[發明專利]一種可控氧化生物降解塑料母粒及其制備方法

有效

• 申請號: 201310067471.X
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN104031302A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 蘇發兵;李晶;李會芳;周郁忠;翟世輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;廣東中科高新科技股份有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08L3/02;C08L5/08;C08L1/28;C08K13/06;C08K3/26;C08K3/22;C08K3/16;C08K5/098;C08K5/39;C08K5/5398;C08K5/053;C
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明涉及一種可控氧化生物降解的塑料母粒及其制備方法，尤其涉及一種可以在自然環境下可控氧化-生物雙降解的塑料母粒及其一步法“自組裝”的制備方法，屬于含有高分子物質制品或成型材料制造技術領域。

背景技術

塑料工業隨著國民經濟和人民生活水品的提高而快速發展，2010年我國塑料行業總產值達1.42萬億，占輕工業總產值的10.27%，是輕工業第一大行業。2011年我國塑料制品總產量5474萬噸，同比增長22.45%；總產值1.61萬億元，同比增長27.45%；產品出口額563億美元，同比增長26.74%。由于塑料制品消費量不斷增長，廢棄塑料對環境污染逐年加劇。據中國輕工發展研究中心介紹，我國塑料廢棄物社會擁有量近4000萬噸，我國2010年消費后的塑料廢棄物回收利用量約1100萬噸，回收利用率在20%左右，遠落后于德國的水平（50%以上），而傳統塑料的降解周期在百年以上，將產生長期的、嚴重的污染環境，尤其是包裝塑料，占包裝材料總量的1/3，使用后直接丟棄。僅香港平均每天丟棄的塑料袋就有1500萬只，全年就超過50億只。大量塑料包裝袋在環境中的常年累計將造成巨大的、持續的環境污染。雖然中國“限塑令”出臺至今已4年，但降解塑料袋用量仍然不到5％，主要原因是降解原料成本和產品價格高，降解性能不好。國內生產的降解塑料包裝袋主要是以國外進口的降解母粒為原料，比傳統塑料價格貴很多，產品多以出口為主，內銷內用很少。

目前市場中可生物降解塑料有PLA（聚乳酸），PHB（聚3-羥基丁酸脂），以及淀粉基類塑料。對于純可生物降解材料，如PLA，PHB，雖然可以完全降解，但是其合成工藝復雜，價格昂貴，產品是普通塑料價格的6～10倍，且需要投入大量財力物力更新生產設備，受眾面小。PHB產品結晶度高，脆性嚴重，加工成型性能不佳，也難以推廣。而對于淀粉基類塑料，由于其本身的超強吸水性，造成成型加工性能不佳；其次，淀粉原材料價格上漲，生產成本較高。

現有技術中的可光降解塑料薄膜，由于降解到一定分子量便難以進一步進行降解，降解的碎片更加難以回收利用，進而造成土地板結等污染問題。

CN101402756采用價格低廉的碳酸鈣作為主體原料，降低了聚乙烯的用量，生產工藝簡單，成本低，效率高，且降解時間可控。但該方法采用碳酸鈣添加量過大造成使用時間變短，力學性能偏差，并且無添加生物降解促進，降解會不夠徹底。

對于單純的氧化降解塑料（光降解塑料），在無光情況下無法降解，導致如農用地膜埋于土中的塑料無法降解的問題；對于環境不穩定，或光照不充足的地方，地膜的降解速度無法有效控制。

因此，本領域需要開發一種成本較低，降解可控且徹底的可控氧化生物降解的塑料母粒。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種可控氧化生物降解塑料母粒，所述塑料母粒能夠可控降解，且降解的較為徹底，同時所述塑料母粒的力學性能較好，成本較低。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種可控氧化生物降解塑料母粒包括：無機填料、載體、氧化降解促進劑、生物降解促進劑和降解控制劑；其中，所述降解控制劑為抗氧劑。

本發明所述塑料母粒中同時含有氧化降解促進劑、生物降解促進劑和降解控制劑，可以依據降解控制劑和降解促進劑的比例，得到塑料母粒在相同環境中的不同降解速率，進而依據不同的需要實現塑料母粒的可控氧化生物降解。降解促進劑的含量越多，降解控制劑的含量越低，則降解的時間越短。

在不同的環境（例如光照、環境溫度等）中，本發明提供的塑料母粒也可以采用不同的配方，在滿足使用要求的同時，廢棄后可以被徹底降解。如包裝袋在使用完畢，廢棄到環境中，經過光照等環境因素和本身降解促進劑的影響下，降解控制劑不斷被消耗，消耗完畢，包裝袋在氧化降解促進劑和生物降解促進劑的共同作用下，迅速降解。

本發明所述塑料母粒具有氧化降解和生物降解的雙變量控制體系，并通過調節氧化降解促進劑、降解控制劑和生物降解促進劑的含量和比例，對于氧化降解過程和生物降解過程進行優化，實現了兩者的聯動，使塑料母粒具有環境針對性和降解可控性的能力。

優選地，本發明所述塑料母粒由氧化降解促進劑、生物降解促進劑、無機填料和降解控制劑組成的核殼結構與載體共混得到；所述核殼結構的內核包括無機填料和生物降解劑；所述核殼結構的外層包括氧化降解促進劑和降解控制劑。