专利名称：可降解可焚烧聚乙烯塑料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种塑料，尤其涉及可降解可焚烧塑料。
一次性使用塑料废弃物所引起的“白色污染”已越来越得到世界各国的重视，目前，世界上治理“白色污染”的方法主要有三种回收利用、焚烧处理和开发降解塑料。对一次性塑料废弃物中回收易而且具有材料回收价值的，一般采用回收利用治理方法，但对那些不易回收或无回收利用价值的，则一般采用焚烧或降解等治理方法。
对于降解方法，从80年代开始，美国、加拿大、日本等国家率先开始研制可降解塑料，并取得一定的应用成果，降解塑料已成为世界热点问题。我国也把降解塑料列入“八五”、“九五”重点科技攻关项目。但单采用降解方法(包括光降解、光-生物降解)等方法，彻底降解的光照时间要求长(约40-50天)。而一般情况下，塑料废弃物废弃后，在自然界中曝露时间较短(通常1-5天)，因而，实际光照时间不足，无法实现彻底降解。而且，该塑料废弃物若采用焚烧处理，与普通聚乙烯塑料一样将产生有害的灰尘和有毒气体，造成对大气的二次污染。
实际上，很多国家目前仍然采用以焚烧方法为主来处理垃圾(包括塑料废弃物)，据报道日本开发的聚乙烯塑料薄膜，焚烧时可减少对大气的污染，但该产品属填充型，其效果仅体现在塑料材料的减量上，且焚烧时由于分子量较大，仍存在燃烧不完全及有一定的有害气体产生的缺点，且该材料如不用焚烧处理而被掩埋，由于其不可降解，仍具有“白色污染”，因而也存在较大的不足。
本发明的目的在于提供一种可降解可焚烧的聚乙烯塑料。
本发明的组成配方中采用1、聚乙烯作组成配方的主材料，可采用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性聚乙烯(LLDPE)以及它们两者或三者之间以某种比例的组合；2、稀土或过渡金属络合物类作光敏剂，该类光敏剂在光照时可以促进聚乙烯材料的快速降解，在焚烧时还可以作为塑料材料的焚烧促进剂；3、采用超微粉体无机材料，作为塑料材料的降解和焚烧促进剂，该超微粉体无机材料经过特殊表面处理，在本技术产品中用量可超过30％(重量比)；4、采用超微粉体无机材料的表面处理剂，此表面处理剂具有生物活性的物质，这些生物活性物质使得本技术产品掩埋处理时可以发生生物降解，具体处理技术是，在高速搅拌机中，高速搅拌10-30分钟，温度达到100-120℃，使其可在聚乙烯塑料材料中均匀分散，以提高无机粉体材料与聚乙烯材料的相容性，使其在聚乙烯薄膜中的含量可以达到30％以上，而且聚乙烯薄膜的力学性能仍超过国家标准；此表面处理剂还可促进PE材料在微生物作用下发生降解。
本发明的组成配方如下1、树脂100份2、光敏剂0.2-1份3、超微粉体无机材料 40-60份4、超微粉体无机材料的表面处理剂1-2份其中1、树脂为聚乙烯作组成配方的主材料(PE)——可采用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性聚乙烯(LLDPE)及它们两者或三者之间以某种比例的组合。
2、本发明组成配方采用的光敏剂包括如下所述的光敏剂任一种或两种混合而成或两种以上混合而成；光敏剂优选范围为0.5～0.8份，具体光敏剂包括如下1)羧酸稀土类，如辛酸稀土类(RE(La，Ce，Pr)Oct)、月桂酸稀土类(RE(La，Ce，Pr)Lau)、硬脂酸稀土类(RE(La，Ce，Pr)St)等光敏剂。
