CN101722699A - 一种可降解复合塑料片材 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可降解的复合塑料片材，其特征在于由0.01～0.2mm厚的含有氧化生物降解添加剂的上、下聚合物面层及经增塑剂改性的聚乳酸芯层组成，片材整体弯曲模量在0.02～1.0GPa。本发明的复合塑料片材质地柔软，正常使用期间耐水性和抗霉性好，被废弃后可在室外的堆肥环境中可完全降解。该复合塑料片材可替代不可降解的软质聚氯乙烯片材，用于制作台布、餐垫、桌垫等日用制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料片材，更具体地说，本发明涉及一种质地柔软、可完全降解的多层复合塑料片材，属于日用塑胶材料领域。
背景技术
软质聚氯乙烯(PVC)片材透明美观、质地柔软，已被广泛用于日用制品领域，如台布、桌垫和餐垫等。这类PVC日用制品很容易因款式过时或轻微破损而被丢弃，由于PVC属于不可降解高分子材料，这类薄型日用制品像塑料袋一样的丢弃方式又给统一分类回收利用造成很大难度，因此它们更多的是堆放垃圾填埋场中构成白色污染的一部分。近年来很多欧美国家开始考虑立法对所进口的薄型日用制品提出了可降解的要求。满足降解要求可以采取两种思路。第一，在原软质PVC片材中添加降解促进剂，如光-生物双降解添加剂、含氧生物降解添加剂。美国专利US5854304公开了一种含氧生物降解塑料添加剂，只要1wt％的用量即可很快将在堆肥环境中的聚烯烃薄膜分解为水和二氧化碳。但该技术应用在厚度较大的PVC片材上，降解时间会大幅延长，而且还会分解出一些同样会污染环境的小分子氯化物。第二，用本身可降解的聚合物与生物降解增塑剂复合制备软质透明片材，完全替代PVC软片，比如聚乙二醇增塑改性的聚乳酸等。但如增塑聚乳酸片直接作为台布、桌垫和餐垫等使用时，会因经常与水、汤汁和食物残渣接触而水解或发霉，使制品的使用寿命大大缩短。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上技术问题，提供一种质地柔软，正常使用期间耐水性和抗霉性好，被废弃后可在室外的堆肥环境中可完全降解的复合塑料片材。
本发明采取的技术方案具体是提供一种可降解的复合塑料片材，由0.01～0.2mm厚的含有氧化生物降解添加剂的上、下聚合物面层及经增塑剂改性的聚乳酸芯层组成，片材整体弯曲模量在0.02～1.0GPa。这种复合塑料片材可直接通过多层共挤一次成型工艺制备，也可以先分别制备各层薄片、再经热贴复合工艺制备。
在本发明中，聚合物面层厚度限定在0.01～0.2mm。当厚度低于0.01mm时，多层共挤或分别制备薄片的难度较大，当厚度高于0.2mm，面层完全降解所需时间很长。聚合物面层材料是由耐水性和防霉性较好的热塑性塑料和氧化生物降解添加剂共混而成。其中热塑性塑料可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚碳酸酯等，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。氧化生物降解添加剂是指目前已经商品化的塑料降解促进剂，可以将原本不可自然降解的聚合物最终分解为水和二氧化碳，主要含有具有催化氧化作用的金属羧酸盐和具有促进微生物生长作用的降解聚合物，如加拿大EPI公司的商品名为“TDPA”的系列降解添加剂、英国WELLS公司的商品名为“Reverte”的系列降解添加剂、美国Bio-Tec公司的商品名为“EcoPure”的系列降解添加剂等。氧化生物降解添加剂占聚合物面层的重量百分比为1～3％，当其含量低于1％时，降解时间很长，当其含量高于3％时，面层的透明度受到影响。芯层材料是聚乳酸与增塑剂的共混物，增塑剂可以是可生物降解小分子增塑剂和软质的可生物降解聚合物。其中可生物降解小分子增塑剂可以是柠檬酸酯、乳酸酯、丙交酯、月桂酸酯等，软质的生物可降解聚合物可以是聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙二酸丁二醇酯、聚乙二醇、聚乙烯醇和对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯等，优选聚乙二醇。芯层材料中增塑剂的重量百分比限定在5～40％，优选10～30％，增塑剂的含量对片材整体的弯曲模量有直接影响。因此，复合塑料片材整体的弯曲模量限定在0.02～1.0GPa。当弯曲模量低于0.02GPa时，因增塑剂添加过多，其他力学性能劣化严重；当弯曲模量高于1.0GPa时，因增塑程度不够，片材的抗折性能差。
本发明还可以根据需要，在芯层表面或面层与芯层的贴合面印刷图案，使制品更美观。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
聚对苯二甲酸乙二醇酯与1.5wt％的英国WELLS公司的ReverteTM氧化生物降解添加剂熔融共混制得面层材料，聚乳酸与20wt％的聚乙二醇熔融共混制得芯层材料，面层材料与芯层材料经三层共挤机组制得面层厚度0.05mm、整体厚度为1.0mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.61GPa。
实施例2
聚对苯二甲酸乙二醇酯与1wt％的美国Bio-Tec公司的EcoPure G2氧化生物降解添加剂熔融共混制得面层材料，聚乳酸与30wt％的聚乙二醇熔融共混制得芯层材料，面层材料与芯层材料经三层共挤机组制得面层厚度0.05mm、整体厚度为1.6mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.35GPa。
实施例3
聚乙烯与3wt％的英国WELLS公司的Reverte BD 92845氧化生物降解添加剂熔融共混制得面层材料，聚乳酸与40wt％的柠檬酸酯熔融共混制得芯层材料，面层材料与芯层材料经三层共挤机组制得面层厚度0.01mm、整体厚度为0.6mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.02GPa。
