解或继续氧化降解为二氧化碳、水和少量腐殖质，降低购物袋对环境的污染。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和图1对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

（i）降解材料配方（kg）：

碳酸钙（通过1000目筛子，筛余为5%，将筛下物过1350目筛子，筛余为10%）：50

γ-氨丙基三乙氧基硅烷：0.2

二甲基二硫代氨基甲酸铁：0.2

线性低密度聚乙烯：49.6

（ii）降解材料制备：

第一步：将降解材料配方中的碳酸钙、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二甲基二硫代氨基甲酸铁和线性低密度聚乙烯放入高速加热搅拌机内进行混合，加热搅拌机的转速为1000rpm，搅拌温度50^oc~60^oc，搅拌时间为8min。

第二步：将混合物在双螺杆挤压造粒机中进行造粒，制备降解材料。双螺杆挤压造粒机的螺杆长径比l/d为40，造粒过程温度控制在165℃~195℃区间。

（iii）降解购物袋薄膜材料配方：

降解材料：25

高密度聚乙烯：75

（iv）降解购物袋制备：

第一步：将降解材料和线性低密度聚乙烯放入加热搅拌机内进行混合，加热搅拌机的转速为350rpm，搅拌温度为50^oc，搅拌时间为5min。

第二步：将混合物倒入单螺杆挤出吹膜机中吹膜，制备15微米厚的购物袋薄膜。单螺杆挤出吹膜机械挤出机的螺杆长径比l/d为30，吹膜过程温度控制在165℃~195℃区间。

第三步：用制袋机将购物袋薄膜制成购物袋。

实施例2：

实施例2中降解材料制备和降解购物袋制备的工艺和实施例1相同

（i）降解材料配方（kg）：

碳酸钙（通过1000目筛子，筛余为15%，将筛下物过1350目筛子，筛余为30%）：50

γ-氨丙基三乙氧基硅烷：0.2

二甲基二硫代氨基甲酸铁：0.2

线性低密度聚乙烯：49.6

（ⅱ）降解购物袋薄膜材料配方（kg）：

降解材料：25

高密度聚乙烯：75

制成购物袋的厚度为15微米。

实施例3：

（i）降解材料配方（kg）：

碳酸钙（通过800目筛子，筛余为10%，将筛下物过1000目筛子，筛余为20%）：30

三乙醇胺硼酸酯：0.8

硬脂酸铈：5

线性低密度聚乙烯：64.2

（ii）降解材料制备：

第一步：将降解材料配方中的碳酸钙、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二甲基二硫代氨基甲酸铁和线性低密度聚乙烯放入高速加热搅拌机内进行混合，加热搅拌机的转速为1100rpm，搅拌温度50^oc~60^oc，搅拌时间为9min。

第二步：将混合物在双螺杆造粒机中进行造粒，制备降解材料。双螺杆挤压造粒机的螺杆长径比l/d为45，造粒过程温度控制在165℃~195℃区间。

（ⅲ）降解购物袋薄膜材料配方（kg）：

降解材料：25

高密度聚乙烯：75

（iv）降解购物袋制备：

第一步：将降解材料和线性低密度聚乙烯放入加热搅拌机内进行混合，加热搅拌机的转速为370rpm，搅拌温度为50^oc~60^oc，搅拌时间为6min。

第二步：将混合物倒入单螺杆挤出吹膜机中吹膜，制备20微米厚的购物袋薄膜。单螺杆挤出吹膜机的螺杆长径比l/d为30，吹膜过程温度控制在165℃~195℃区间。

第三步：用制袋机将购物袋薄膜制成购物袋。

实施例4：

实施例4中降解材料制备和降解购物袋制备的工艺和实施例3相同

（i）降解材料配方（kg）：

碳酸钙（通过800目筛子，筛余为10%，将筛下物过1000目筛子，筛余为20%）：70

三乙醇胺硼酸酯：0.8

硬脂酸铈：5

线性低密度聚乙烯：24.2

（ii）降解购物袋薄膜材料配方（kg）：

降解材料：25

线性低密度聚乙烯：75

制成购物袋的厚度为20微米。

实施例5：

（i）降解材料配方（kg）：

碳酸钙（通过600目筛子，筛余为10%，将筛下物过800目筛子，筛余为20%）：50

γ-氨丙基三乙氧基硅烷：0.5

辛酸铜：10%

线性低密度聚乙烯：39.5

（ii）降解材料制备：

第一步：将降解材料配方中的碳酸钙、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二甲基二硫代氨基甲酸铁和线性低密度聚乙烯放入加热搅拌机内进行搅拌混合，加热搅拌机的转速为1200rpm，搅拌温度为50^oc~60^oc，搅拌时间为10min。

