CN109971069A

CN109971069A - 一种环保塑料添加剂及其制备方法

Info

Publication number: CN109971069A
Application number: CN201711452810.0A
Authority: CN
Inventors: 邵杰
Original assignee: Qingdao Baijiancheng Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Qingdao Baijiancheng Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-07-05

Abstract

本发明提供了一种环保塑料添加剂，该添加剂含有1)低密度聚乙烯、2)纳米碳酸钙、3)沙林、4)高密度聚乙烯、5)润滑剂、6)变性淀粉、7)低温热氧化剂、8)抗静电剂、9)微生物制剂、10)聚丙烯和11)甘油或丙二醇。本发明还提供了一种制备这种环保塑料添加剂的方法以及一种含有该添加剂的环保塑料。含有本发明的环保塑料添加剂的塑料制品在焚烧时排放出的毒性气体的浓度低，不会造成空气污染，同时掩埋后一年内可以生物降解，并且本发明的环保塑料添加剂可以按照实际的需求通过射出或压出技术形成环保塑料添加剂，添加剂的制作工艺简单，实用性强。

Description

一种环保塑料添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种环保塑料添加剂及其制备方法，属于化工领域。

背景技术

众所周知，随着二十世纪中叶以后石化工业的快速发展，塑料材料已成为人们日常生活中最重要的材料，如塑料袋、塑料杯、大部分家电用品的外壳、鞋材、餐具、雨衣、农膜、包装膜、容器、文具用品、休闲用品、家庭用品等都是塑料制品，因此塑料材料实已与人们的日常生活密不可分，但塑料材料最大的缺点在于其废弃物的处理，倘若使用掩埋的方式，其千年不化的特性将使垃圾掩埋场的使用年限大幅下降；倘若使用焚化处理，则因塑料制品在燃烧后会产生戴奥辛、HCN、HF、CO、SO2 等有毒气体，不但会使焚化炉周边的空气品质变差或导致温室效应，更有证据指出其可能导致孕妇流产、肺癌等严重的人体健康问题；近年来，因为焚化炉引起的空气污染问题导致许多严重的抗争事件，更加突出塑料制品的废弃物处理的困难与危机，急需加以解决。目前，焚化处理有毒气体的排放标准常采用ABD-0031 测试规范进行，其以燃烧时间4 分钟为标准，其规范要求是HF 的排放浓度必须小于100ppm，HCl 的排放浓度必须小于150ppm，HCN 的排放浓度必须小于150ppm，SO2 的排放浓度必须小于100ppm，NOX 的排放浓度必须小于100ppm，CO 的排放浓度必须小于3500ppm。所以满足以上焚化标准的塑料制品成了人们日益需要解决的问题。

发明内容

本发明一目的提供了一种环保塑料添加剂，当这种添加剂被添加到塑料制品时，该塑料制品具有环境友好的优点。

本发明另一目的提供了这种环保塑料添加剂的制备方法。

本发明一方面提供了一种环保塑料添加剂，该添加剂含有1) 低密度聚乙烯、2)纳米碳酸钙、3) 沙林树脂、4) 高密度聚乙烯、5) 润滑剂、6) 变性淀粉、7) 低温热氧化剂、8) 抗静电剂、9) 微生物制剂、10) 聚丙烯和11) 甘油或丙二醇。所述的添加剂可以用于任何塑料制品中，如塑料袋、塑料杯、家电用品的外壳、鞋材、餐具、雨衣、农膜、包装膜、容器、文具用品等，并使得这些塑料制品具有环境友好的优点，即：焚烧后的排放标准采用ABD-0031 测试规范进行，各种废气的排放浓度均在标准之内；含有以上添加剂的塑料制品在土壤中掩埋后可以在一年内降解。

优选地，所述的添加剂含有其总重量1-5％的微生物制剂。

优选地，所述的微生物制剂为弗氏柠檬酸杆菌、嗜麦芽窄食单胞菌、死亡谷芽孢杆菌、乙酸钙不动杆菌、假单胞菌、食油假单胞菌、欧文氏菌、短小杆菌、枯草杆菌和地衣芽孢杆菌。由以上10 种菌种组成的微生物制剂购自于日本CORONA 有限会社，该公司位于日本东京都三鹰市。含有微生物制剂的环保塑料添加剂加入塑料制品后，可以使得废弃的塑料制品在土壤中掩埋时，在适合阳光、湿度、温度时发酵。本微生物制剂与自然界的野生菌结合后，可以起到消灭废弃塑料制品的作用，在焚烧时，塑料制品易于焚化。