2)羧酸铁盐类，如辛酸铁(FeOct)、月桂酸铁(FeLau)、硬脂酸铁(FeSt)等光敏剂。
3)氨基甲酸铁盐类，如二甲基二硫代磷酸铁(FeDNC)、二乙基二硫代氨基甲酸铁(FeDEC)、二丁基二硫代氨基甲酸铁(FeDBC)等光敏剂。
4)硫磷酸铁盐类，如二丁基二硫代磷酸铁(FeDTP)等光敏剂。
5)氨基甲酸稀土类，如二乙基二硫代氨基甲酸稀土(RE(La，Ce，Pr)DEC)等光敏剂。
6)硫磷酸稀土盐类，如二丁基二硫代磷酸稀土(RE(La，Ce，Pr)DTP)等光敏剂。
3、超微粉体无机材料，800目以上的碳酸钙、滑石粉、叶蜡石、白炭黑等。超微粉体无机材料优选范围44～55份。
4、超微粉体无机材料的表面处理剂，采用硅烷类、铝酸酯类和钛酸酯类偶联剂。
本发明的组成配方按常规工艺混合后按常规吹膜工艺生产出产品——薄膜，经检测其性能指标具有如下特点1、薄膜的机械物理性能达到GB4456规定的标准。
2、薄膜的卫生性能达到GB9687规定的标准。
3、降解断裂伸长率保留率FF？10％。
4、无机粉体材料含量？30％。
5、焚烧时灰尘和CO的排放达到焚烧炉排放标准。
本发明的组成配方按常规工艺混合后按常规吹膜工艺生产出产品——薄膜光降解性能检测方法采用GB/T9344-1988塑料氙灯光源曝露试验方法，然后按GB13022进行断裂伸长率测定。其中a)光降解试验条件1)黑板温度为63±3℃；2)相对湿度为65％±5％3)喷水周期为18min/102min(喷水时间/不喷水时间)。
b)光降解试验时间为120hr。
本产品——薄膜的降解性能达到国家环保局的标准HJBZ12-1997《可降解塑料包装制品》标准。
本发明“可降解可焚烧聚乙烯塑料”是一种高附加值的高新技术环保型产品，采用特殊方法，将可降解与可焚烧有机结合，并使之相互促进一、是利用焚烧助剂促进降解，无机超微粉体材料经表面处理后，在薄膜中的含量可以提高到30％以上，在微观上，由于粉体材料与聚乙烯材料界面层的处理剂同时也是生物活性剂，光照不足被掩埋后易于受土壤中微生物的浸蚀，使得粉体材料与PE材料发生脱离，从而达到促进降解的目的；二、是以降解促进焚烧无机超微粉体材料不但可以使本技术产品的聚乙烯用量减少30％以上，有利于焚烧完全，同时，薄膜在光照后分子量或多或少都会有所降低，可以有效降低其燃烧值，减少焚烧时灰尘和一氧化碳的产生，达到降解周期短，焚烧完全，并有效降低焚烧放出的有害气体，使本发明的产品不管采用降解、填埋或焚烧方法均能达到环境保护目的。从而实现一次性使用塑料废弃物治理的多方式化，并减少对大气的二次污染。本发明的产品可适用于多种垃圾处理方式，每种垃圾处理方式都能促使产品尽快与土壤同化。
下面结合实施例对本发明进行详细说明本发明的下述实施例组成配方按常规工艺混合后按常规吹膜工艺生产出产品——薄膜，实施例中的组成配方的各组分重量百分数总和为100。本发明的实施例生产出产品——薄膜经检测均符合上述规定的技术指标。薄膜的降解性能达到国家环保局的标准HJBZ12-1997《可降解塑料包装制品》标准。文献《含羧酸共生稀土光敏剂的低密度聚乙烯膜紫外光氧化降解》，高分子学报，1992(2)230-23448，报道稀土光敏剂月桂酸稀土类——其中可为月桂酸稀土La，月桂酸稀土Ce，月桂酸稀土Pr或其任意组合，加入在聚乙烯膜中均可产生紫外光氧化降解。