第二步：将混合物在双螺杆挤压造粒机中进行造粒，制备降解材料。双螺杆挤压造粒机的螺杆长径比l/d为50，造粒过程温度控制在165℃~195℃区间。

（ⅲ）降解购物袋薄膜材料配方（kg）：

降解材料：10

高密度聚乙烯：90

（iv）降解购物袋制备：

第一步：将降解材料和线性低密度聚乙烯放入加热搅拌机内进行混合，加热搅拌机的转速为400rpm，搅拌温度为50^oc~60^oc，搅拌时间为7min。

第二步：将混合物倒入单螺杆挤出吹膜机中吹膜，制备25微米厚的购物袋薄膜。单螺杆挤出吹膜机的螺杆长径比l/d为30，吹膜过程温度控制在165℃~195℃区间。

第三步：用制袋机将购物袋薄膜制成购物袋。

实施例6：

实施例6中降解材料制备和降解购物袋制备的工艺和实施例5相同

（i）降解材料配方（kg）：

碳酸钙（通过600目筛子，筛余为10%，将筛下物过800目筛子，筛余为20%）：50

γ-氨丙基三乙氧基硅烷：0.5

辛酸铜：10

线性低密度聚乙烯：39.5

（ii）降解购物袋薄膜材料配方（kg）：

降解材料：40

高密度聚乙烯：60

制成购物袋的厚度为25微米。

实施例7：

实施例7中降解材料制备和降解购物袋制备的工艺和实施例5相同

（i）降解材料配方（kg）：

碳酸钙（通过800目筛子，筛余为10%，将筛下物过1000目筛子，筛余为20%）：30

γ-氨丙基三乙氧基硅烷：0.2

辛酸铜：0.1

硬脂酸铈：0.1

线性低密度聚乙烯：69.6

（ii）降解购物袋薄膜材料配方（kg）：

降解材料：40

高密度聚乙烯：60

制成购物袋的厚度为20微米。

实施例8：

实施例8中降解材料制备和降解购物袋制备的工艺和实施例5相同

（i）降解材料配方（kg）：

碳酸钙（过800目筛子，筛余为10%，将筛下物过1000目筛子，筛余为20%）：70

γ-氨丙基三乙氧基硅烷：0.4

二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯：0.4

辛酸铜：10

线性低密度聚乙烯：19.2

（ii）降解购物袋薄膜材料配方：

降解材料：40

高密度聚乙烯：60

制成购物袋的厚度为20微米。

实验例1：

将实施例1~6中的购物袋薄膜在紫外光下照射。采用340nm荧光灯管，在340nm波长下辐照强度为（0.78±0.12）w/m²nm。表1为地膜辐照时间和纵向断裂伸长率的关系。

表1购物袋辐照时间（h）和纵向断裂伸长率（%）

通过对比实施例1和实施例2中得到的购物袋，在其他情况不变的条件下，我们增加碳酸钙的筛余的百分比，即大粒径的百分含量增加，在经过一段时间的辐照时间之后，大粒径碳酸钙周围形成的孔径较大，导致纵向断裂伸长率减小。

通过对比实施例3和实施例4中得到的购物袋，在其他情况不变的条件下，我们增加碳酸钙的重量百分含量，即单位面积的购物袋上，碳酸钙的粒子数量增加，在经过一段时间的辐照之后，购物袋上的孔数增加，导致纵向断裂伸长率减小。

通过对比实施例5和实施例6中得到的购物袋，在其他情况不变的条件下，我们在制膜阶段增加降解材料的百分含量，相当于增加了碳酸钙的百分含量，同理，纵向断裂伸长率减小。

实验例2：

将实施例1~6中的购物袋薄膜在紫外光下照射。采用340nm荧光灯管，在340nm波长下辐照强度为（0.78±0.12）w/m²nm。表2为购物袋薄膜辐照时间和渗水率的关系。

渗水率的测定方法：在室温23^oc±2^oc和常压下，将样品平放在120mm规格的布氏漏斗芯层上，加入100ml蒸馏水，记录在1小时内布氏漏斗内渗出的水量。渗水率为渗出水量除布氏漏斗中原有的水量，以百分数表示。

表2购物袋辐照时间（h）和渗水率（%）

通过对比实施例1和实施例2中得到的购物袋，在其他情况不变的条件下，我们增加碳酸钙的筛余的百分比，即大粒径的百分含量增加，在经过一段时间的辐照时间之后，大粒径碳酸钙周围形成的孔径较大，导致渗水率增大。

通过对比实施例3和实施例4中得到的购物袋，在其他情况不变的条件下，我们增加碳酸钙的重量百分含量，即单位面积的购物袋上，碳酸钙的粒子数量增加，在经过一段时间的辐照之后，购物袋上的孔数增加，导致渗水率增大。

通过对比实施例5和实施例6中得到的购物袋，在其他情况不变的条件下，我们在制膜阶段增加降解材料的百分含量，相当于增加了碳酸钙的百分含量，同理，渗水率增大。