优选地，所述的添加剂含有其总重量1)1-10％的低密度聚乙烯、2)1-12％的纳米碳酸钙、3)1-2％的沙林树脂、4)1-10％的高密度聚乙烯、5)1-5％的润滑剂、6)1-16％的变性淀粉、7)1-6％的低温热氧化剂、8)1-4％的抗静电剂、9)1-5％的微生物制剂、10)1-20％的聚丙烯和11) 余量的甘油或丙二醇。环保塑料添加剂中的低温热氧化剂是新型的降解助剂，添加该低温热氧化剂的环保塑料制品在储存和运输以及使用过程中，性能稳定，用后则能够迅速发生降解。甘油和丙二醇均无色无味，均可以用作塑料制品的原料。

优选地，所述的变性淀粉为玉米变性淀粉、所述的润滑剂为内润滑剂、所述的纳米碳酸钙为6000-12000 目的纳米碳酸钙。玉米变性淀粉有容易吸水的特性，这使得加入环保塑料添加剂的塑料制品在掩埋后容易吸水而分解。内润滑剂可以与塑料聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起到降低聚合物内聚力的作用，从而降低熔体的内摩擦生热和提高熔体的流动性。通常使用的内润滑剂为脂肪族化合物、有机硅材料、硅酮母粒等。纳米碳酸钙可以使得环保塑料的性能增强。

本发明另一方面还提供了一种制备本发明环保塑料添加剂的方法，该方法包括以下步骤：

a. 首先将低密度聚乙烯、纳米碳酸钙与沙林树脂混合，并将得到的混合物进行第一次融合；

b. 向步骤a 融合得到的产物中加入高密度聚乙烯、润滑剂、低温热氧化剂、抗静电剂和聚丙烯，并进行第二次融合；

c. 向步骤b 融合得到的产物中加入1) 变性淀粉、2) 微生物制剂和3) 甘油或丙二醇，并进行第三次融合；

d. 将步骤c 得到的第三次融合后的产物射出或压出成形，得到所述的环保塑料添加剂。

优选地，所述的步骤a 中第一次融合的温度为140-180℃，融合时间为5-10min。

更优选地，第一次融合的温度为150℃。

优选地，所述的步骤b 中第二次融合的温度为170-230℃，融合时间为5-10min。

更优选地，第二次融合的温度为190℃。

优选地，其中所述的步骤c 中第三次融合的温度为90-120 ℃，融合时间为5-10min。

更优选地，第三次融合的温度为110℃。

本发明再一方面提供了一种环保塑料，所述的环保塑料含有本发明的环保塑料添加剂。这种环保塑料可以是任何塑料制品：如塑料袋、塑料杯、家电用品的外壳、鞋材、餐具、雨衣、农膜、包装膜、容器、文具用品等。

本发明的有益效果在于：本发明的环保塑料添加剂所加入的塑料制品在焚烧时排放出的毒性气体的浓度低，不会造成空气污染。本发明中的塑料焚烧四分钟后，所排放出的HF 的浓度不高于0.5ppm，排放出的HCl 浓度不高于0.5ppm，排放出的HCN 的浓度不高于1ppm，排放出的SO2 的浓度不高于0.5ppm，排放出的NOX 的浓度不高于3ppm，排放出的CO浓度不高于100ppm，远远小于ABD-0031 测试规范中的有毒气体的排放标准。同时本发明的环保塑料添加剂所加入的塑料制品在掩埋后一年内可以生物降解。并且本发明的环保塑料添加剂可以按照实际的需求通过射出或压出技术形成环保塑料添加剂，添加剂的制作工艺简单，实用性强。通过受控需氧堆肥试验，按照GB/T 19277-2003(IDT ISO14855 ：1999) 检测了含有本发明环保塑料添加剂的塑料制品的生物分解能力，其中参比材料为纤维素，堆肥肥龄3 个月，试验容器容积3L，测定二氧化碳方法是用氢氧化钠溶液吸收后，测量溶解无机碳(DIC) 作为累计放出的二氧化碳量，检测结果如下：

