[發(fā)明專利]生質(zhì)塑膠材料及其制造方法與復(fù)合塑膠材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210344368.0
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN103665447A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高永康;林鴻明;陳丕哲;黃建智
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉和綠色智財股份有限公司
• 主分類號: C08L3/04
• 分類號: C08L3/04;C08L3/02;C08L29/04;C08L29/14;C08L23/08;C08L55/02;C08L23/06;C08L23/12;C08L31/04;C08L25/06;C08L21/00;C08L27/06;C08L67/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種生質(zhì)塑膠材料(bio-based?plastic?material)及其制造方法，特別是指一種利用改質(zhì)淀粉形成生質(zhì)塑膠材料及其制造方法。本發(fā)明亦有關(guān)于含有所述生質(zhì)塑膠材料的復(fù)合塑膠材料。

背景技術(shù)

全球塑膠材料的年生產(chǎn)量高達1億5000萬公噸，占民生用品或是工業(yè)材料三分之一以上的重要比例。傳統(tǒng)塑膠材料制品因其主要仰賴石化原料來源，過程中產(chǎn)生大量溫室氣體，造成日益嚴重的全球氣候變化問題。此外，塑膠材料廢棄物的處理不當(dāng)會造成多重的環(huán)境污染。為了解決全球氣候變化與環(huán)境污染問題，以節(jié)能減碳為首要目標(biāo)的綠色材料所制成的低碳環(huán)保產(chǎn)品已經(jīng)受到廣大消費者的認同。因此在此一綠色材料革命的趨勢下，相關(guān)產(chǎn)品制造商責(zé)無旁貸必須積極為塑膠材料尋找更為環(huán)境友好的替代品。

另一方面，傳統(tǒng)塑膠材料制品因為價格相對便宜，但由于使用周期短，處理大量廢棄的塑膠材料制品需付出極高的環(huán)境與成本代價，包括焚化所產(chǎn)生的毒氣危害、掩埋于環(huán)境中不會劣化、再生利用需要完整的同收體系配合且重制成本等。從整體經(jīng)濟而論，根據(jù)臺灣地區(qū)工業(yè)技術(shù)研究院能源與環(huán)境研究所所發(fā)表的“綠色化學(xué)：生態(tài)材料開發(fā)與應(yīng)用”一文中指出，我國塑膠產(chǎn)業(yè)現(xiàn)處在環(huán)保、法規(guī)、原油短缺及原物料價格飆漲等各種因素下而面臨著極為嚴峻的考驗，因此產(chǎn)業(yè)界更應(yīng)積極開發(fā)出具永續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)的生態(tài)材料技術(shù)如環(huán)保綠色塑膠，以替代傳統(tǒng)消耗性的石化原料塑膠。

目前的環(huán)保綠色塑膠大致可以分成兩大類：(1)減碳塑膠：以無毒低碳的無機鹽取代部份高碳排放的石化原料塑膠，其關(guān)鍵技術(shù)是在于有機高分子與無機鹽的混煉兼容性；以及(2)廣義的生物塑膠(bioplastics)：依據(jù)歐洲生物塑膠協(xié)會(European?Bioplastics?Association)的分類，其又可分為可在自然界被分解的生物降解型塑膠(biodegradable?plastics)與以生物材料為主要來源的生質(zhì)塑膠(bio-based?plastics)兩類。

由于生物塑膠的原料大多取自于植物，其次才是取自于動物，前者構(gòu)成分子是由植物行光合作用而來，而后者構(gòu)成分子則是參與生態(tài)圈中食物鏈過程中產(chǎn)生，兩者同時具有可再生及低碳排放的環(huán)保特征，不似石化原料塑膠的來源需歷經(jīng)石油的裂解與高分子聚合物的合成，其過程極為耗能而且會產(chǎn)生大量的二氧化碳。所以，生物塑膠材料生命周期中的二氧化碳總量會較石化原料所產(chǎn)生的總量減少，對于地球整體二氧化碳減量具有實質(zhì)貢獻。

在傳統(tǒng)塑膠產(chǎn)業(yè)中，由于成本與加工性的考慮，對于新型塑膠材料的開發(fā)上多使用熔融摻合(melting?blend)技術(shù)，一般業(yè)界俗稱熱熔混煉或混煉等，用以混合不同高分子材料使其于熔融態(tài)下均勻混和，以達到設(shè)定的性能。但是由于此一技術(shù)在于高分子于熔融態(tài)下分子分布尺度的限制與兼容性的差異，會有其極限存在。為了突破此一極限，技術(shù)人員開始思索其它用以開發(fā)新型塑膠材料的可能技術(shù)，于是在熔融摻合的基礎(chǔ)下，透過添加劑的使用來克服分子分布尺度的限制與兼容性問題，其目的上不外乎增加高分子間的兼容性與整體的加工性，雖然此一做法在部分性能上有所突破，但是仍舊因為一般塑膠材料中的高分子聚合物本身性能上的限制而有所局限。再者，大部分生物塑膠的原料并不適合以熔融摻合的方式進行加工，容易導(dǎo)致分子劣解等問題，因而傳統(tǒng)塑膠材料的制造技術(shù)并不適用于開發(fā)新型生物塑膠材料。

依據(jù)前段所提及的局限，所屬技術(shù)領(lǐng)域?qū)τ诓煌滦蜕锼苣z材料仍有其需求，且需要適用于制造新型生物塑膠材料的新穎工藝，并且同時符合友善環(huán)境的環(huán)保世界潮流，又兼顧成本降低和加工簡便而可應(yīng)用于生產(chǎn)新型生物塑膠材料的相關(guān)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)缺乏一種可取代傳統(tǒng)塑膠材料的生物塑膠材料，且現(xiàn)有技術(shù)的方法并不適用于制作生物塑膠材料，本發(fā)明的目的是提供一種適用于制作生物塑膠材料的方法，以及一種可取代傳統(tǒng)塑膠材料對環(huán)境友善的生物塑膠材料。

因此，在一方面，本發(fā)明提供一種生質(zhì)塑膠材料，其包含：一改質(zhì)淀粉，其是由一淀粉起始物經(jīng)過物理或化學(xué)方式修飾而成；一脂肪族高分子醇類(aliphatic?polymeric?alcohol)。

依據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，優(yōu)選地，上述生質(zhì)塑膠材料還包括一添加劑。

依據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，該淀粉起始物可以是主要由植物性聚醣所構(gòu)成的。較佳的，該淀粉起始物包含選自于由下列所構(gòu)成的群組中的至少一種：樹薯淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉以及豆科植物淀粉等。