CN114806014A - 一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物降解塑料技术领域，具体公开了一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法，按照重量百分比计，包括组分：50wt％～65wt％的聚丙烯PP原料，30wt％～45wt％的滑石粉改性剂，1.0wt％～3.0wt％的触发剂，1.5wt％～5.0wt％的增韧剂，0.2wt％～0.5wt％的热稳定剂，0.3wt％～1.0wt％的润滑剂；包括步骤：S1：原料称重备用，S2：原料表面处理，S3：原料混合，S4：设置物料混合温度和时间，S5：添加触发剂，S6：塑料制备；本发明利用触发剂促使自然界细菌产生出分解生物酶，从而促使聚丙烯大分子链在生物酶、微生物、光等的共同作用下快速断裂成小分子，达到材料加速降解的目的，从而使得塑料降解周期缩短，提高降解效率，从而减少对环境的污染。

Description

一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物降解塑料技术领域，具体为一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法。

背景技术

自从塑料发明以来，塑料制品的使用日益广泛，给人民群众的日常生活带来极大方便。但与此同时，塑料污染问题也日益严峻，成为世界各国普遍关注的热点环境问题。

生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。

现有的聚乳酸PLA塑料，在生产过程中存在严重的水污染和土壤污染，并且在使用中形成的微塑料在贻贝中诱发了蛋白质变化，改不了双壳动物和蛞蝓的摄食率和代谢率，从而影响了无脊椎动物的多样性和丰富度，以及初级生产者的生物量，并减少了沉积物中无机营养物质的生产量，不符合环保发展的理念。

同时制备后的塑料无法实现自然降解，进一步造成环境的污染。因而需要采用其他方式降解，现有塑料降解周期较长，速度较慢，且降解过程需要特定条件才能完成。

基于此，本发明设计了一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明提出一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法，解决了现有技术中塑料的生产制备过程不符合环保发展理念，容易污染环境，且塑料无法自然降解，降解需要特定条件，降解周期长的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料，按照重量百分比计，包括以下组分：

50wt％～65wt％的聚丙烯PP原料，30wt％～45wt％的滑石粉改性剂，1.0wt％～3.0wt％的触发剂，1.5wt％～5.0wt％的增韧剂，0.2wt％～0.5wt％的热稳定剂，0.3wt％～1.0wt％的润滑剂。

作为一优选的实施方式，所述滑石粉改性剂选自粒径1250目、2000目、3000目、5000目、20～100nm中的至少一种。

作为一优选的实施方式，所述滑石粉改性剂选自粒径1250目、2000目、3000目、5000目、20～100nm中的至少两种。

通过滑石粉矿物质无机离子聚合技术提升聚丙烯PP原料的刚性，弯曲模量达到3000MPa以上，弯曲强度达到37MPa以上，利用滑石粉对光不稳定的特性，加速PP材料的降解。

作为一优选的实施方式，所述触发剂选自纳米二氧化钛负氧离子触发剂、厌氧降解剂ECO、乙烯-一氧化碳共聚物、乙烯-含酮单体共聚物光降解剂、有机过氧化物热氧降解剂中的至少一种。

作为一优选的实施方式，所述触发剂选自纳米二氧化钛负氧离子触发剂、厌氧降解剂ECO、乙烯-一氧化碳共聚物、乙烯-含酮单体共聚物光降解剂、有机过氧化物热氧降解剂中的至少两种。

通过设置触发剂主要作用是促使聚丙烯大分子链在生物酶、微生物、光等的共同作用下快速断裂成小分子，达到材料加速降解的目的。

作为一优选的实施方式，所述增韧剂选自乙丙弹性体、SEBS、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少两种。

通过设置增韧剂主要作用是提高改性聚丙烯材料的冲击韧性，满足产品使用要求。

作为一优选的实施方式，所述热稳定剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少一种。

作为一优选的实施方式，所述热稳定剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少两种。

通过设置热稳定剂主要作用是保证改性聚丙烯材料在生产加工过程中的性能稳定，符合产品性能需要。

作为一优选的实施方式，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、聚硅氧烷中的至少两种。

通过设置润滑剂主要作用是降低材料粘度，提高流动性等加工性能，还可起到防静电、滑爽等作用。

一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法，包括以下步骤：

S1：原料称重备用：准备好聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料，按上述各种原料的重量份称取原料备用；

S2：原料表面处理：将聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料进行表面预处理改性；

S3：原料混合：将改性后的原料聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料，投入到高速混合机中进行混合；

S4：设置物料混合温度和时间：物料混合温度调节至90℃～110℃，混合时间为15～20min；

S5：添加触发剂：将上述混合后的物料送入失重式计量喂料器，同时用全自动称重式计量器加入1.0wt％～3.0wt％的触发剂；

S6：塑料制备：对上述物料进行挤出造粒，干燥后即得生物可降解聚丙烯生态塑料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.利用触发剂促使自然界细菌产生出分解生物酶，从而促使聚丙烯大分子链在生物酶、微生物、光等的共同作用下快速断裂成小分子，达到材料加速降解的目的，从而使得塑料降解周期缩短，提高降解效率，从而减少对环境的污染。