实施例下面以列表方式叙述各实施例，表1～表10中的各组分在配方中以重量计。表中的树脂为100份，采用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性聚乙烯(LLDPE)以及它们两者或三者之间以某种比例的组合，具体组合如表11、表12所示，每表中设有16组的组合，而组合中当有线性聚乙烯组分时线性聚乙烯(LLDPE)组分的含量为20％～30％，表1～表10中的树脂选自表11、表12中的任一组的组合，即表1的配方“1”树脂100份、光敏剂0.2份、无机材料43.4份和处理剂1份，其中的100份树脂可采用表11中的第一组合高密度聚乙烯占总量20％和低密度聚乙烯占总量60％和线性聚乙烯占总量20％，也可采用表12的第16组的组合，即树脂100份全采用高密度聚乙烯100份，上述的这些组合后按常规工艺混合后按常规吹膜工艺生产出产品——薄膜，经检测其性能指标均能达到降解目的，且符合国家标准；以下各表所述的光敏剂、无机材料和处理剂的组合均与树脂组合同样道理，且组合后按常规工艺混合后按常规吹膜工艺生产出产品——薄膜，经检测其性能指标均能达到降解目的，且符合国家标准。表1～表10中光敏剂量为0.2～1份，采用如上所述的光敏剂1)、2)、3)、4)、5)、6)六类中的任一类或两类混合而成或两类以上混合而成，而且同类中不同组分也可组合而成，如1)类中的月桂酸稀土类和辛酸稀土类(RE(La，Ce，Pr)Oct)可组合作为表中配方中的光敏剂用；具体光敏剂组合可采用如表11～表18所述的月桂酸稀土类、硬脂酸铁、二丁基二硫代氨基甲酸铁、二丁基二硫代磷酸铁、二乙基二硫代氨基甲酸稀土和二丁基二硫代磷酸稀土之间所有组合，组合后的量满足表1～表10中所述的0.2～1份范围的光敏剂量的数值，具体说明如表1的配方“1”树脂100份、光敏剂0.2份、无机材料43.4份和处理剂1份，其中的100份树脂可采用表11中的第一组合高密度聚乙烯占总量20％和低密度聚乙烯占总量60％和线性聚乙烯占总量20％，也可采用表12的第16组的组合，即树脂100份全采用高密度聚乙烯100份，而光敏剂可采用表13的第一组合(月桂酸稀土类0.1份和硬脂酸铁0.1份)，也可采用表15的第一组合，即(二丁基二硫代氨基甲酸铁0.1份和二丁基二硫代磷酸铁0.1份)，或者其它光敏剂的组合，只要光敏剂量为0.2份均可；或者直接采用单一类的光敏剂，如光敏剂占配方中的0.2份～1.0份范围的光敏剂量的数值的月桂酸稀土类或硬脂酸铁或二丁基二硫代氨基甲酸铁或二丁基二硫代磷酸铁或二乙基二硫代氨基甲酸稀土或二丁基二硫代磷酸稀土。表1～表10中的超微粉体无机材料，可采用800目以上的滑石粉和/或碳酸钙，一般采用800目或1250目，具体配合见表19～表22，超微粉体无机材料如滑石粉和碳酸钙的组合同上述的树脂和光敏剂组合一样，只要无机材料达到表1～表10中公开的具体某一配方的无机材料量即可。表22～表25表示超微粉体无机材料的表面处理剂，采用硅烷类、铝酸酯类和钛酸酯类偶联剂的之间组合后作为表1～表10公开的具体配方组成及含量，表26～表28为单一的表面处理剂的各个含量应用到表1～表10的具体配方中作为其组成——表面处理剂，即表面处理剂的组合同上述的树脂和光敏剂及无机材料组合一样，只要达到表1～表10中公开的具体某一配方的表面处理剂的量即可，且组合后按常规工艺混合后按常规吹膜工艺生产出产品——薄膜，经检测其性能指标均能达到降解目的，且符合国家标准。