通过以上结果可以看出以上试验方法有效，并且含有本发明环保塑料添加剂的塑料制品的生物分解能力好。

附图说明

图1 表示制备本发明的环保塑料添加剂的方法的流程图。

具体实施方式

实施例1

首先将低密度的聚乙烯、粒径为6000-9000 目的纳米碳酸钙和沙林树脂混合，接着在150℃进行第一次融合，融合8 分钟。再向第一次的融合产物中加入高密度的聚乙烯、润滑剂、低温热氧化剂、抗静电剂和聚丙烯，并在190℃进行第二次融合，融合10 分钟。再向第二次的融合产物中加入玉米变性淀粉、微生物制剂和丙二醇，并在110℃进行第三次融合，再将融合得到的产品通过射出成型。

在制备环保塑料添加剂的原料中，各成分占添加剂总重量的重量百分比为：低密度的聚乙烯( 英文简称LDPE)10％、粒径为6000-9000 目的纳米的碳酸钙12％、沙林树脂(英文Surlyn)2％、高密度的聚乙烯( 英文简称HDPE)10％、润滑剂5％、玉米变性淀粉16％、低温热氧化剂6％、抗静电剂4％、聚丙烯20％、丙二醇10％和5％的微生物制剂。所述的微生物制剂为弗氏柠檬酸杆菌、嗜麦芽窄食单胞菌、死亡谷芽孢杆菌属、乙酸钙不动杆菌、假单胞菌、食油假单胞菌、欧文氏菌、短小杆菌、枯草杆菌和地衣芽孢杆菌。由以上10 种菌种组成的微生物制剂购自于日本CORONA 有限会社，该公司位于日本东京都三鹰市。

将以上环保塑料添加剂加入塑料制品材料中，制成环保塑料。加入方法如下：将以上的环保塑料添加剂以3 ∶ 7 的重量比加入各种塑料制品的材料中，再按照各种塑料制品的常规制备方法制成各种塑料制品。

取以上塑料的三个样本，按照ABD-0031 的标准检测第一样本、第二样本和第三样本。检测结果表明：燃烧四分钟后，三个样本的HF 浓度均为0ppm ；HCl 的浓度均为0ppm ；

HCN 的浓度均为1ppm ；SO2 的浓度为0ppm ；CO 的浓度为100ppm，对于NOX 的浓度：第一样本为2ppm，第二样本为2ppm，第三样本为3ppm，详见表1。

ABD-0031 的规范测试标准：燃烧4 分钟，HF 浓度小于100ppm，HCl 浓度为150ppm，HCN 浓度小于150ppm，SO2 的浓度小于100ppm，NOX 的浓度小于100ppm，CO 的浓度小于3500ppm。

由此可见，本实施例的塑料焚烧后排放废气在ABD-0031 的规范测试标准之内，属于环保型塑料。

Claims

1.一种环保塑料添加剂，所述添加剂含有其总重量1)1-10% 的低密度聚乙烯、2)1-12%的纳米碳酸钙、3)1-2% 的沙林树脂、4)1-10% 的高密度聚乙烯、5)1-5% 的润滑剂、6)1-16%的变性淀粉、7)1-6% 的低温热氧化剂、8)1-4% 的抗静电剂、9)1-5% 的微生物制剂、10)1-20%的聚丙烯和11) 余量的甘油或丙二醇；所述的微生物制剂为弗氏柠檬酸杆菌、嗜麦芽窄食单胞菌、死亡谷芽孢杆菌、乙酸钙不动杆菌、假单胞菌、食油假单胞菌、欧文氏菌、短小杆菌、枯草杆菌和地衣芽孢杆菌；所述的纳米碳酸钙为6000-12000 目的纳米碳酸钙，所述的变性淀粉为玉米变性淀粉，所述的润滑剂为内润滑剂。

2.一种制备权利要求1 所述的环保塑料添加剂的方法，该方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2 所述的方法，其中所述的步骤a 中第一次融合的温度为140-180℃，融合时间为5-10min。

4.根据权利要求3 所述的方法，其中所述第一次融合的温度为150℃。

5.根据权利要求2 所述的方法，其中所述的步骤b 中第二次融合的温度为170-230℃，融合时间为5-10min。

6.根据权利要求5 所述的方法，其中所述第二次融合的温度为190℃。

7. 根据权利要求2 所述的方法，其中所述的步骤c 中第三次融合的温度为90-120℃，融合时间为5-10min。

8. 根据权利要求7 所述的方法，其中所述第三次融合的温度为110℃。