CN102690078A - 可降解印刷性好的石头纸材料 - Google Patents

Abstract

本发明“可降解印刷性好的石头纸材料”是向人们提供一种能够像普通纸那样能够降解的石头纸材料。该石头纸用后被废弃在自然环境中，在太阳光照射的引发下，在自然环境中的氧、雨水、热、菌类等的介质中发生降解，降解的速度要比纸快，但是，没有阳光、热、氧、水、菌类是不降解的。.本发明材料是这样体现的：它分别由以下各重量份数的组份组成：超细CaCO₃55～70份、生物降解剂20～10份、聚丙烯10～25份、马来酸酐接枝聚乙烯材料5～7份。生物降解剂配方，由以下重量份组成：低分子量烃类10份、热氧化促进剂9份、环氧大豆油2份、催化剂0.1份。

Description

可降解印刷性好的石头纸材料

本发明“可降解印刷性好的石头纸材料”是向人们提供一种能够像普通纸那样能够降解的石头纸材料。该石头纸用后被废弃在自然环境中，在太阳光照射的引发下，在自然环境中的氧、雨水、热、菌类等的介质中发生降解，降解的速度要比纸快，但是，没有阳光、热、氧、水、菌类是不降解的。在中国东北辽阳市地区试验，在1月15日将用本发明材料制造的石头纸2张和现在的普通纸2张放在前窗台上，到2月25日观察，石头纸已经变黄、发脆，用手碰变碎片，如果在自然环境中，就会被雨、风、自然沙石击成粉末而降解，在没有水时也降解，只是生物降解比较慢；而普通纸无任何变化，没有降解的迹象，因为没有水纸是不能降解的。人们有一种误解，认为纸在自然环境中降解很快，废弃的纸袋没有污染，其实是因为纸在自然环境中被雨淋湿，失去强度，变成粉状而消失，有谁实验它被什么酶菌分解又被什么细菌吃掉、多长时间被细菌吃掉的、多长时间降解的呢？实际上用纤维素制成的纸，在满足上述阳光、热、氧、水、菌类的条件下，降解也是很慢的。用本技术制成的薄膜已测试过，在6-9月期间，用后废弃在自然环境中，28天到38天即被降解为基本无强度的小碎片、直至粉末；经省级环保局有关部门检测，在28天生物降解失重率6.0％、降解断裂伸长保留率为0％。与上述实验相符。 

本材料还充分考虑到材料制成纸的可印刷性和印刷性时的吸墨性。 

发明背景：现在，发明了“石头纸”技术，此技术一出现，对其褒贬不一。褒认为：这种纸生产时没有污染，不像传统纸生产时排出大量的污水和废气，这种纸具有优良的书写性、印刷性、防水性、耐久性、吸墨好等特点，还具有强韧性和耐撕裂性，好于现在的木浆纸。广泛用于印刷、包装及装饰，如工业原料包装、花卉礼品包装、服装手提袋、不干胶标签、电脑喷绘底纸、办公用纸、地图、书刊印刷用纸、建筑装饰壁纸、广告用材等；贬方认为：石头纸有其价值，但根本替代不了传统纸，即不可能用于高速印刷。又不能降解。一些研究纸的专家把这种新技术称之为石头纸的“圈钱运动”。论据的核心就是：“石头纸不能降解”。高速印刷决定纸的吸墨性，在塑料里这不是不能达到的，因为纸和塑料同属高分子材料。一个发明，开始总有不完善的地方，需要不断地提高和完善，只要它对国家有利，就要帮它完善它。如同一个婴儿，不可能一下生就是一位造纸专家，第一声哭声就是一套造纸工艺。 

发明概要： 

发明机理概述： 

本发明“可降解印刷性好的石头纸原料”的目的是为人们找到一种能够像传统纸那样能够降解的石头纸原料，使“石头纸”这项技术发明能够完全取代生产时污染大、耗费国家木材资源的普通纸。纸是纤维素制造的，纤维素是可以生物降解的，所以纸是可生物降解的，但是，也是有条件的，在北方的冬天纤维素也是不能生物降解的，没有水分放在图书馆的书百年也不会降解，其实对纸的降解人们是有误解的，废弃的纸被认为可降解，是因为它废弃在环境中被雨淋湿，失去强度，变成粉状而消失，并不是立即都被细菌吃掉、并没有数据表明它被什么酶菌分解、多长时间完全生物降解；纸具有高速印刷性，是构成纸的纤维素的 极性决定的，不但具有好的印刷性，还具有很好的颜色性。很多用塑料薄膜印制的图案、宣传画、挂厉、图书....等，也是添加极性塑料或表面极性化处理决定的。 

