專利名稱：一種可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂及其制備方法。
近年來，隨著珠光塑料在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用范圍的日益拓寬，珠光塑料給城市和農(nóng)村帶來的污染問題日趨顯著，珠光粉制造工藝的歷史起源于七十年代，當(dāng)時主要采用兩種原料，其一以天然帶魚鱗為原料，其二以人工合成的氯化水銀、碳酸鉛和氯化氧鉍為原料，此外也應(yīng)用酰氯化鉍。但天然帶魚鱗做成的珠光粉是從魚鱗中萃取的Guanin晶體，這種天然魚鱗箔非常珍貴，目前僅少量生產(chǎn)，使用于化妝品。由于來源稀少，價格極其昂貴。而人工合成珍珠光澤顏料，有的含有毒性，有的耐光性、耐熱、耐化學(xué)藥品性都不佳。
本發(fā)明的目的在于提供一種可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂及其制備方法。本發(fā)明利用我國豐富的云母礦產(chǎn)資源，結(jié)合金屬氧化物包合云母片的工藝，實(shí)現(xiàn)珠光系列的大突破，制備出各種閃色光澤的降解聚烯烴型珠光樹脂，廣泛用于豪華包裝、日用化工產(chǎn)品，印刷油墨、汽車、燒漆、涂布、珠光劑、建筑裝飾、體育器材、地圖等各大領(lǐng)域，徹底改變用PbCO3和酰氯化鉍等和毒、有害助劑制造珠光膜，尤其是用其來包裝食品、化妝用品、特別嚴(yán)重的是，用此產(chǎn)品包裝冰棍、雪糕、糕點(diǎn)等兒童保健食品的局面。此為本發(fā)明目的之一。
另外，非降解塑料對環(huán)境造成危害，焚燒會帶來有害氣體，排入海洋又會被生物誤食，影響生態(tài)平衡。因而北歐一些國家，早在1990年通過了有關(guān)限制或禁止使用非降解塑料制品的法規(guī)。目前，這種做法已被大多數(shù)國家所接受，相繼制定了類似的規(guī)定或政策。為了響應(yīng)國際環(huán)保組織對無毒無公害降解塑料產(chǎn)品的要求，本發(fā)明經(jīng)過一再研究改進(jìn)，終于試制出可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂。該珠光樹脂膜，解決了國內(nèi)外豪華珠光包裝塑料及珠光地膜不能降解而帶來的問題。該珠光膜用完后，接觸地面，接受紫外線的照射，誘導(dǎo)期可控制在60-200天，在誘導(dǎo)期過后，能夠較快地降解，并在自然條件下，分解成小碎片，最后分解成二氧化碳和水。此為本發(fā)明目的之本發(fā)明所提供的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，可以是包括聚烯烴樹脂、珠光母料、可控光生物降解聚烯烴樹脂母料。
本發(fā)明所提供的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，也可以是包括聚烯烴樹脂、珠光母料、淀粉基降解母料。
本發(fā)明所提供的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，還可以是包括聚烯烴樹脂、珠光母料、可控光生物降解聚烯烴樹脂母料、淀粉基降解母料。
本發(fā)明所提供的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂中聚烯烴樹脂、珠光母料、可控光生物降解聚烯烴樹脂母料的比例為100份聚烯烴樹脂5-15份珠光母料5-15份可控光生物降解聚烯烴樹脂母料。
本發(fā)明所提供的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂中聚烯烴樹脂、珠光母料、淀粉基降解母料的比例為100份聚烯烴樹脂、5-15份珠光母料、5-15份淀粉基降解母料。
本發(fā)明所提供的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂中聚烯烴樹脂、珠光母料、可控光生物降解聚烯烴樹脂母料、淀粉基降解母料的比例為100份聚烯烴樹脂、5-15份珠光母料、5-15份可控光生物降解聚烯烴樹脂母料、5-15份淀粉基降解母料。
