CN107868279A

CN107868279A - 改质后的碳酸钙和其在塑料类用品中的多元应用

Info

Publication number: CN107868279A
Application number: CN201610840970.1A
Authority: CN
Inventors: 李丰隆
Original assignee: Ming Titanium Plastic Co Ltd
Current assignee: Ming Titanium Plastic Co Ltd
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2018-04-03

Abstract

本发明公开了一种改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品，其碳酸钙经改质、造粒等物理与化学变化工法改质，可用于直接制造或添加于PE/PP膜或袋、一次性餐具、射出成型、押出成型、中空成型、吹瓶、拉丝、食品容器等，不仅成本低廉更可在自然环境中被降解。

Description

改质后的碳酸钙和其在塑料类用品中的多元应用

技术领域

本发明涉及一种改质后的碳酸钙，更详而言之，涉及一种改质后的碳酸钙及其在塑料类用品中的多元应用。

背景技术

一般常见的塑料材料多使用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成，由于难以被自然分解，使用后丢弃会对生态环境造成污染，为了降低对环境的冲击便有聚乳酸的研发以及应用。

聚乳酸(Poly lactic Acid)简称PLA，是一种由玉米等物质中淀粉或醣份等经发酵、去水、聚合等过程制造而成，无毒性，为一种理想的绿色添加材料。

聚乳酸于生产加工时使用粒子或粉末原料，须经由特殊机具制成，而加工聚乳酸粒子、粉末所使用的生产机具和一般塑料生产机具又不同，使其制造及原物料的成本价格昂贵于市面上并不普及。

聚乳酸是需要长时间种植和施肥及浪费能源来制成，分解时会产生甲烷，甲烷为目前京都议定书中规范的六种温室气体之一，而甲烷使地球暖化的能力却比等量的二氧化碳高出23倍，制成及分解聚乳酸对于环境的冲击并不低。

聚乳酸制品与一般塑料制品在外观上并无差异，若将两者混合丢弃，因其所具的低熔点特性，与一般塑料在高温回收处理中会有碳化情形产生，使原本能循环利用的塑料料遭到污染，无法再使用。

中国政府于2008年发布限塑令，吉林省于2015年元月发布禁塑令，为支持中国环保政策，创造友善环境的价值，配合当地政府机关相关法令，而创造出本发明。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品，以达到环保及降低成本的目标。

本发明提供的可多元应用在塑料类用品的改质后的碳酸钙，所述改质后的碳酸钙的制备方法包括如下步骤：碳酸钙经改质、造粒的方式改质；

所述改质为在碳酸钙中添加糖类、酶类和酵素进行改质；

所述改质后的碳酸钙应用于塑料类用品中：将改质后的碳酸钙添加于PE/PP膜或袋、一次性餐具、食品容器。

优选地，所述改质后的碳酸钙添加于PE/PP膜或袋中的所占比例为20wt%~60 wt%。

优选地，所述改质后的碳酸钙添加于一次性餐具中的所占比例为20 wt %~50 wt%。

优选地，所述改质后的碳酸钙添加于食品容器中的所占比例为30 wt %~50 wt %。

本发明还提供一种含有上述的改质后的碳酸钙的塑料类用品，所述塑料类用品通过射出成型、押出成型、中空成型、吹膜、吹瓶或拉丝等步骤制成。

优选地，所述改质后的碳酸钙在塑料类用品中所占的比例为20wt%~60 wt %。

改质后的碳酸钙具有以下特性：

非食物淀粉添加剂。

质量细滑不会伤害机器螺杆与模头。

生产温度较一般塑料低可节省用电。

无废水、无废气、无废渣、无漂白、并可100%回收的产品。

无毒、铅、镉及塑化剂，经燃烧后无戴奥辛，为可降解的环保材料。

依产品及时效性的不同，能在自然掩埋状态下碎化，分解，无毒无害。

本发明改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品，可用于制造购物袋、清洁垃圾袋、一次性餐具、食品容器、水果套袋、育苗杯、农地膜等。