.发明材料“在太阳光照射的引发下开始降解”是指必须有太阳光的照射才能降解，原因是为了在避光下产品能够长期保存，不见光不降解。 

本发明材料所含的生物降解剂为自制，是由低分子量烃类物质、热氧化降解促进剂、环氧大豆油和催化剂构成。生物降解剂中的烃类物质由于分子量低，其端基就多，在有催化剂存在下，在日光照射下它易被氧化，在小分子链上会形成许多含有羰基的亲水基因，吸收空气中水份，为酶菌侵入创造条件；同时也是产生自由基的活性点的引发物质，产生光降解，成为加速光降解的一个重要因素，加速光降解降低塑料分子量，又为生物降解创造了条件，二者相辅相成，在热氧化降解促进剂存在下，进而产生热氧化降解，最终达到使材料完成生物降解的目的。生物降解首先是热氧化降解，没有温度是不可能发生生物降解的，如冬天。在春天地气上升农民沤粪，将大量的秸杆和垃圾进行堆肥处理，将粪堆中间埋入一引发热源，过一段时间后大量的秸秆及垃圾就都变成粉状肥料，这种是在自然环境中以热降解为先导的生物降解实例，没有温度条件下，是不能产生生物降解的。普通链烷中C-C键的最低离解能约80千卡/克分子、C-H键平均键离解能100千卡/克分子，可见在常温下这些键是不可能发生热裂解。但是，聚合物链上一旦形成自由基后，自由基相邻碳原子上的C-H键C-C键就容易发生断裂，打开这些键所需要的能量变得非常低，有人测试表明：有的可降低到6千卡/克分子。所以，在常温下亦可发生热氧化降解。而且，这种反应是一个自催化的放热反应。上述光降解产生自由基与生物降解相辅相成，就是这个道理。 

.本发明材料是这样体现的： 

它分别由以下各重量份数的组份组成：超细CaCO₃55～70份、生物降解剂10～20份、聚丙烯10～25份、马来酸酐接枝聚乙烯材料5～7份。 

生物降解剂配方，由以下重量份组成：低分子量烃类10份、热氧化促进剂9份、环氧大豆油2份、催化剂0.1份。 

.本发明各组分的性能及作用如下： 

·催化剂.。市场购买。它具有“在太阳光照射的引发下开始降解”的功能和提高酶菌活性的功能。它是含有过渡金属离子的有机化合物硬脂酸铁Fe(St)₃或二茂铁[(C₅H₅)₂Fe](二聚环戊二烯铁)。铁离子可以做为激活剂增加酶菌的活性。 

金属离子型催化剂具有催化氢过氧化物分解的能力，从而加速自由基的形成，自由基又去敏化氧化聚乙烯的大分子，加速了材料的氧化降解。过程是： 

周而复始，使氧化降解反应自动催化按自由基链式反应不断进行。 

铁离子可以做为激活剂活化酶菌，是它做为底物(或辅酶)与酶蛋白之间联系的桥梁。【生物化学 魏述众 主编P146】 

·低分子量烃类材料。 

该物质是石油加工的副产品的一种，由石蜡烃与环烷烃的饱和成分所组成，无色，无味，无毒。市场上易购易买。 

·热氧化降解促进剂(SBS热塑性丁苯弹性体). 

市场购买。该物质是塑料常用的弹性体，是丁二烯和苯乙烯嵌段共聚的弹性体，它的主链和支链上都有双键，它在自然环境中没有聚丙烯那样稳定，容易产生光氧化、热氧化、臭氧氧化，耐湿环境也不如聚丙烯，因此它在聚丙烯中也是一个比较好的促降剂.。 

·环氧大豆油 

市场购买。它是用大豆油经双氧水氧化有甲酸硫酸存在制造的，是聚氯乙烯的增塑剂，它无毒无味，含有蛋白质和碳水化合物，易被微生物侵袭，具有可生物降解性，也有利于提高材料的印刷性。它含有环氧基 

环氧基与聚丙烯有一定的相容性。 

·超细碳酸钙(3200目以上，粒径≤4.2μm) 

碳酸钙粒子表面附有羰基物子，因此它有亲水性，对它周围树脂有一定的加速老化作用【新型塑料薄膜-邓顺杨 等 编P358】。超细碳酸钙加入聚乙烯，有利于聚乙烯光降解和降解后易粉化，使簿膜降解后无强度的小碎片很易变成粉末。 

碳酸钙可提高纸张的不透明度，增加纸的吸墨性；碳酸钙的白度高，成纸柔软、光泽好，对纸的物理强度影响小，可用于印刷纸和字典纸。【造纸化学品-胡会仁 编著P187】 

·马来酸酐接枝聚丙烯材料。市场购买或自制。凡懂塑料技术的人都会制造马来酸酐接枝物。用于提高材料的印刷性和吸墨性。SBS、环氧大豆油都有极性，都能提高材料的印刷性和吸墨性。 

下面结合实例对本发明做进一步说明。 

实施例一 

配料：按配方秤料 

超细CaCO₃60份、生物降解剂20份、聚丙烯20份、马来酸酐接枝聚丙烯材料5份。、 

混料：将碳酸钙用环氧大豆油活化处理10分钟，然后将上面称好的原料放在高速混合器内混合均匀后出料。 

造粒：将上面混合好的原料放入造粒机内进行造粒。造成的颗粒即为“可降解印刷性好的石头纸原料”。造粒机可选用双螺杆挤塑造粒机，也可选用单螺杆挤塑造粒机。 

实施例二 

配料：按配方秤料。 

碳酸钙65份、聚丙烯15份、生物降解剂20份、马来酸酐接枝聚乙烯材料7份。、 

工艺与实施例一同。 

Claims (1)

1.本发明“可降解印刷性好的石头纸材料”的技术特征是：

可降解印刷性好的石头纸材料分别由以下各重量份数的组份组成：超细CaCO₃55～70份、生物降解剂20～10份、聚丙烯10～25份、马来酸酐接枝聚乙烯材料5～7份。

生物降解剂配方，由以下重量份组成：低分子量烃类10份、热氧化促进剂9份、环氧大豆油2份、催化剂0.1份。