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CN108727636A - 一种可降解母粒、包含该母粒的塑料薄膜及塑料薄膜的制备方法 - Google Patents

一种可降解母粒、包含该母粒的塑料薄膜及塑料薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种可降解母粒、包含该母粒的塑料薄膜及塑料薄膜的加工方法。涉及一种塑料加工领域，尤其涉及可降解母粒、包含该母粒的塑料薄膜及塑料薄膜的加工方法。能以多种方式降解、降解速度快且效率高。一种可降解母粒，所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量百分比计，所述原料的组分为：二茂铁8％‑12％、碳酸钙72％‑76％、柠檬酸4％‑8％、分散剂1％‑5％及光敏剂4％‑8％。所述分散剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜中一种或几种的复配。本发明在提升了降解速率的同时能够促使塑料薄膜实现多维可降解，使得塑料薄膜的降解条件进一步放宽，能够以多种方式降解且降解速度快、效率高。

Description

一种可降解母粒、包含该母粒的塑料薄膜及塑料薄膜的制备 方法
技术领域
本发明涉及一种塑料加工领域，尤其涉及可降解母粒、包含该母粒的塑料薄膜及塑料薄膜的制备方法。
背景技术
塑料袋、保鲜膜是人们生活中的日常用品，一般采用聚乙烯等高分子化合物制成，塑料虽然属于可回收垃圾，但是由于塑料在生活中的过度使用，且塑料的回收价格偏低，造成塑料的回收工作不到位，由于采用高分子材料，分子结构稳定，在自然条件下难以降解，造成对环境的巨大污染，对人类生存环境造成极大伤害。
针对这一问题，国家知识产权局2016-10-26公开的一项发明专利申请(CN106046490A一种易降解环保塑料袋及其制备方法)公开了易降解环保塑料袋采用聚乙烯、聚烯烃共聚物、生物降解塑料及再生聚乙烯为主要原料，辅于色母及干燥剂制备而成，具有优良的韧性耐温度性及耐酸碱度，在自然环境中可快速降解，且能够循环利用。但是在其中仅采用生物降解塑料作为生产塑料袋的原料，仅对土壤中的微生物有作用，降解速度慢、效率低。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种能以多种方式降解、降解速度快且效率高的可降解母粒、包含该母粒的塑料薄膜及塑料薄膜的制备方法。
本发明的技术方案是：一种可降解母粒，所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量百分比计，所述原料的组分为：二茂铁8％-12％、碳酸钙72％-76％、柠檬酸4％-8％、分散剂1％-5％及光敏剂4％-8％。
所述分散剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜中一种或几种的复配；
所述光敏剂为二苯甲酮、苯乙酮六氯丙酮、四甲基-4,4-二氨基甲酮、二硫化四丁基秋芝酮、二苯基胺中一种或几种的复配。
所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量百分比计，所述原料的组分为：二茂铁11％、碳酸钙76％、柠檬酸4％、分散剂4％及光敏剂5％。
所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量份计，所述原料的组分为：二茂铁12％、碳酸钙72％、柠檬酸8％、分散剂4％及光敏剂4％。
所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量份计，所述原料的组分为：二茂铁10％、碳酸钙74％、柠檬酸6％、分散剂4％及光敏剂6％。
包含可降解母粒的塑料薄膜，所述塑料薄膜的原材料包括聚乙烯和可降解母粒的复配，所述聚乙烯和所述可降解母粒的重量配比为1:1.