其生产制程能使用吹膜、射出、押出、中空成型、吹瓶、拉丝…等多项工艺，使用本发明皆可轻易达成。

本发明具有加工性佳、兼容性佳、分散性佳、成本低等优点，并能提高生产力。

本发明的有益效果在于：

本发明生产制程不需更换及修改机器。

本发明与一般分解材料相比，具有价格优势。

本发明可根据属性而控制分解时间。

本发明性能符合各吹膜、射出、发泡、押出、吹瓶、拉丝等市场要求。

本发明放于阴暗处可长期保存，不受温度或湿度的影响。

本发明不含八大重金属。

本发明兼容性高，可和一般塑料结合回收，没有排他性。

附图说明

图1：造粒过程示意图(一) 。

图2：造粒过程示意图(二) 。

图3：本发明改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品。

图4：播种示意图。

图5：播种后铺膜示意图。

图6：铺膜后出现细微裂痕示意图。

图7：裂痕扩大2~5cm示意图。

图8：出现均匀裂痕，无大块地膜存在示意图。

图9：剩余4x4cm²以下碎片示意图。

图10：不同处理土层0-10cm和10-20cm土壤硬度比较。

图11：不同处理土层0-20cm土壤硬度比较。

图12：不同处理土层0-10cm和10-20cm土壤容重比较。

图13：不同处理土层0-20cm土壤容重比较。

图14：不同处理土层0-10cm和10-20cm土壤含水量比较。

图15：不同处理土层0-20cm土壤含水量比较。

图16：不同处理土层0-10cm和10-20cm土壤三相比比较。

图17：不同处理土层0-20cm土壤三相比比较。

【符号说明】

1 料斗

2 双螺杆机

3 水槽

4 风扇

5 筛选机

6 本发明改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品

7 降解地膜；

8 种子；

9 农作物。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品其碳酸钙经由改质、造粒等工法，改变原有碳酸钙分子结构特性，达到一个可控制降解时间的稳定状态，其降解过程主要分为光降解与细菌降解。

光降解：塑料在紫外光照射下由高分子结构的石油基塑料降低分子，形成破裂或粉碎之情况，达到降解，但此阶段称为假性降解，所有的石油基塑料却还是溶入在破碎的降解产物内，只有降低分子量，分散塑料结构。

细菌降解：细菌降解降解主要核心，透过细菌数量的增生来啃食塑料制品，降解完产物只剩下水与二氧化碳，在紫外光光降解帮助下，使塑料制品破裂或粉碎成细小的塑料碎片，同时大幅降低塑料制品分子破坏塑料结构式，在松散结构下找到细菌来降解塑料。

请参阅图1、图2、图3；图1为造粒过程示意图(一)、图2为造粒过程示意图(二) 、图3为本发明改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品。

本发明改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品选用梅林白石化工股份有限公司所生产的碳酸钙ML-2500做为原料之一，先将碳酸钙、石化原料、添加物分别放入不同料斗1中均匀搅拌，其中添加物由糖类、酶类和酵素所组成。

再将定量的碳酸钙、石化原料、添加物混合后导入双螺杆机2中，经由高温使三者熔为一体再拉成条状，经由水槽3过水使其冷却后续利用风扇4风干，再裁切为颗粒状，最后经由筛选机5筛检出合适的大小，即完成本发明改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品6。

经上述步骤改质后的碳酸钙其比重可从原本的2.7降低至2.0左右。

本发明改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品可用于制造购物袋、清洁垃圾袋、一次性餐具、食品容器、水果套袋、育苗杯、农地膜等，其中添加于PE/PP膜或袋比例为20%~60%、一次性餐具比例为20%~50%、射出成型比例为20%~60%、食品容器比例为30%~50%。本发明在此以应用于农地膜方面做为说明。

本发明改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品，经吹膜机制成生物降解地膜。

请参阅图4、图5；图4为播种示意图、图5为播种后复膜示意图。

于二零一五年在中国吉林省西部干安县赞字乡父字村，由吉林省农业科学院农业资源与环境研究所负责试验，将配好的二公吨料种（塑料类用品6）送至吉林省农科院直属单位的吹膜厂制成圆周长2100mm、单膜片寛1050mm 、长1000M 、厚0.008mm的降解地膜7，试验对象为玉米，品种为翔玉九九八，播种密度为七点五万株/公顷；肥料用量：氮240kg/hm²、磷115 kg/hm²、钾110 kg/hm²。