其中所涉及的珠光母料中包括有珠光粉和聚烯烴樹脂；其中所述的珠光粉和聚烯烴樹脂的比例為10-50份珠光粉和100份聚烯烴樹脂；其中所涉及的珠光母料中還包括有少量分散劑和螢光增白劑混合；所述的分散劑是低分子量聚乙烯。
其中所涉及的淀粉基降解母中包括有聚烯烴樹脂和淀粉；二者的比例為100重量份的聚烯烴樹脂中加入5-40重量份的淀粉。
其中所涉及的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料包括聚烯烴樹脂、光敏劑、光穩(wěn)定劑。
其中所涉及的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料還包括其它配合劑；所述的配合劑包括抗氧劑及紫外線吸收劑。
其中所涉及的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料還包括淀粉基降解母料。
其中所涉及的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料，其中所述的光敏劑包括金屬鐵、鎳、鈷、錳、鋯、鈰或鋨的化合物；所述的金屬化合物是金屬氧化物或鹽。
其中所涉及的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料，其中所述的光穩(wěn)定劑是有機(jī)鎳化合物。
其中所涉及的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料，其中所述的各組分的配比為0.36-0.52重量份光敏劑、光穩(wěn)定劑100重量份聚烯烴樹脂。
其中所涉及的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料，其中所述的光敏劑、光穩(wěn)定劑的重量比為1-1.4∶1。
其中所涉及的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料，所述的淀粉基降解母料占總重量份的三分之二，所述的淀粉基降解母液中，100重量份的聚烯烴樹脂中加入5-40重量份的淀粉。
其中所涉及的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料，其中所述的抗氧劑的用量為100重量份的聚烯烴樹脂中有1-5重量份抗氧劑；所述的紫外線吸收劑的用量為0.02-1.6重量份紫外線吸收劑100重量份聚烯烴樹脂。
其中所涉及的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料中的聚烯烴樹脂可以是聚乙烯、聚丙烯等基料。
其中所涉及的光敏劑是某些金屬的化合物，這些金屬是鐵(Fe)、錳(Mn)、鈷(Co)、銅(Cu)、鋯(Zr)、鈰(Ce)、鋨(Os)，它們的化合物可以是氧化物或鹽類，如Fe2O3、Fe3O3、Mn3O3、MnO2、MnO3、Co2O3、CoO3、CuO、Zr2O3、ZrO2、Ce2O3、Ce2O4、Os2O3、OsO2、OsO3、OsO4、KMnO4、Mn(SO4)2、Co(SO4)2、CoMnO4及Co(ClO4)2等，而以使用不溶于水的金屬化合物為最好。
其中所涉及的光穩(wěn)定劑是有機(jī)鎳化合物，它們是C1-80烷基硫基鎳、C1-80烷基氧基鎳和鎳的有機(jī)鹽，其中C1-80烷基中有不含或含有一個或多個雜原子，例如氧、硫、氮、磷等，優(yōu)選的有機(jī)鎳化合物是N，N-雙十八烷基氨基二十四烷氧基鎳、N，N-雙十八烷基氨基二十四烷硫基鎳、雙(3，5-二叔丁基-4-羥基磷酸單乙酯)鎳、2，2′-硫代雙(4-叔辛基酚氧基)鎳-2-乙基己胺絡(luò)合物，2，2′-硫代雙(4-叔十八烷基酚氧基)鎳，N，N′-二C1-80烷基二硫代氨基甲酸鎳(其中的C1-80烷基可不含或含有一個或多個雜原子，如氧、硫、氮、磷等)以及樹脂酸鎳和環(huán)烷酸鎳等。
為要更準(zhǔn)確地控制塑料制品的光降解過程，可按要求調(diào)節(jié)金屬化合物與有機(jī)鎳化合物的用量，以決定塑料制品的降解時間。對于100重量份聚烯烴樹指來說，二者的總重量是3-12重量份。金屬化合物與有機(jī)鎳化合物的重量比是1-1.4∶1。
其中所涉及的抗氧劑組份為酚類化合物，它們是1-羥基-3-甲基-4-異丙苯、2，6-二叔丁基對甲酚等。100重量份的聚烯烴樹脂中，抗氧劑的用量為1-5重量份。