所述原材料按重量百分比计包括聚乙烯50％、二茂铁5％、碳酸钙37％、柠檬酸3％、分散剂2％及光敏剂3％。
一种包含可降解母粒的塑料薄膜的加工方法，其特征在于，按如下步骤加工：
1)上料；
2)熔化；
2.1)将可降解母粒和聚乙烯颗粒放入加热装置加热，
2.2)将加热成熔融状态的混合物进行搅拌，混合均匀，
3)加工成型；
3.1)将熔融状态的混合物进行吹膜操作，形成膜泡，
3.2)将步骤3.1)中制得的膜泡在高温状态下经压制后形成厚度一定的塑料薄膜，
3.3)将步骤3.2)中制得的塑料薄膜冷却，形成半成品塑料薄膜；
4)印刷，将半成品塑料薄膜放入印刷装置印刷图案，形成成品，完毕。
9、根据权利要求8所述的一种包含可降解母粒的塑料薄膜的加工方法，其特征在于，所述步骤1)上料的具体步骤是：
1.1)聚乙烯颗粒和母粒分开放置，通过真空吸料将聚乙烯颗粒和母粒分别吸入不同的料斗，
1.2)通过不同料斗下方的计量装置分别称重，
1.3)称重后落入搅拌装置搅拌，
1.4)搅拌后落入进入步骤2)，完毕。
10、根据权利要求8所述的一种包含可降解母粒的塑料薄膜的加工方法，其特征在于，所述步骤2.1) 中加热的温度是200℃-250℃。
本发明中利用该母粒与聚乙烯塑料颗粒拌匀后加工而成的塑料薄膜能够在多种自然环境条件下促使塑料薄膜进行讲解，从而使得塑料薄膜的降解速率提高。其中二茂铁与太阳光进行作用，使得塑料薄膜在日光的照射作用下降解碎裂，与其中碳酸钙组合进行使用，碳酸钙在日光的照射下分解，在分解时促使塑料薄膜分子链的裂解，与二茂铁配合，能够缩短塑料薄膜裂解的时间，提升裂解效率，从而能够有效提高了塑料薄膜在日光照射下的降解速度。当塑料薄膜在光照下裂解成碎片掉落在土壤中时，柠檬酸作为土壤中细菌的培养基，细菌以柠檬酸为主要食物，在吞食柠檬酸的过程中破坏了塑料薄膜的分子链，使得塑料薄膜在土壤中细菌的作用下进一步进行分解，提升了降解效率。光敏剂提升了塑料薄膜对日光的敏感性，使得在光照条件下的降解速率进一步加快，从而提升降解速度。分散剂能够使得各组分均匀分散在聚乙烯薄膜中，使得聚乙烯薄膜各处性能相同，使得聚乙烯薄膜的性能更加稳定。同时由于采用了多种组分混合，聚乙烯薄膜能够在光照、生物等多种自然条件下实现降解，在提升了降解速率的同时能够促使塑料薄膜实现多维可降解，使得塑料薄膜的降解条件进一步放宽，能够以多种方式降解且降解速度快、效率高。
具体实施方式
本发明中的一种可降解母粒，所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量百分比计，所述原料的组分为：二茂铁8％-12％、碳酸钙72％-76％、柠檬酸4％-8％、分散剂1％-5％及光敏剂4％-8％。利用该母粒与聚乙烯塑料颗粒拌匀后加工而成的塑料薄膜能够在多种自然环境条件下促使塑料薄膜进行讲解，从而使得塑料薄膜的降解速率提高。其中二茂铁与太阳光进行作用，使得塑料薄膜在日光的照射作用下降解碎裂，与其中碳酸钙组合进行使用，碳酸钙在日光的照射下分解，在分解时促使塑料薄膜分子链的裂解，与二茂铁配合，能够缩短塑料薄膜裂解的时间，提升裂解效率，从而能够有效提高了塑料薄膜在日光照射下的降解速度。当塑料薄膜在光照下裂解成碎片掉落在土壤中时，柠檬酸作为土壤中细菌的培养基，细菌以柠檬酸为主要食物，在吞食柠檬酸的过程中破坏了塑料薄膜的分子链，使得塑料薄膜在土壤中细菌的作用下进一步进行分解，提升了降解效率。光敏剂提升了塑料薄膜对日光的敏感性，使得在光照条件下的降解速率进一步加快，从而提升降解速度。分散剂能够使得各组分均匀分散在聚乙烯薄膜中，使得聚乙烯薄膜各处性能相同，使得聚乙烯薄膜的性能更加稳定。同时由于采用了多种组分混合，聚乙烯薄膜能够在光照、生物等多种自然条件下实现降解，在提升了降解速率的同时能够促使塑料薄膜实现多维可降解，使得塑料薄膜的降解条件进一步放宽，能够以多种方式降解且降解速度快、效率高。
所述分散剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜中一种或几种的复配；适用于多种塑料薄膜，能够提升母粒中的成分与聚乙烯塑料的相容性，防止母粒中的各组分在塑料薄膜中聚集，且在加工时流动性好，不会引起颜色漂移，在塑料薄膜加工过程中能够保持一定的热稳定性，不会影响塑料薄膜的性能。也就保证了制造出来的塑料薄膜各处性能相同，使得聚乙烯塑料薄膜的性能更加稳定。