表1～表10的实施例的配方组合加上表11～表18光敏剂的具体配合、表19～表22的超微粉体无机材料的具体配合以及表23～表28表面处理剂的具体配合，这些组合形成的具体每一组成和含量构成的配方全部分别按常规工艺混合造粒后按常规吹膜工艺生产出一系列产品——薄膜，经检测其性能指标均具有如下特点1、薄膜的机械物理性能达到GB4456规定的标准。2、薄膜的卫生性能达到GB9687规定的标准。3、降解断裂伸长率保留率FF？10％。4、无机粉体材料含量？30％。5、焚烧时灰尘和CO的排放达到焚烧炉排放标准。均能达到降解目的，且符合国家标准。表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
表11
表12
表13
表14
表15<
>表16
>表17<
>表18<
>表19<
表20
表21
表22
表23
表24
表25
表26<
表27
表28
权利要求
1.一种可降解可焚烧聚乙烯塑料，其组成配方(以重量计)如下1)聚乙烯树脂 100份；2)光敏剂 0.2-1份；3)超微粉体无机材料 40-60份；4)超微粉体无机材料的表面处理剂 1-2份。
2.根据权利要求1所述的可降解可焚烧聚乙烯塑料，其特征在于聚乙烯作组成配方的主材料，采用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性聚乙烯(LLDPE)及它们两者或三者之间以某种比例的组合。
3.根据权利要求1或2所述的可降解可焚烧聚乙烯塑料，其特征在于光敏剂包括如下所述的光敏剂任一种或两种混合而成或两种以上混合而成，具体光敏剂包括如下1)羧酸稀土类，如辛酸稀土类(RE(La，Ce，Pr)Oct)、月桂酸稀土类(RE(La，Ce，Pr)Lau)、硬脂酸稀土类(RE(La，Ce，Pr)St)；2)羧酸铁盐类，如辛酸铁(FeOct)、月桂酸铁(FeLau)、硬脂酸铁(FeSt)；3)氨基甲酸铁盐类，如二甲基二硫代磷酸铁(FeDNC)、二乙基二硫代氨基甲酸铁(FeDEC)、二丁基二硫代氨基甲酸铁(FeDBC)；4)硫磷酸铁盐类，如二丁基二硫代磷酸铁(FeDTP)；5)氨基甲酸稀土类，如二乙基二硫代氨基甲酸稀土(RE(La，Ce，Pr)DEC)；6)硫磷酸稀土盐类，如二丁基二硫代磷酸稀土(RE(La，Ce，Pr)DTP)。
4.根据权利要求1或2所述的可降解可焚烧聚乙烯塑料，其特征在于超微粉体无机材料采用800目以上的碳酸钙、滑石粉、叶蜡石、白炭黑。
5.根据权利要求1或2所述的可降解可焚烧聚乙烯塑料，其特征在于超微粉体无机材料的表面处理剂采用硅烷类、铝酸酯类和钛酸酯类偶联剂。
6.根据权利要求1或2所述的可降解可焚烧聚乙烯塑料，其特征在于光敏剂优选范围为0.5～0.8份。
7.根据权利要求1或2所述的可降解可焚烧聚乙烯塑料，其特征在于超微粉体无机材料优选范围44～55份。
全文摘要
本发明公开了一种可降解可焚烧聚乙烯塑料,其组成配方(以重量计)如下:1)聚乙烯树脂:100份;2)光敏剂:0.2—1份;3)超微粉体无机材料:40—60份;4)超微粉体无机材料的表面处理剂:1—2份。它制成的薄膜或包装袋具有焚烧促进降解,以及光照达到降解,降解周期短,焚烧完全,并有效降低焚烧放出的有害气体,达到环境保护目的。从而实现一次性使用塑料废弃物治理的多方式化,并减少对大气的二次污染。
文档编号C08K9/02GK1240803SQ9911103
公开日2000年1月12日 申请日期1999年7月28日 优先权日1999年7月28日
发明者陈庆华, 钱庆荣, 李南芳, 刘志耀 申请人:福建师范大学, 福州市耀升胶粘软包装厂