2.塑料降解过程中无需例如堆肥、温度、湿度等特定条件，可以实现更快地自然降解，更符合绿色生态环保的发展方向。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明具有以下三个具体实施例。

实施例1

一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料，按照重量百分比计，包括以下组分：

62wt％的聚丙烯PP原料，35wt％的滑石粉改性剂，1.0wt％的触发剂，1.5wt％的增韧剂，0.2wt％的热稳定剂，0.3wt％的润滑剂。

具体的，所述滑石粉改性剂选自粒径1250目、2000目、3000目、5000目、20～100nm中的至少一种。

通过滑石粉矿物质无机离子聚合技术提升聚丙烯PP原料的刚性，弯曲模量达到3000MPa以上，弯曲强度达到37MPa以上，利用滑石粉对光不稳定的特性，加速PP材料的降解。

具体的，所述触发剂选自纳米二氧化钛负氧离子触发剂、厌氧降解剂ECO、乙烯-一氧化碳共聚物、乙烯-含酮单体共聚物光降解剂、有机过氧化物热氧降解剂中的至少一种。

通过设置触发剂主要作用是促使聚丙烯大分子链在生物酶、微生物、光等的共同作用下快速断裂成小分子，达到材料加速降解的目的。

具体的，所述增韧剂选自乙丙弹性体、SEBS、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少两种。

通过设置增韧剂主要作用是提高改性聚丙烯材料的冲击韧性，满足产品使用要求。

具体的，所述热稳定剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少一种。

通过设置热稳定剂主要作用是保证改性聚丙烯材料在生产加工过程中的性能稳定，符合产品性能需要。

具体的，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、聚硅氧烷中的至少两种。

通过设置润滑剂主要作用是降低材料粘度，提高流动性等加工性能，还可起到防静电、滑爽等作用。

一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法，包括以下步骤：

S1：原料称重备用：准备好聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料，按上述各种原料的重量份称取原料备用；

S2：原料表面处理：将聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料进行表面预处理改性；

S3：原料混合：将改性后的原料聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料，投入到高速混合机中进行混合；

S4：设置物料混合温度和时间：物料混合温度调节至90℃～110℃，混合时间为15～20min；

S5：添加触发剂：将上述混合后的物料送入失重式计量喂料器，同时用全自动称重式计量器加入1.0wt％的触发剂；

S6：塑料制备：对上述物料进行挤出造粒，干燥后即得生物可降解聚丙烯生态塑料。

实施例2

一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料，按照重量百分比计，包括以下组分：

50wt％的聚丙烯PP原料，40.5wt％的滑石粉改性剂，3.0wt％的触发剂，5.0wt％的增韧剂，0.5wt％的热稳定剂，1.0wt％的润滑剂。

具体的，所述滑石粉改性剂选自粒径1250目、2000目、3000目、5000目、20～100nm中的至少两种。

通过滑石粉矿物质无机离子聚合技术提升聚丙烯PP原料的刚性，弯曲模量达到3000MPa以上，弯曲强度达到37MPa以上，利用滑石粉对光不稳定的特性，加速PP材料的降解。

具体的，所述触发剂选自纳米二氧化钛负氧离子触发剂、厌氧降解剂ECO、乙烯-一氧化碳共聚物、乙烯-含酮单体共聚物光降解剂、有机过氧化物热氧降解剂中的至少两种。

通过设置触发剂主要作用是促使聚丙烯大分子链在生物酶、微生物、光等的共同作用下快速断裂成小分子，达到材料加速降解的目的。

具体的，所述增韧剂选自乙丙弹性体、SEBS、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少两种。

通过设置增韧剂主要作用是提高改性聚丙烯材料的冲击韧性，满足产品使用要求。

具体的，所述热稳定剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少两种。

通过设置热稳定剂主要作用是保证改性聚丙烯材料在生产加工过程中的性能稳定，符合产品性能需要。

具体的，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、聚硅氧烷中的至少两种。

通过设置润滑剂主要作用是降低材料粘度，提高流动性等加工性能，还可起到防静电、滑爽等作用。

一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法，包括以下步骤：

S1：原料称重备用：准备好聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料，按上述各种原料的重量份称取原料备用；

S2：原料表面处理：将聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料进行表面预处理改性；

S3：原料混合：将改性后的原料聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料，投入到高速混合机中进行混合；