其中所涉及的紫外線吸收劑組份優(yōu)選水楊酸酯、二苯甲酮、苯并三唑類化合物。對于100重量份聚烯烴樹脂來說，紫外線吸收劑的用量為0.02-1.6重量份，0.1-1.5重量份為最好。本發(fā)明母料使用的紫外線吸收劑在填加到樹脂中后，除有在使用期內(nèi)能夠吸收紫外線、抑制或減弱光降解作用外，而且在使用期后，其中的基因又可以成為對高分子光降解反應(yīng)有效的光敏劑，有助于生物降解。
為了達(dá)到完全降解，可控光生物降解聚烯烴樹脂母料還可以與淀粉基降解母料混合，其混合比為1∶2(重量比)。淀粉基降解母液中，100重量份的聚烯烴樹脂加入5-40重量份的淀粉。
將烯烴樹脂、光敏劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑按比例配制成混合物，再進(jìn)行加工即可成為可控光生物降解聚烯烴樹脂母料。其中述聚烯烴樹脂母料混合物通過密煉機(jī)密煉、開煉機(jī)開煉及造粒機(jī)進(jìn)行造粒而成。具體地說將按配方配好的母料混合物加入密煉機(jī)中，密機(jī)的塑煉溫度保持在140℃-160℃范圍內(nèi)，壓力控制在6-9Pa，10-20分鐘后卸料，并經(jīng)輸送帶送入開煉機(jī)的兩輥筒之間，開煉機(jī)的前輥筒溫度100℃-130℃，后輥筒溫度控制在105℃-135℃，反復(fù)打三角包，20分鐘后下片，料片的寬度控制在9-10cm，冷卻至20℃-30℃，再送入造粒機(jī)中進(jìn)行造粒，風(fēng)冷切粒，最后制成內(nèi)在質(zhì)量好，外觀好、色澤也好的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料。
可控光生物降解聚烯烴樹脂母料的制備加工中，密煉機(jī)的作用特點(diǎn)是將母料混合物進(jìn)行熱塑煉，使物料均勻混合；開煉機(jī)的加工是進(jìn)行二次塑化混煉，并排出物料中的水份和揮發(fā)性氣體，以防止造粒時，產(chǎn)生氣泡；通過造粒機(jī)進(jìn)行造粒，在造料機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，螺桿的轉(zhuǎn)速盡量地慢些，以避免因剪切刀高而破壞造粒。
本發(fā)明所提供的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂的制備方法包括將不同配方的母料與聚烯烴基料混合后，再經(jīng)擠出、吹膜、卷取而制成可控光生物降解聚烯烴樹脂薄膜。即首先制備珠光母料，其中包括將10-50份珠光粉與100份聚烯烴、3-15份分散劑、0.001-0.01％份螢光增白劑混合，加入密煉機(jī)中混煉塑化，溫度控制在140-160℃，然后進(jìn)入開煉機(jī)壓片，反復(fù)打三角包，輥壓成9-11cm片，冷卻到20-30℃輸入造粒機(jī)螺桿機(jī)頭拉絲水冷切粒，粒度在30-40目；然后制備可控光生物降解聚烯烴樹脂母料，包括將按配方配好的母料混合物加入密煉機(jī)中，密機(jī)的塑煉溫度保持在140℃-160℃范圍內(nèi)，壓力控制在6-9Pa，10-20分鐘后卸料，并經(jīng)輸送帶送入開煉機(jī)的兩輥筒之間，開煉機(jī)的前輥筒溫度100℃-130℃，后輥筒溫度控制在105℃-135℃，反復(fù)打三角包，20分鐘后下片，料片的寬度控制在9-10cm，冷卻至20℃-30℃，再送入造粒機(jī)中進(jìn)行造粒，風(fēng)冷切粒，最后制成降解聚烯烴樹脂母料；再按現(xiàn)有的方法制備可控淀粉基降解母料；將上述組分按配比與聚烯烴基料混合均勻，采用常規(guī)的吹膜方法即可制備出可控光生物降解珠光樹脂。
本發(fā)明將300-800目云母薄片與金屬氧化物加到馬沸爐中煅燒于500-1100℃時，云母薄片外覆以金屬氧脂物能產(chǎn)生珍珠光澤的顏料。外觀為透明、扁平狀的粉體，比一般顏料具有較大的直徑及光滑平面和高折射系數(shù)等特性。本發(fā)明優(yōu)選的金屬氧化物為二氧化鈦，被二氧化鈦包合的云母薄片簡稱云母鈦珠光粉，該珠光粉不溶于水，對人體無害，可用于食品包裝材料(依各國法規(guī)規(guī)定)。該珠光粉的粒子大小能影響珍珠光澤粒子愈大，珍珠光澤較強(qiáng)，遮蔽力較弱；粒子愈小，顯示出柔和如線緞的光澤，及較佳的遮蔽力。珍珠光澤是光的多重反射產(chǎn)生。因此云母鈦珠光粉與愈透明的材料混合，愈能產(chǎn)生優(yōu)美的珍珠光澤。云母鈦珠光粉也可以用透明的顏料或染料混合，以得到適合的色光。應(yīng)避免與不透明的成份或遮蓋力強(qiáng)的顏料并用，如TiO2、PbO等顏料，以免影響珍珠光澤效果。