于五月十六日播下种子8，五月二十三日铺设降解地膜7，生长期间管理按照《半干旱地区玉米降解地膜覆盖膜下滴灌栽培技术规程》—DB 22/T 1777-2013执行。

请参阅图6；图6为铺膜后出现细微裂痕示意图。

降解地膜7于铺膜后第二十六天开始，降解地膜7出现细微裂痕，降解地膜7先出现细微裂痕，并逐渐变薄且开裂缓慢，此时的农作物9玉米已发芽。

请参阅图7及图8；图7为裂痕扩大2~5cm示意图、图8为出现均匀裂痕，无大块地膜存在示意图。

在出现裂痕的十五天后降解地膜7出现2~5cm裂痕，此时农作物9玉米已生长到无法从外观上看到地表，使降解地膜7接受的阳光较少，因此降解速度十分缓慢，在降解地膜7出现2~5cm裂痕五十五天后，降解地膜7出现均匀网状裂痕，并开始便薄，无大块降解地膜7存在。

在降雨较多的六、七、八月，降解地膜7出现细微裂痕，既能接受自然降雨，又保持降解地膜7完整性，起到增加土壤含水量的作用，效果较好。

在2015年10月5日对无地膜、普通地膜与降解地膜7覆盖区进行农作物9产量测定，结果使用本发明改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品所制造的降解地膜7区域产量，比起普通地膜覆盖区产产量高6%，比起无地膜覆盖区产产量高10%。

请参阅图9；图9为剩余4x4cm2以下碎片示意图。

于2015年10月9日降解地膜7裂解为4x4cm2以下碎片，为吉林省农科院记录地膜降解指针中最好的5级，太快会丧失保温及保湿的功能，太慢即和普通地膜一样，意义不大。本发明从外观上明显看出降解地膜7以被自然分解成碎片，与普通地膜还保有完整性相比，降解地膜7对环境的影响远小于普通地膜。

之后再对无地膜、普通地膜与降解地膜7覆盖区进行土壤物理性状分析，其中包含土壤硬度、土壤容重、土壤含水量、土壤三相比。

请参阅图10、图11；图10为不同处理土层0-10cm和10-20cm土壤硬度比较、图11为不同处理土层0-20cm土壤硬度比较。

土壤硬度0-10cm部分，降解地膜覆盖区与无地膜覆盖区壤的土壤硬度大致相同，与普通地膜覆盖区相比略有降低。

土壤硬度10-20cm部分，降解地膜覆盖区比起普通地膜覆盖区与无地膜覆盖区壤的土壤硬度略低。

土壤硬度0-20cm部分，降解地膜覆盖区比普通地膜盖区的土壤硬度略低，与普通地膜覆盖区相比明显降低。

请参阅图12、图13；图12为不同处理土层0-10cm和10-20cm土壤容重比较、第13图为不同处理土层0-20cm土壤容重比较。

土壤容重0-10cm部分，降解地膜覆盖区和无地膜覆盖区壤、普通地膜覆盖区相比土壤容重明显降低。

土壤容重10-20cm部分，降解地膜覆盖区和无地膜覆盖区壤、普通地膜覆盖区相比土壤容重明显降低。

土壤容重0-20cm部分，降解地膜覆盖区和无地膜覆盖区、普通地膜覆盖区相比土壤容重明显降低；证明降解地膜可降低土壤容重。

请参阅图14、图15；图14为不同处理土层0-10cm和10-20cm土壤含水量比较、图15为不同处理土层0-20cm土壤含水量比较。

土壤含水量0-10cm部分，降解地膜覆盖区土壤含水量低于无地膜覆盖区，普通地膜覆盖区含水量为最高。

土壤含水量10-20cm部分，降解地膜覆盖区土壤含水量低于无地膜覆盖区，普通地膜覆盖区含水量为最高。

土壤含水量0-20cm部分，降解地膜覆盖区土壤含水量低于无地膜覆盖区，普通地膜覆盖区含水量为最高；证明在干旱年份玉米生长后期，降解地膜接纳的自然降雨少于蒸发。

请参阅图16、图17；图16为不同处理土层0-10cm和10-20cm土壤三相比的比较、图17为不同处理土层0-20cm土壤三相比的比较。

土壤三相比0-10cm部分，降解地膜覆盖区土壤固相比例最低，无地膜覆盖区固相比例最高；降解地膜覆盖区土壤液相比例最低，普通地膜覆盖区液相比例最高；普通地膜覆盖区气相比例最低，降解地膜覆盖区土壤气相比例最高。

土壤三相比10-20cm部分，无地膜覆盖区固相比例最低，降解地膜覆盖区土壤固相比例最高；无地膜覆盖区液相比例最低，普通地膜覆盖区液相比例最高；降解地膜覆盖区气相比例最低，无地膜覆盖区土壤气相比例最高。