所述光敏剂为二苯甲酮、苯乙酮六氯丙酮、四甲基-4,4-二氨基甲酮、二硫化四丁基秋芝酮、二苯基胺中一种或几种的复配。提升了塑料薄膜对光照的敏感性，使得塑料薄膜在光照条件下裂解更加容易快速，从而提升塑料薄膜整体的降解效率。下面举出几个实施例对本发明进行进一步说明。
取一定数量的母粒，与等重量的聚乙烯进行混合制成塑料薄膜样品，在同样条件下对各实施例中的塑料薄膜进行降解试验。
实施例一
所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量百分比计，所述原料的组分为：二茂铁11％、碳酸钙76％、柠檬酸4％、分散剂4％及光敏剂5％。实施例一中的各组分的百分比为各组分的重量占母粒总重量的百分比。以实施例一中所列举的母粒与相同重量的聚乙烯制成的塑料薄膜进行试验，试验结果如表一所示。
表一
由表一可以看出，虽然降解速度相较于现有技术较快，且不管是在日照条件下(光照)还是在水汽条件(湿度)下或在微生物条件下(土壤)均能降解，实现了塑料制品的多维降解，但是由表一中能够得出实际在空气和光照作用下裂解仍然不够均匀，裂解形成的碎片大小不一致，使得在后期土壤中微生物作用下裂解的时间不均匀，影响整体塑料制品降解的效率。
实施例二
所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量份计，所述原料的组分为：二茂铁12％、碳酸钙72％、柠檬酸8％、分散剂4％及光敏剂4％。
以实施例二中所列举的母粒与相同重量的聚乙烯制成的塑料薄膜进行试验，试验结果如表二所示。
表二
由表二中可以看出，在光照和空气条件下裂解仍然较慢，最终虽然能够实现在多种条件下同时降解，但是降解时间长、效率低，导致降解效果变差。
实施例三
所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量份计，所述原料的组分为：二茂铁10％、碳酸钙74％、柠檬酸6％、分散剂4％及光敏剂6％。
以实施例三中所列举的母粒与相同重量的聚乙烯制成的塑料薄膜进行试验，试验结果如表三所示。
表三
由表三可见，实施例三中的母粒添加到聚乙烯中形成的塑料薄膜在裂解时最为稳定迅速，裂解出的碎片大小均匀，且土壤中降解时间短，速度快且效率高。
包含可降解母粒的塑料薄膜，所述塑料薄膜的原材料包括聚乙烯和可降解母粒的复配，所述聚乙烯和所述可降解母粒的重量配比为1:1。
所述原材料按重量百分比计包括聚乙烯50％、二茂铁5％、碳酸钙37％、柠檬酸3％、分散剂2％及光敏剂3％。此重量百分比是以塑料薄膜中各组分占塑料薄膜总重量的百分比。以实施例三中的母粒为基础，与等重量的聚乙烯颗粒复配而成，制成的塑料薄膜在短时间内能够在多种自然条件下实现降解，从而使得塑料薄膜的降解速率提高。其中二茂铁与太阳光进行作用，使得塑料薄膜在日光的照射作用下降解碎裂，与其中碳酸钙组合进行使用，碳酸钙在日光的照射下分解，在分解时促使塑料薄膜分子链的裂解，与二茂铁配合，能够缩短塑料薄膜裂解的时间，提升裂解效率，从而能够有效提高了塑料薄膜在日光照射下的降解速度。当塑料薄膜在光照下裂解成碎片掉落在土壤中时，柠檬酸作为土壤中细菌的培养基，细菌以柠檬酸为主要食物，在吞食柠檬酸的过程中破坏了塑料薄膜的分子链，使得塑料薄膜在土壤中细菌的作用下进一步进行分解，提升了降解效率。光敏剂提升了塑料薄膜对日光的敏感性，使得在光照条件下的降解速率进一步加快，从而提升降解速度。分散剂能够使得各组分均匀分散在聚乙烯薄膜中，使得聚乙烯薄膜各处性能相同，使得聚乙烯薄膜的性能更加稳定。同时由于采用了多种组分混合，聚乙烯薄膜能够在光照、生物等多种自然条件下实现降解，在提升了降解速率的同时能够促使塑料薄膜实现多维可降解，使得塑料薄膜的降解条件进一步放宽，能够以多种方式降解且降解速度快、效率高。
一种包含可降解母粒的塑料薄膜的加工方法，其特征在于，按如下步骤加工：
1)上料；上料过程中进行称重，使得聚乙烯颗粒与母粒按比例进入搅拌装置内，使得各组分配比更加精确，制造出的塑料薄膜降解更加迅速。
2)熔化；
2.1)将可降解母粒和聚乙烯颗粒放入加热装置加热，
2.2)将加热成熔融状态的混合物进行搅拌，混合均匀，在物料熔融状态下进行再次搅拌，使得物料整体的配比更加均匀，制造出的塑料薄膜降解更加迅速。
3)加工成型；
3.1)将熔融状态的混合物进行吹膜操作，形成膜泡，