本發(fā)明中，云母鈦珠光粉與聚烯烴混合制成云母鈦珠光母料，將10-50份云母鈦珠光粉與100份聚烯烴(PE或PP)、3-15份分散劑(低分子量聚乙烯)、0.001-0.01％份螢光增白劑混合，加入密煉機(jī)中混煉塑化，溫度控制在140-160℃，然后進(jìn)入開煉機(jī)壓片，反復(fù)打三角包，輥壓成9-11cm片，冷卻到20-30℃輸入造粒機(jī)螺桿，轉(zhuǎn)速越慢越好，(避免高剪切力破壞其粒子，影響珍珠光澤效果)，機(jī)頭拉絲水冷切粒，目數(shù)在30-40目均可。
實(shí)施例1在100重量份的聚乙烯樹脂基料中，加入0.4重量份的1#光敏劑、3.5重量份的7#光敏劑(分別由Fe2O3、Fe3O3、Mn3O3、MnO2、MnO3、Co2O3、CoO3、CuO、Zr2O3、ZrO2、Ce2O3、Ce2O4、Os2O3、OsO2、OsO3、OsO4、KMnO4、Mn(SO4)2、Co(SO4)2、CoMnO4及Co(ClO)4組成)，3.5重量份的N，N-雙十八烷基氨基二十四烷氧基鎳，1重量份的二苯甲酮，1重量份的2，6-二叔丁基對甲酚，將該混合物中加入密煉機(jī)中，密煉溫度為160℃，壓力為8Pa，15分鐘后卸料，經(jīng)輸送帶送入開煉機(jī)，開煉機(jī)的前輥溫度為110℃，后輥溫度為125℃，20分鐘后下片，冷卻至20-30℃，送入造粒機(jī)，造粒機(jī)溫度從料斗向機(jī)頭方向分別為140℃、170℃、170℃、150℃、150℃，螺桿轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分，經(jīng)風(fēng)冷切粒，可控光生物降解聚烯烴樹脂母料；將300-800目云母片與二氧化鈦加到馬沸爐中，煅燒于500-1100℃時，得到具有光澤的顏料云母鈦珠光粉；然后采用密煉、開煉和擠出造粒工藝而制備云母珠光母料，其中配方為LDPE 100份云母鈦珠光粉30份低分子量聚乙烯 7份熒光增白劑 0.005份工藝條件為密煉溫度 150℃時間 10分鐘開煉溫度前輥 110℃后輥 110℃
時間 15分鐘擠出機(jī)機(jī)身溫度從加料口→機(jī)頭為80℃、110℃、130℃、140℃、145℃按不同配方的母料與聚烯烴基料混合后，再經(jīng)擠出、吹膜、卷取而制成可控光生物降解聚烯烴樹脂薄膜。
實(shí)施例2在100重量份的取乙烯樹脂基料中，加入4.5重量份的2#光敏劑(與實(shí)施例1相同)，3.5重量份的雙(3，5-二叔丁基-4-羥基磷酸單乙酯)鎳，2.5重量份的1-羥基-3-甲基-4-異丙苯，制成本發(fā)明的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料混合物。其密料、開煉、造粒工藝與實(shí)施例1相同，制得可控光生物降解聚烯烴樹脂母料；將300-800目云母片與二氧化鈦加到馬沸爐中，煅燒于500-1100℃時，得到具有光澤的顏料云母鈦珠光粉；然后采用密煉、開煉和擠出造粒工藝而制備云母珠光母料，其中配方為LDPE100份云母鈦珠光粉50份低分子量聚乙烯 10份熒光增白劑 0.005份工藝條件為密煉溫度 160℃時間 15分鐘開煉溫度 前輥 130℃后輥 140℃時間 20分鐘擠出機(jī)機(jī)身溫度從加料口→機(jī)頭為80℃、110℃、130℃、140℃、145℃按不同配方的母料與聚烯烴基料混合后，再經(jīng)擠出、吹膜、卷取而制成可控光生物降解聚烯烴樹脂薄膜。
權(quán)利要求
1.一種可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，其中包括聚烯烴樹脂、珠光母料、可控光生物降解聚烯烴樹脂母料。
2.權(quán)利要求1所述的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，其中包括聚烯烴樹脂、珠光母料、淀粉基降解母料。