S4：设置物料混合温度和时间：物料混合温度调节至90℃～110℃，混合时间为15～20min；

S5：添加触发剂：将上述混合后的物料送入失重式计量喂料器，同时用全自动称重式计量器加入3.0wt％的触发剂；

S6：塑料制备：对上述物料进行挤出造粒，干燥后即得生物可降解聚丙烯生态塑料。

实施例3

一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料，按照重量百分比计，包括以下组分：

59wt％的聚丙烯PP原料，35wt％的滑石粉改性剂，2wt％的触发剂，3wt％的增韧剂，0.45wt％的热稳定剂，0.55wt％的润滑剂。

具体的，所述滑石粉改性剂选自粒径1250目、2000目、3000目、5000目、20～100nm中的至少两种。

通过滑石粉矿物质无机离子聚合技术提升聚丙烯PP原料的刚性，弯曲模量达到3000MPa以上，弯曲强度达到37MPa以上，利用滑石粉对光不稳定的特性，加速PP材料的降解。

具体的，所述触发剂选自纳米二氧化钛负氧离子触发剂、厌氧降解剂ECO、乙烯-一氧化碳共聚物、乙烯-含酮单体共聚物光降解剂、有机过氧化物热氧降解剂中的至少一种。

通过设置触发剂主要作用是促使聚丙烯大分子链在生物酶、微生物、光等的共同作用下快速断裂成小分子，达到材料加速降解的目的。

具体的，所述增韧剂选自乙丙弹性体、SEBS、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少两种。

通过设置增韧剂主要作用是提高改性聚丙烯材料的冲击韧性，满足产品使用要求。

具体的，所述热稳定剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少一种。

通过设置热稳定剂主要作用是保证改性聚丙烯材料在生产加工过程中的性能稳定，符合产品性能需要。

具体的，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、聚硅氧烷中的至少两种。

通过设置润滑剂主要作用是降低材料粘度，提高流动性等加工性能，还可起到防静电、滑爽等作用。

一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法，包括以下步骤：

S1：原料称重备用：准备好聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料，按上述各种原料的重量份称取原料备用；

S2：原料表面处理：将聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料进行表面预处理改性；

S3：原料混合：将改性后的原料聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料，投入到高速混合机中进行混合；

S4：设置物料混合温度和时间：物料混合温度调节至90℃～110℃，混合时间为15～20min；

S5：添加触发剂：将上述混合后的物料送入失重式计量喂料器，同时用全自动称重式计量器加入2wt％的触发剂；

S6：塑料制备：对上述物料进行挤出造粒，干燥后即得生物可降解聚丙烯生态塑料。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便于生物降解的聚丙烯生态塑料，其特征在于，按照重量百分比计，包括以下组分：

50wt％～65wt％的聚丙烯PP原料，30wt％～45wt％的滑石粉改性剂，1.0wt％～3.0wt％的触发剂，1.5wt％～5.0wt％的增韧剂，0.2wt％～0.5wt％的热稳定剂，0.3wt％～1.0wt％的润滑剂。

2.如权利要求1所述的便于生物降解的聚丙烯生态塑料，其特征在于，所述滑石粉改性剂选自粒径1250目、2000目、3000目、5000目、20～100nm中的至少一种。

3.如权利要求1所述的便于生物降解的聚丙烯生态塑料，其特征在于，所述滑石粉改性剂选自粒径1250目、2000目、3000目、5000目、20～100nm中的至少两种。

4.如权利要求2所述的便于生物降解的聚丙烯生态塑料，其特征在于，所述触发剂选自纳米二氧化钛负氧离子触发剂、厌氧降解剂ECO、乙烯-一氧化碳共聚物、乙烯-含酮单体共聚物光降解剂、有机过氧化物热氧降解剂中的至少一种。

5.如权利要求3所述的便于生物降解的聚丙烯生态塑料，其特征在于，所述触发剂选自纳米二氧化钛负氧离子触发剂、厌氧降解剂ECO、乙烯-一氧化碳共聚物、乙烯-含酮单体共聚物光降解剂、有机过氧化物热氧降解剂中的至少两种。

6.如权利要求5所述的便于生物降解的聚丙烯生态塑料，其特征在于，所述增韧剂选自乙丙弹性体、SEBS、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少两种。

7.如权利要求6所述的便于生物降解的聚丙烯生态塑料，其特征在于，所述热稳定剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少一种。

8.如权利要求6所述的便于生物降解的聚丙烯生态塑料，其特征在于，所述热稳定剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少两种。

9.如权利要求8所述的便于生物降解的聚丙烯生态塑料，其特征在于，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、聚硅氧烷中的至少两种。

10.如权利要求1-9任一所述的便于生物降解的聚丙烯生态塑料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：原料称重备用：准备好聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料，按上述各种原料的重量份称取原料备用；

S2：原料表面处理：将聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料进行表面预处理改性；

S3：原料混合：将改性后的原料聚丙烯PP原料、滑石粉改性剂、增韧剂、热稳定剂、润滑剂各种原料，投入到高速混合机中进行混合；

S4：设置物料混合温度和时间：物料混合温度调节至90℃～110℃，混合时间为15～20min；

S5：添加触发剂：将上述混合后的物料送入失重式计量喂料器，同时用全自动称重式计量器加入1.0wt％～3.0wt％的触发剂；

S6：塑料制备：对上述物料进行挤出造粒，干燥后即得生物可降解聚丙烯生态塑料。

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