专利名称：一种复合降解塑料母料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于一次性自降解制品的塑料母粒，该母粒用于加工片材、膜、发泡材料。
本世纪以来，从工程应用到日常生活，塑料提供了许多便利，例如强度高、耐磨损、使用方便等，以往，对塑料的要求侧重于更耐用，惰性，不透气水耐化学腐蚀、微生物侵蚀，即防止降解的特征。但是，随着塑料的大量使用于农地膜、包装膜，由于塑料在自然中难以降解，从而破坏了土壤结构，使野生动植物难以生存，因而出现可降解的塑料，该降解塑料要求在一定的使用期具有与其相对应的普通塑料制品一样的功效，而在规定期限后，或者在远未达到使用寿命期而被弃废后，在特定环境下，其化学结构能发生重大变化，而且能迅速自动分解而与自然环境同化，最终降解为二氧化碳、水、生物量。
当前开发的降解塑料可分为光降解，生物降解，光、生物双降解等，光降解塑料是指在太阳光作用下，作为塑料主体的聚合物可有序地进行分子链断裂而导致其破碎和分解的塑料，但当光敏材料失效后，将不再降解。生物降解塑料是在适当的自然环境条件下能够被微生物(如细菌、真菌和藻类等)分解的塑料。生物降解塑料一般是淀粉型生物塑料，从原材料价格，产品的机械性能，加工工艺，产品的降解特性等角度考虑，人们偏向于使用此类降解塑料，但制品的力学性能及母粒的添加受淀粉的限制。而光、生物双降解塑料由于部分光降解产物不能被微生物利用，或者对微生物有毒性，因此，光、生物双降解产品不比生物降解产品降解的快，而且由于生物促进剂的光屏蔽作用，光降解效果也不尽人意。
本发明目的是提供一种光和生物能够协同进行，经济易行的复合降解母粒，使用本发明提供的母粒，易于加工降解制品，降解可控性好，机械性能优越，可根据解降要求添加母粒，制得相应的产品。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案这种复合降解塑料母料主要由以下组份组成(重量份数)载体树脂10-50份改性淀粉10-50份改性碳酸钙 10-20份光降解母粒 0.1-15份聚乙酸乙二醇酯 10-20份乙烯丙烯酸共聚物10-20份促进剂1 0.1-10
所述的改性淀粉组成为淀粉100份脲素1-2份吸水剂 1-4份聚己内酯1-2份偶联剂 1-2份促进剂1#0.1-3份本发明中以PE及EAA或CPE作为载体树脂，可使本发明提供的母粒使用范围扩大，可根据需要添加至PE注、拉、吹及PP产品中。
添加改性淀粉使产品具有生物降解性，本改性淀粉具有较好的耐高温性及力学性能；加入光降解填充剂CaCO3和活性氧化钙来提高光降解性，减少遮光性、粘连性，用后非常易于破碎，且燃烧发热量很低，易于处理。对制品硬度等也有作用；除此以外还加入光降解母粒，可降低PE树脂分子量，从而使制品做到充分降解；促进剂1，不仅能加强CaCO3、淀粉与树脂的偶联作用，而且在促进剂2号的作用下，控制分解促进剂1号的作用后，能促使偶联剂与CaCO3淀粉、树脂的分离，增大制品降解断面与微生物及外界环境的接触，达到快速、充分降解的目的，促进剂2可有效控制降解时间及母粒的添加量。
上述改性淀粉组成为淀粉100份；脲素或甲酰胺1-10份，吸水剂1-10份、聚己内酯1-10份、促进剂1#0.1-10份、偶联剂1-10份。
脲素或甲酰胺可以破坏淀粉的氢键，形成复合物从而降低淀粉的加工温度，提高淀粉与PE的相容性，改善加工性能；吸水剂羧甲基化淀粉、藻酸钠、聚丙酰胺、聚乙烯醇、甲基纤维素、聚丙烯酸盐等吸水性材料，它在光降解后期，通过吸水作用协助生物降解作用；聚己内酯为生物活性物质，可被青霉素菌降解与多种高分子材料具有相容性，与淀粉形成生物促进剂，可提高淀粉耐高温与树脂亲合性，有利于微生物作用；偶联剂可提高淀粉与PE的亲合性，可以在光降解后期导致多种有机体分离，偶联剂有蓖麻油环氧乙烷缩合物，山梨醇油酸酯，聚氧乙烯醚，蓖麻油聚氧乙烯醚，脂肪酸与环氧乙烷缩合物，十二烷基磺酸钠，山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨糖醇酐棕榈酸酯，山梨糖醇酐硬酯酸酯，山梨糖醇油酸酯；偶联剂又是溶于水的表面活性剂，使添加剂由水带走。
改性CaCO3可以提高共混塑料的机械性能，其粒度在1微米-2.5微米，最好小于1微米，加入一定量的CaO可用硬脂酸、促进剂1#加以改性，其用量为100份CaCO3；氧化钙10-30份，促进剂0.1-10份，硬脂酸1-10份。
光降解母粒可用市场上销售的含三价铁盐的光降解母粒，它以光敏剂、光引发剂、光氧化剂组成。