土壤三相比0-20cm部分，无地膜覆盖区土壤固相比例最低，降解地膜覆盖区固相比例最高；降解地膜覆盖区土壤液相比例最低，普通地膜覆盖区液相比例最高；普通地膜覆盖区气相比例最低，无地膜覆盖区土壤气相比例最高；降解地膜的土壤气相比高于普通地膜，可提高土壤通气性。

并于2016年在中国吉林省农科院采用本发明所制成的降解地膜再测试一次相同项目，而内蒙古和新疆省博乐洲政府及建设兵团农五、六、七、八、九师及总团，根据各地不同的气候条件，也采用相同材料及不同配比所制成的降解地膜进行实地测试，测试品项为棉花及玉米，吉林省烟草局也于同时期进行测试，测试品项为烟草，目前都处于大田测试阶段，各份报告会于同年11月底前出炉。

于2016年1月26日江西省农科院采用本发明所制成降解地膜进行大田测试，试验项目为马铃薯，品种为费乌瑞它，并在同年2016年6月16日的报告中指出采用本发明所制成降解地膜铺膜区与无铺膜区相比，产量有明显增加并在降解效果方面符合期待。

本发明经SGS依照欧洲化学总署(ECHA)于2015年12月17日公告168项高关注物质进行筛检，筛检结果为168项高关注物质全未检出，该测试报告号码为KA/2016/41259，日期为2016/04/29。

本发明经SGS参考RoHS 2011/65/EU Annex II 指令进行镉、铅、汞、六价铬、多溴联苯、多溴联苯醚测试，筛检结果为全未检出，该测试报告号码为KA/2013/A0095，日期为2013/10/08。

于2015年12月21日，经中国国家电化学和光谱研究分析中心分析使用本发明所制成的降解地膜、普通地膜与无地膜覆盖区土壤重金属含量，结果显示如下表(一)：

单位(mg/kg)

测定项目	无膜区	普通地膜	降解地膜
				Cr	24.77	26.04	25.61
Ni	12.68	14.40	12.57
				Cu	20.30	22.20	22.04
As	7.293	7.731	7.585
				Cd	0.2325	0.2385	0.2180
Hg	0.0685	0.149	0.050
				Pb	21.06	21.50	21.73

由表(一)可知，使用降解地膜区土壤铬(Cr)含量界于无膜区及普通地膜区之间；

由表(一)可知，使用降解地膜区土壤镍(Ni)含量低于无膜区及普通地膜区；

由表(一)可知，使用降解地膜区土壤铜(Cu)含量界于无膜区及普通地膜区之间；

由表(一)可知，使用降解地膜区土壤砷(As)含量界于无膜区及普通地膜区之间；

由表(一)可知，使用降解地膜区土壤镉(Cd)含量低于无膜区及普通地膜区；

由表(一)可知，使用降解地膜区土壤汞(Hg)含量低于无膜区及普通地膜区；

由表(一)可知，使用降解地膜区土壤铅(Pb)含量略高于无膜区及普通地膜区。

由表(一)可知，使用降解地膜区与普通地膜区的土壤相比，除了铅(Pb)含量略高于普通地膜区，其余重金属含量检测结果均比普通地膜区含量来的低，但也在标准及合格含量范围内。

综合上述，使用降解地膜可降低土壤重金属含量，于进行农业活动时可有效降低对环境的污染。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种可多元应用在塑料类用品的改质后的碳酸钙，其特征在于，所述改质后的碳酸钙的制备方法包括如下步骤：碳酸钙经改质、造粒的方式改质；

所述改质为在碳酸钙中添加糖类、酶类和酵素进行改质；

2.如权利要求1所述的改质后的碳酸钙，其特征在于，所述改质后的碳酸钙添加于PE/PP膜或袋中的所占比例为20wt%~60 wt %。

3.如权利要求1所述改质后的碳酸钙，其特征在于，所述改质后的碳酸钙添加于一次性餐具中的所占比例为20 wt %~50 wt %。

4.如权利要求1所述一种改质后的碳酸钙可多元应用在塑料类用品，其特征在于，所述改质后的碳酸钙添加于食品容器中的所占比例为30 wt %~50 wt %。

5.一种含有权利要求1所述的改质后的碳酸钙的塑料类用品，其特征在于，所述塑料类用品通过射出成型、押出成型、中空成型、吹膜、吹瓶或拉丝等步骤制成。

6.根据权利要求5所述的塑料类用品，其特征在于，所述改质后的碳酸钙在塑料类用品中所占的比例为20wt%~60 wt %。