3.權(quán)利要求1所述的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，其中包括聚烯烴樹脂、珠光母料、可控光生物降解聚烯烴樹脂母料、淀粉基降解母料。
4.權(quán)利要求1所述的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，其中聚烯烴樹脂、珠光母料、可控光生物降解聚烯烴樹脂母料的比例為100份聚烯烴樹脂5-15份珠光母料5-15份可控光生物降解聚烯烴樹脂母料。
5.權(quán)利要求2所述的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，其中聚烯烴樹脂、珠光母料、淀粉基降解母料的比例為100份聚烯烴樹脂、5-15份珠光母料、5-15份淀粉基降解母料。
6.權(quán)利要求3所述的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，其中聚烯烴樹脂、珠光母料、可控光生物降解聚烯烴樹脂母料、淀粉基降解母料的比例為100份聚烯烴樹脂、5-15份珠光母料、5-15份可控光生物降解聚烯烴樹脂母料、5-15份淀粉基降解母料。
7.權(quán)利要求1所述的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，其中所述的珠光母料中包括有珠光粉和聚烯烴樹脂；其中所述的珠光粉和聚烯烴樹脂的比例為10-50份珠光粉和100份聚烯烴樹脂；
8.權(quán)利要求1所述的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，其中所述的可控光生物降解聚烯烴樹脂母料包括聚烯烴樹脂、光敏劑、光穩(wěn)定劑。
9.權(quán)利要求8所述的可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂，其中所述的光敏劑包括金屬鐵、鎳、鈷、錳、鋯、鈰或鋨的化合物；所述的金屬化合物是金屬氧化物或鹽；其中所述的光穩(wěn)定劑是有機(jī)鎳化合物；各組分的配比為0.36-0.52重量份光敏劑、光穩(wěn)定劑100重量份聚烯烴樹脂，光敏劑、光穩(wěn)定劑的重量比為1-1.4∶1。
10.可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂的制備方法，包括將不同配方的母料與聚烯烴基料混合后，再經(jīng)擠出、吹膜、卷取而制成可控光生物降解聚烯烴樹脂薄膜。即首先制備珠光母料，其中包括將10-50份珠光粉與100份聚烯烴、3-15份分散劑、0.001-0.01％份螢光增白劑混合，加入密煉機(jī)中混煉塑化，溫度控制在140-160℃，然后進(jìn)入開煉機(jī)壓片，反復(fù)打三角包，輥壓成9-11cm片，冷卻到20-30℃輸入造粒機(jī)螺桿機(jī)頭拉絲水冷切粒，粒度在30-40目；然后制備可控光生物降解聚烯烴樹脂母料，包括將按配方配好的母料混合物加入密煉機(jī)中，密機(jī)的塑煉溫度保持在140℃-160℃范圍內(nèi)，壓力控制在6-9Pa，10-20分鐘后卸料，并經(jīng)輸送帶送入開煉機(jī)的兩輥筒之間，開煉機(jī)的前輥筒溫度100℃-130℃，后輥筒溫度控制在105℃-135℃，反復(fù)打三角包，20分鐘后下片，料片的寬度控制在9-10cm，冷卻至20℃-30℃，再送入造粒機(jī)中進(jìn)行造粒，風(fēng)冷切粒，最后制成降解聚烯烴樹脂母料；再按現(xiàn)有的方法制備可控淀粉基降解母料；將上述組分按配比與聚烯烴基料混合均勻，采用常規(guī)的吹膜方法即可制備出可控光生物降解珠光樹脂。
全文摘要
一種可控光生物降解聚烯烴型珠光樹脂,其中包括聚烯烴樹脂、珠光母料、可控光生物降解聚烯烴樹脂母料,也可以包括聚烯烴樹脂、珠光母料、淀粉基降解母料,也可以包括聚烯烴樹脂、珠光母料、可控光生物降解聚烯烴樹脂母料、淀粉基降解母料。將上述組分利用常規(guī)的吹膜設(shè)備,即可生產(chǎn)出各種呈現(xiàn)珠光色澤的可降解型珠光樹脂薄膜。
文檔編號C08K3/00GK1174855SQ96109078
公開日1998年3月4日 申請日期1996年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月22日
發(fā)明者梅秀泉 申請人:梅秀泉