CN1590449A - 用于促进塑料降解的添加剂组合物 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于促进塑料降解的添加剂组合物。该添加剂组合物有助于从各种塑料原材料制造的塑料制品如一次性塑料容器或乙烯基包装容器在短时间内的降解，同时可控制塑料制品降解所需的时间。该添加剂组合物包括70～80重量份碳酸钙；10～20重量份聚丙烯；2～4重量份56～60％液体石蜡；1～2重量份硬脂酸；和3～5重量份可自降解的聚合物材料，基于100重量份组合物。进一步公开了一种通过将该添加剂组合物加入到塑料原材料中制造的可降解塑料制品。

Description

用于促进塑料降解的添加剂组合物
技术领域
本发明涉及用于促进塑料降解的添加剂组合物，更特别地涉及用于促进塑料降解的添加剂组合物，该组合物有助于在短时间内从各种塑料原材料制造的塑料制品如一次性塑料容器或乙烯基包装容器的降解。
技术背景
近年来，随着由各种塑料烯烃基树脂包括聚乙烯、聚丙烯等制成的购物袋、乙烯基废物、塑料包装容器和一次性容器的需求明显增加，排出的废物的数量急剧增加。
目前，主要通过焚烧或掩埋处理大多数废塑料。当不完全燃烧废塑料时，这些处理方法产生相当数量的环境毒素、毒性二噁英和其它排放的大气污染物，引起严重的环境污染问题。为解决常规处理方法的这些问题，需要环境友好和非毒性降解塑料，该塑料可以在使用之后由光或土壤中存在的微生物降解。
降解塑料大致分成如下类别：由在自然环境如土壤或水中生活的微生物降解的生物降解塑料；当曝露于阳光时降解的光降解塑料；通过向通常塑料中加入可降解物质获得的生物分解塑料；和具有其结合特性的可生物降解和光降解塑料等。
常规的可降解塑料主要使用玉米淀粉、马铃薯淀粉或脂族聚酯制造。通过用烃部分替代不具有降解性的芳族聚酯的苯环部分，制备可在自然环境中降解的脂族聚酯。
然而，大多数常规降解塑料的缺点在于降解速率的控制较困难，降解太缓慢，特别是可应用的塑料原材料的种类非常有限。
发明内容
因此，考虑到以上问题而完成本发明。本发明的目的是提供一种用于促进塑料降解的添加剂组合物，该组合物有助于在短时间内从各种塑料原材料制造的塑料制品如一次性塑料容器或乙烯基包装容器的降解，同时可控制塑料制品降解所需的时间。
为完成本发明的以上目的，提供一种用于促进塑料降解的添加剂组合物，该组合物包括：70～80重量份的碳酸钙；10～20重量份的聚丙烯；2～4重量份的56～60％液体石蜡；1～2重量份的硬脂酸；和3～5重量份的可自降解聚合物材料，基于100重量份的组合物。
根据本发明，还提供通过向塑料原材料中加入所述添加剂组合物而制造的可降解塑料制品。
以下，详细解释本发明。
根据本发明的用于促进塑料降解的添加剂组合物包括70～80重量份的碳酸钙；10～20重量份的聚丙烯；2～4重量份的56～60％液体石蜡；1～2重量份的硬脂酸；和3～5重量份的可自降解聚合物材料，基于100重量份组合物。
加入到本发明添加剂组合物中的碳酸钙缓慢地与环境水分反应，以增加塑料氧化降解期间与氧气的接触面积，从而缩短塑料的降解时间。当基于100重量份添加剂组合物而加入的碳酸钙的量小于70重量份时，存在废塑料制品延迟降解的问题。当加入的碳酸钙的量超过80重量份时，最终塑料制品的耐用性较差，且由于作为粘结剂的聚丙烯的量相对较小使得添加剂组合物的造粒困难。因此，优选基于100重量份添加剂组合物以70～80重量份的范围加入碳酸钙。
作为粘结剂加入到本发明添加剂组合物中的聚丙烯用于增加添加剂组合物的粘结力以促进添加剂组合物的造粒。当基于100重量份添加剂组合物加入的聚丙烯的量小于10重量份时，存在添加剂组合物粘结力差的问题，使得添加剂组合物的造粒困难。当加入的聚丙烯的量超过20重量份时，存在用于促进最终塑料降解的碳酸钙的量相对小从而引起废塑料制品延迟降解的问题。因此，优选基于100重量份添加剂组合物以10～20重量份的范围加入聚丙烯。
作为润滑剂加入到本发明添加剂组合物中的液体石蜡在添加剂组合物的造粒期间促进挤出机中的流动性。因此，优选基于100重量份添加剂组合物以2～4重量份的范围加入液体石蜡。
由于加入到本发明添加剂组合物中的硬脂酸包含可自氧化的不饱和基团，它用于促进废塑料制品的初始降解。当基于100重量份添加剂组合物加入的硬脂酸的量小于1重量份时，存在废塑料制品延迟降解的问题。当加入的硬脂酸的量超过2重量份时，存在最终塑料制品耐用性差的问题。因此，优选基于100重量份添加剂组合物以1～2重量份的范围加入硬脂酸。
加入到本发明组合物中的可自降解聚合物材料用于在由硬脂酸引起的塑料制品初始降解之后连续降解塑料制品。可自降解聚合物材料的例子包括通常的淀粉基聚合物、纤维素基聚合物、其它已知的合成聚合物等。例如，淀粉基聚合物选自玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉和米淀粉，纤维素基聚合物包括纤维素及其衍生物。