实施例4
聚丙烯与1wt％的加拿大EPI公司的DCP565氧化生物降解添加剂熔融共混制得面层材料，聚乳酸与5wt％的月桂酸酯熔融共混制得芯层材料，面层材料与芯层材料经三层共挤机组制得面层厚度0.05mm、整体厚度为1.0mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.92GPa。
实施例5
聚苯乙烯与2wt％的加拿大EPI公司的DCP564氧化生物降解添加剂熔融共混制得面层材料，聚乳酸与10wt％的乳酸酯熔融共混制得芯层材料，面层材料与芯层材料经三层共挤机组制得面层厚度0.05mm、整体厚度为1.0mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.77GPa。
实施例6
聚乙烯与2wt％的英国WELLS公司的Reverte BD 92845氧化生物降解添加剂熔融共混制得面层材料，聚乳酸与20wt％的丙交酯熔融共混制得芯层材料，面层材料与芯层材料经三层共挤机组制得面层厚度0.2mm、整体厚度为2.0mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.69GPa。
实施例7
聚对苯二甲酸乙二醇酯与1.5wt％的英国WELLS公司的ReverteTM氧化生物降解添加剂熔融共混后压延制得面层片材，聚乳酸与40wt％的聚己内酯共混后压延制得芯层片材，面层片材与芯层片材经三辊热帖合机组制得面层厚度0.05mm、整体厚度为1.0mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.72GPa。
实施例8
聚对苯二甲酸乙二醇酯与3wt％的英国WELLS公司的ReverteTM氧化生物降解添加剂熔融共混后压延制得面层片材，聚乳酸与30wt％的聚丁二酸丁二醇酯共混后压延制得芯层片材，面层片材与芯层片材经三辊热帖合机组制得面层厚度0.02mm、整体厚度为1.2mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为1.0GPa。
实施例9
聚对苯二甲酸乙二醇酯与1.5wt％的英国WELLS公司的ReverteTM氧化生物降解添加剂熔融共混后压延制得面层片材，聚乳酸与30wt％的聚乙二酸丁二醇酯共混后压延制得芯层片材，面层片材与芯层片材经三辊热帖合机组制得面层厚度0.03mm、整体厚度为1.0mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.98GPa。
实施例10
聚对苯二甲酸乙二醇酯与1.5wt％的英国WELLS公司的ReverteTM氧化生物降解添加剂熔融共混后压延制得面层片材，聚乳酸与25wt％的对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯共混后压延制得芯层片材，面层片材与芯层片材经三辊热帖合机组制得面层厚度0.05mm、整体厚度为1.5mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.88GPa。
实施例11
聚碳酸酯与1wt％的美国Bio-Tec公司的EcoPure G2氧化生物降解添加剂熔融共混后压延制得面层片材，聚乳酸与20wt％的聚乙烯醇共混后压延制得芯层片材，面层片材与芯层片材经三辊热帖合机组制得面层厚度0.05mm、整体厚度为1.0mm的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.91GPa。
实施例12
聚对苯二甲酸乙二醇酯与2wt％的美国Bio-Tec公司的EcoPure G2氧化生物降解添加剂熔融共混后压延制得面层片材，聚乳酸与20wt％的聚乙二醇共混后压延制得芯层片材，面层片材上印刷图案，再以图案面与芯层片材经三辊热帖合机组制得面层厚度0.03mm、整体厚度为1.0mm的内嵌图案的可降解复合塑料片材，弯曲模量为0.72GPa。
Claims (10)
1.一种可降解的复合塑料片材，其特征在于由0.01～0.2mm厚的含有氧化生物降解添加剂的上、下聚合物面层及经增塑剂改性的聚乳酸芯层组成，片材整体弯曲模量在0.02～1.0GPa。
2.根据权利要求1所述的一种可降解的复合塑料片材，其特征在于：所述的聚合物面层是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯。
3.根据权利要求1所述的复合塑料片材，其特征在于：所述的聚合物面层是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
4.根据权利要求1所述的一种可降解的复合塑料片材，其特征在于：所述的氧化生物降解添加剂占聚合物面层的重量百分比为1～3％。
5.根据权利要求1所述的一种可降解的复合塑料片材，其特征在于：所述的增塑剂是可降解的小分子增塑剂和可降解的软质聚合物。
6.根据权利要求1和4所述的一种可降解的复合塑料片材，其特征在于：所述的增塑剂是柠檬酸酯、乳酸酯、丙交酯和月桂酸酯。
7.根据权利要求1和4所述的一种可降解的复合塑料片材，其特征在于：所述的增塑剂是聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙二酸丁二醇酯、聚乙二醇、聚乙烯醇和对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯。
8.根据权利要求1和4所述的一种可降解的复合塑料片材，其特征在于：所述的增塑剂是聚乙二醇。
9.根据权利要求1～6所述的一种可降解的复合塑料片材，其特征在于：所述的增塑剂占芯层的重量百分比为5～40％。
10.根据权利要求1～6所述的一种可降解的复合塑料片材，其特征在于：所述的增塑剂占芯层的重量百分比为10～30％。
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