促进剂1号为含有表面添加剂，聚丙烯酰胺构成的物质、市场有售；促进剂2为可有效吸收柴外线的2-羟基二苯甲酮光氧化剂，增塑剂DOP、氧化聚乙烯等控制生物降解的、市场有售，促进剂1#、2#可用北京降解塑料研室中心提供的促进剂1号、促进剂2号。
本发明的工艺过程是改性淀粉、促进剂2、改性CaCO3、载体树脂、聚乙酸乙二醇酯、EAA，几种原料低速混合，经双螺杆共混挤出、经造粒、吹膜得到产品。
本发明优点改性淀粉使淀粉自身的亲合作用大减弱、提高加工温度，且通过双螺杆挤出机更好地与载体树脂等物质进行物理共混化学接枝，得到产品性能好。从降解角度来看，组合物的多种成分均为对微生物降解有益或无害的材料，例如CaCO3及超强吸水剂等能通过物理作用，吸收空气及周围环境的水、吸水膨胀，加速材料的破裂，推进材料的物理降解。而吸水剂的吸水作用，吸收周围环境中的水份及营养物质，有利于微生物的生长发育，光降解历程中聚烯烃降解产生的游离小分子由于CaCO3·CaO等的作用更易被微生物利用，偶联剂又是溶于水的表面活性剂，在破碎的产物中通过水的作用带走不溶于水的添加剂，使偶联剂与淀粉CaCO3、载体树脂分离，加速降解过程，体现本料的生物降解的协同作用。
实施例一(1)淀粉预处理可在通用的高速混合机内进行，例如SHR-300高速混合机中实现，淀粉加入高速混合机，在120℃干燥20分钟，至水份含量为2％左右，淀粉重量为100kg加入脲素2kg及促进剂1号3kg共混10分钟，加入羧甲基淀粉4kg混合5分钟，再加入聚己内酯2kg(分子量5000-50000)，混合5分钟，滴加入蓖麻油环氧乙烷缩合物2kg，混合5分钟即处理完毕。
(2)CaCO3处理同淀粉的预处理一样，在通用的高速混合机中进行。CaCO3100kg加入高速搅拌机，在80℃时加入5kg硬酯酸，3kg促进剂1号高速搅拌15分钟，处理完毕。
(3)共混造粒取上述改性淀粉40kg、改性CaCO320kg，再加聚乙烯15kg、乙烯丙烯酸共聚物5kg，聚乙酸乙二醇酯6kg，光降解母粒8kg，促进剂2#3kg。
(4)共混造粒改性淀粉40份CaCO320份光降解母粒 8份促进剂2号 3份PE 15份聚乙酸乙二醇6份EAA 5份在低速混合机中充分混合，在双螺杆挤出机造粒，熔融温度149℃，熔体压强2.4MPa，主机转速150rpm，主机电流70A。
温度通常从一区到十一区，加工温度可按以下设定一区 二区 三区 四区 五区 六区 七区 八区 九区 十区 十一区120 130 145 160 180 180 130 100 90 8080将上述母粒用于PE膜的加工。
使用实例1(标准膜)全部用PE，但PE系高压与线性高压PE混合，它们为7∶3吹膜。
实例2降介母粒20％,PE80％，但PE系高压与线性高压PE混合，它们为7∶3吹膜。
实例3降介母粒30％,PE70％，但PE系高压与线性高压PE混合，它们为7∶3吹膜。
实例4(标准膜)全部用PE，其低压PE∶线性高压PE为7∶3。
实例5降解母粒20％PE80％，全部用PE，其低压PE∶线性高压PE为7∶3实例6降解30％,PE70％，全部用PE，其低压PE∶线性高压PE为7∶3。
权利要求
1.一种复合降解塑料母料，其特征在于它主要由以下组份组成(重量份数)载体树脂 10-50份改性淀粉 10-50份改性碳酸钙10-20份光降解母粒0.1-15份聚乙酸乙二醇酯10-20份乙烯丙烯酸共聚物 10-20份促进剂1 0.1-10
2.按权利要求1所述的复合降解塑料母料，其特征在于所述的改性淀粉组成为淀粉100份脲素1-2份吸水剂 1-4份聚己内酯1-2份偶联剂 1-2份促进剂1#0.1-3份
3.根据权利要求1所述的复合降解塑料母料，其特征在于所述的改性碳酸钙的组成为CaCO3100份，CaO10-30份，硬酯酸1-10份，促进剂0.1-10份。
全文摘要
一种复合降解塑料母料，它主要由以下组分(重量份数)载体树脂10—50份、改性淀粉10—50份、改性碳酸钙10—20份、光降解母粒0.1—15份、聚乙酸乙二醇酯10—20份、乙烯丙烯酸共聚物10—20份、促进剂1、0.1—10，本份母粒为一种由化学促进剂诱导控制光、生物降解协同作用、多种降解过程同时发生的，经济易行的复合降解母粒，易于加工降解制品，降解可控性好，机械性能优越，降解充分，彻底加工工艺简单、易于操作，适用性广。
文档编号C08L33/08GK1237596SQ9810190
公开日1999年12月8日 申请日期1998年5月12日 优先权日1998年5月12日
发明者李泰华, 赵慧民, 李刚 申请人:北京降解塑料研究中心