当基于100重量份添加剂组合物加入的可自降解聚合物材料的量小于3重量份时，存在废塑料制品延迟降解的问题。当加入的可自降解聚合物材料的量超过5重量份时，存在最终塑料制品耐用性差的问题。因此，优选基于100重量份添加剂组合物以3～5重量份的范围加入可自降解聚合物材料。
可以通过已知的熔融挤出和模塑方法，将这样制备的添加剂组合物成形为尺寸为2～10mm的粒料。此时，可以容易地根据通常的造粒方法进行造粒。
可以在塑料制品如购物袋、乙烯基废物、塑料包装容器和一次性塑料容器的制造期间加入这样形成的粒料。获得的塑料制品可以在短时间内快速降解。
用于塑料制品的原材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS树脂和聚苯乙烯。除这些聚合物以外，其它各种塑料原材料也可用于塑料制品的制造。
在使用这些原材料制造塑料制品期间，通过控制所述添加剂组合物的量使得能够达到对最终塑料制品降解时间的自由控制。例如，在重复使用塑料制品的情况下，优选以小的量加入所述添加剂组合物使得在较长时间内降解塑料制品。另一方面，在使用之后立即抛弃塑料制品，如一次性容器的情况下，优选以大的量加入所述添加剂组合物使得尽可能快地降解塑料制品。
如上所述，可以在从各种塑料原材料制造的塑料制品，如一次性塑料容器或乙烯基包装容器的制造期间，加入根据本发明的用于促进塑料降解的添加剂组合物。可以在短时间内降解这样制造的塑料制品。此外，可以容易地通过控制添加剂组合物的量来控制废塑料制品的降解时间。
具体实施方式
以下，参考下列实施例更详细地描述本发明。然而，给出这些实施例仅用于说明的目的，而不是对本发明的限制。
<实施例1>
将76重量份碳酸钙，16重量份聚丙烯，4重量份60％液体石蜡，1重量份硬脂酸，和3重量份可自降解聚合物材料加入到高速搅拌机中。将获得的混合物热熔融，搅拌，使用挤出机挤出并切割以制备尺寸为2～10mm的粒料。
<实施例2>
在使用聚丙烯的一次性塑料容器制造期间，基于100重量份聚丙烯，以40重量份的量加入实施例1中制备的粒料。从该混合物制造可降解一次性塑料容器。
<实施例3>
在使用聚丙烯的一次性塑料容器制造期间，基于100重量份聚丙烯，以20重量份的量加入实施例1中制备的粒料。从该混合物制造可降解一次性塑料容器。
<对比例1>
仅使用聚丙烯而不加入实施例1中制备的粒料以制造一次性塑料容器。
<试验实施例>
在平均每天100MJ/m2的辐射下，将分别在实施例2和3以及对比例1中制造的一次性塑料容器曝露于自然光下40天。分别在曝露之前和之后测量塑料容器的平均分子量，和平均分子量的增量。结果见表1。
[表1]
  实施例No.                               曝露时间(天)
           0           30           40
 分子量   降解速率 分子量   降解速率 分子量   降解速率
  实施例2  205,000   0  22,550   89.0％ 9,020   95.6％
  实施例3  205,000   0  59,450   71.0％ 44,280   78.4％
  对比例1  205,000   0  205,000   0 205,000   0
从上表1可以看出，根据本发明的用于促进塑料降解的添加剂组合物可以在短时间内促进塑料制品的降解。特别地，可以容易地通过控制添加剂组合物的量来控制塑料制品的降解时间。
从以上描述可以看出，根据本发明的用于促进塑料降解的添加剂组合物有助于从各种塑料原材料制造的塑料制品如一次性塑料容器或乙烯基包装容器在短时间内的降解，同时可通过控制添加剂组合物的量来控制塑料制品降解所需的时间。因此，本发明在与塑料相关的工业中是非常有用的。
尽管已经描述了用于说明性的目的的本发明的优选实施方案，本领域技术人员可以理解，在不背离所附权利要求中公开的本发明范围和精神的情况下可以对本发明进行各种改进，添加和替换。

Claims (4)

1、一种用于促进塑料降解的添加剂组合物，基于100重量份的组合物含有：
70～80重量份的碳酸钙；
10～20重量份的聚丙烯；
2～4重量份的56～60％液体石蜡；
1～2重量份的硬脂酸；和
3～5重量份的可自降解的聚合物材料。
2、根据权利要求1的用于促进塑料降解的添加剂组合物，其中所述可自降解的聚合物材料选自淀粉基聚合物和纤维素基聚合物。
3、通过将根据权利要求1或2的添加剂组合物加入到塑料原材料中制造的可降解塑料制品。
4、根据权利要求3的可降解塑料制品，其中所述塑料原材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS树脂和聚苯乙烯。
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