3.2)将步骤3.1)中制得的膜泡在高温状态下经压制后形成厚度一定的塑料薄膜，
3.3)将步骤3.2)中制得的塑料薄膜冷却，形成半成品塑料薄膜；
4)印刷，将半成品塑料薄膜放入印刷装置印刷图案，形成成品，完毕。
9、根据权利要求8所述的一种包含可降解母粒的塑料薄膜的加工方法，其特征在于，所述步骤1)上料的具体步骤是：
1.1)聚乙烯颗粒和母粒分开放置，通过真空吸料将聚乙烯颗粒和母粒分别吸入不同的料斗，
1.2)通过不同料斗下方的计量装置分别称重，
1.3)称重后落入搅拌装置搅拌，
1.4)搅拌后进入步骤2)，完毕。
10、根据权利要求8所述的一种包含可降解母粒的塑料薄膜的加工方法，其特征在于，所述步骤2.1) 中加热的温度是200℃-250℃。在这个温度下母粒与聚乙烯颗粒熔融更加彻底，且母粒中的分散剂不会因为受热改性，同时在这个温度下分散剂能够有效的发挥其性能，促使母粒中的各组分能够迅速均匀的分散在聚乙烯中，从而形成各处性能一致的塑料薄膜，降低废品率。

Claims (10)

1.一种可降解母粒，其特征在于，所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量百分比计，所述原料的组分为：二茂铁8％-12％、碳酸钙72％-76％、柠檬酸4％-8％、分散剂1％-5％及光敏剂4％-8％。
2.根据权利要求1所述的一种可降解母粒，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜中一种或几种的复配；
所述光敏剂为二苯甲酮、苯乙酮六氯丙酮、四甲基-4,4-二氨基甲酮、二硫化四丁基秋芝酮、二苯基胺中一种或几种的复配。
3.根据权利要求1所述的一种可降解母粒，其特征在于，所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量百分比计，所述原料的组分为：二茂铁11％、碳酸钙76％、柠檬酸4％、分散剂4％及光敏剂5％。
4.根据权利要求1所述的一种可降解母粒，其特征在于，所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量份计，所述原料的组分为：二茂铁12％、碳酸钙72％、柠檬酸8％、分散剂4％及光敏剂4％。
5.根据权利要求1所述的一种可降解母粒，其特征在于，所述可降解母粒的原料包括二茂铁、碳酸钙、柠檬酸、分散剂和光敏剂，按重量份计，所述原料的组分为：二茂铁10％、碳酸钙74％、柠檬酸6％、分散剂4％及光敏剂6％。
6.一种包含权利要求1所述的可降解母粒的塑料薄膜，其特征在于，所述塑料薄膜的原材料包括聚乙烯和可降解母粒的复配，所述聚乙烯和所述可降解母粒的重量配比为1:1。
7.根据权利要求6所述的包含可降解母粒的塑料薄膜，其特征在于，所述原材料按重量百分比计包括聚乙烯50％、二茂铁5％、碳酸钙37％、柠檬酸3％、分散剂2％及光敏剂3％。
8.一种权利要求6所述的包含可降解母粒的塑料薄膜的制备方法，其特征在于，按如下步骤加工：
1)上料；
2)熔化；
2.1)将可降解母粒和聚乙烯颗粒放入加热装置加热，
2.2)将加热成熔融状态的混合物进行搅拌，混合均匀，
3)加工成型；
3.1)将熔融状态的混合物进行吹膜操作，形成膜泡，
3.2)将步骤3.1)中制得的膜泡在高温状态下经压制后形成厚度一定的塑料薄膜，
3.3)将步骤3.2)中制得的塑料薄膜冷却，形成半成品塑料薄膜；
4)印刷，将半成品塑料薄膜放入印刷装置印刷图案，形成成品，完毕。
9.根据权利要求8所述的一种包含可降解母粒的塑料薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)上料的具体步骤是：
1.1)聚乙烯颗粒和母粒分开放置，通过真空吸料将聚乙烯颗粒和母粒分别吸入不同的料斗，
1.2)通过不同料斗下方的计量装置分别称重，
1.3)称重后落入搅拌装置搅拌，
1.4)搅拌后落入进入步骤2)，完毕。
10.根据权利要求8所述的一种包含可降解母粒的塑料薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2.1)中加热的温度是200℃-250℃。
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