[發明專利]生物質合成塑料制品及其制備方法

有效

• 申請號: 201010004113.0
• 申請日: 2010-01-08
• 公開（公告）號: CN101781467A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 楊立新;陳錫健
• 申請（專利權）人: 鄭州佰沃生物質材料有限公司
• 主分類號: C08L89/00
• 分類號: C08L89/00;C08L3/06;C08L3/08;C08L3/10;C08L3/04;C08K13/02
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 田小伍;黃偉

(一)技術領域

本發明屬于材料科學領域，特別涉及一種生物質合成塑料制品及其制備方 法。

(二)背景技術

自19世紀50年代塑料發明以來，經過100多年的發展，塑料工業已經成 為規模龐大、產品種類繁多的重要產業。據最新統計資料表明，全世界塑料的 總產量已經突破1.8億噸，生產塑料的主要原料合成樹脂的消費量占三大合成 材料的72％。塑料已經成為工業生產和人們生活中不可或缺的重要產品。

然而，隨著塑料工業的迅猛發展，由此產生的環境問題也日益突出。塑料 制品的廢棄物占到城市垃圾總量的10％和體積的30％。由于塑料的主要成分合 成樹脂在自然環境下分解的速度非常緩慢，且對土地有極大的危害，改變其酸 堿度，影響農作物吸收養分和水分，導致填埋了含塑料廢棄物垃圾的土壤長期 得不到恢復。如果采用焚燒法處理塑料垃圾，則會產生大量的有毒煙霧，污染 大氣。塑料包裝的廉價易得，使人們容易隨意丟棄，從而產生視覺污染和對環 境的破壞。以上就是造成“白色污染”的主要原因。

為了解決塑料的不易回收和環境污染問題，各國科學家進行了長期的研 究。采用可降解生物材料(如淀粉)與合成樹脂共混制備可生物降解塑料，是 目前主要的解決方法。當前國內已經投產的降解塑料大部分屬于這種填充改性 可降解塑料(鮑祖本，方紅霞，淀基生物降解塑料的研究現狀和發展方向.塑 料包裝，2008，(1)：21-24)。雖然可降解塑料減少了合成樹脂用量，但降解 后的塑料制品對土壤仍然具有毒害化作用，并未從根本上解決塑料的環境污染 問題。

采用具有生物降解性能的高分子材料取代合成樹脂制備塑料，是根本上解 決石油基高分子塑料的種種弊端的正確選擇。目前具有生物降解性能高分子的 國內外研究重點是脂肪族聚酯、脂肪族-芳香族聚酯共聚物等(錢伯章，可生 物降解塑料發展動向，化工新型材料，2008，(7)：26-27；楊斌，綠色塑料聚 乳酸，化學工業出版社，2007)。這些材料的制備過程包括微生物發酵或石油 裂解生成單體，單體在一定條件下生成聚合物等程序。這類化合物不足之處在 于，合成工藝路線復雜、產品價格昂貴、生物降解進程緩慢以及部分產品仍然 具有石油依賴性。另一種科研思路是利用天然高分子為原料，進行適度分子改 性，生產可降解塑料。相關專利見Jane，et?al.Soy?protein-based thermoplastic?composition?for?preparing?molded?articles，United?States Patent?5,523,293；Tokiwa，et?al.Starch-containing?biodegradable plastic?and?method?of?producing?same，United?States?Patent?5,256,711， etc。該類化合物的研究現狀主要存在改性原料品種單一、物理性能與合成塑 料差距較大等問題。

綜合國內外研究成果，反映出的主要問題是缺乏對天然生物質材料的大分 子特性和化學官能團的全面認識，改性的目的和用途單一。造成產品應用存在 比較嚴重的缺陷，不具備作為基礎性材料的基本屬性。截至目前，尚未有生物 質合成塑料的全面準確論述。

(三)發明內容

本發明目的在于提供一種生物質合成塑料制品及其制備方法，本發明可采 用的原料品種多，獲得的塑料制品主要物理性能與合成塑料相當，且降解速度 快，對環境基本無污染。

本發明采用的技術方案如下：

生物質合成塑料制品，其由原料A、水與輔料制成，所述的原料A由以下 重量份的物質組成：植物蛋白粉20～100份，變性淀粉0～10份，酸度調節劑 0.2～15份，分子結構改性劑0.05～20份，樹脂助劑0.05～10份，水的重量 份為100～300份。

進一步，每100份原料A中加入的輔料重量份數為：塑料助劑1～50份， 填料0～100份。

植物蛋白粉為脫脂大豆粉、大豆分離蛋白、大豆濃縮蛋白、玉米黃漿粉、 脫脂花生粉、小麥蛋白粉、脫脂菜籽粉、脫脂棉籽粉中的一種或幾種的混合物； 較好的，所述植物蛋白粉原料中的蛋白質含量不低于50％wt。

變性淀粉為淀粉二磷酸酯、淀粉醋酸酯、羥丙基淀粉、羥乙基淀粉、羧 甲基淀粉、交聯淀粉、陽離子淀粉、氧化淀粉中的一種或幾種的混合物；