一種生物降解母料及含有該生物降解母料的生物降解b0pp薄膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種生物降解母料及含有該生物降解母料的生物降解B0PP薄膜，其中一種生物降解母料，是由C16-20脂肪酸鈰鹽、C16-20脂肪酸鈷鹽、納米Ti02、多羥基鏈烷酸酯、天然植物纖維素、聚丙烯制備而成。生物降解B0PP薄膜是上表層、芯層和下表層構(gòu)成，上、下表層均是由生物降解母料1-1.2%、抗粘連劑3-3.5%、余量為聚丙烯制備而成；芯層是由生物降解母料1-1.2%、抗靜電劑1-2%、余量為聚丙烯制備而成。本發(fā)明利用生物降解母料制成的B0PP薄膜完全生物降解且拉伸強(qiáng)度、透明度高，安全可靠。
【專利說明】一種生物降解母料及含有該生物降解母料的生物降解 BOPP薄膜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種生物降解母料及含有該生物降解母 料的生物降解BOPP薄膜。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 目前，生物降解塑料研究開發(fā)主要是以淀粉基生物降解塑料為主，主要產(chǎn)品為在 聚烯烴或聚苯乙烯中添加或共混淀粉制品。但這種淀粉/塑料共混物達(dá)不到真正的完全生 物降解，只是將聚合物分解成碎片，仍然對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。淀粉降解薄膜一般都采用 吹膜工藝而不采用雙向拉伸工藝生產(chǎn)，因此薄膜強(qiáng)度低且厚度均勻性差。另外由于薄膜中 淀粉含量通常在209T30%，大大降低了薄膜的透明度和光澤度；同時因淀粉和塑料的相容 性差，必須加入大量的增塑劑，因而不能和食品接觸。
[0004] 也有用聚乳酸（PLA)或PLA/PBAT制成生物降解塑料，但聚乳酸在高溫下加工易發(fā) 生熱降解且其沖擊強(qiáng)度低，降低了薄膜制品的性能；另外，聚乳酸的原料與加工成本高，不 能利用現(xiàn)有的加工設(shè)備和加工工藝進(jìn)行加工。PLA熔體粘度太稀，導(dǎo)電性不如聚酯，采用雙 向拉伸工藝時不能采用現(xiàn)有成熟的氣刀貼附和靜電貼附，鑄片貼附困難。另PLA等熱塑性 生物降解塑料親水性強(qiáng)，原料很難干燥徹底，擠出時熔體極易出現(xiàn)起泡，采用雙向拉伸工藝 破膜率較高，薄膜表面的光潔度低于普通的BOPP薄膜和BOPET薄膜


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的提供一種生物降解母料及含有該生物降解母料的生物降解BOPP薄 膜，使薄膜能徹底降解且強(qiáng)度、透明性能優(yōu)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案： 一種生物降解母料，是由下述組份按質(zhì)量百分比制備而成： C16-20 脂肪酸鈰鹽 0? 08-0. 09% (800-900ppm) C16-20 脂肪酸鈷鹽 0? 03-0. 045% (300-450ppm) 納米 TiO2 0. 1-0. 15% (1000-1500ppm) 多羥基鏈烷酸酯 2-3% 天然植物纖維素 30-35% 聚丙烯 62-68%。
[0007] 進(jìn)一步，所述多羥基鏈烷酸酯是指聚（3-羥基丁酸酯-共聚-3-羥基己酸酯)。
[0008] 所述納米Ti02是銳鈦型，其粒徑為0? 01-0. I ii m。
[0009] 本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供一種含有上述生物降解母料的生物降解BOPP薄 膜，所述薄膜包括上表層、芯層和下表層，所述上、下表層的厚度均為〇. 8-1. 2 ym、芯層的厚 度為 8. 4-22. 6 u m ; 所述上表層、下表層均是由下述組份按重量百分比組成：生物降解母料1-1. 2%、抗粘 連劑3-3. 5%、余量為聚丙烯； 所述芯層是由下述組份按重量百分比組成：生物降解母料1-1. 2%、抗靜電劑1-2%、余 量為聚丙烯。
[0010] 本發(fā)明中抗粘連劑、抗靜電劑均為薄膜中常用的，如抗靜電劑有單硬酸甘油脂、N， N-二羥乙基十八胺、脂肪醇聚醚酰胺或均聚聚丙烯混煉物；抗粘連劑常用的有合成SiO2、有 機(jī)娃及商嶺土等。
[0011] 本發(fā)明的原理是：由于大都數(shù)塑料制品是以石油中提煉出來的人造聚合物，這些 聚合物分子巨大(約25000摩爾質(zhì)量)，抑制了自然界中微生物將其當(dāng)成碳源生物消耗的能 力。因此，要想使人造聚合物的高分子被微生物降解，必須先將高分子的分子量降低到自然 界中生物降解的高分子水平，即其分子量為5000-10000摩爾質(zhì)量。其方法是先通過諾里 什反應(yīng)（Norrish reaction)跟某些預(yù)氧化劑中的金屬離子進(jìn)行接觸反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在市 面上許多產(chǎn)品都是用金屬鹽作為預(yù)降解離子的原料，這些游離基的過氧化反應(yīng)可以總結(jié)如 下： M+ / 〇2 / 泣
[-CHj- CHs- CHj- CHa-Jn -------------------> [-CH2~]n-i CHj -O + 'CH^- CH2 + M4 込 個過程通過游離基和金屬離子的再生不斷重復(fù)而降解，使聚合物分子量變小，并且隨著分 子量的降低，聚合物開始變脆并且易碎。當(dāng)聚合物的分子量降至10000摩爾質(zhì)量以下，其就 很容易被自然界的微生物如細(xì)菌和真菌侵蝕了。而此時如果能夠提供一種適合微生物滋長 的物質(zhì)成分(如天然植物纖維素)，則降解的第二步即微生物的"吞噬--消化--轉(zhuǎn)化"過程 就開始了，直到最后完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。
[0012] 所以，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： 1、本發(fā)明的BOPP薄膜可徹底降解，薄膜開始降級時間受生物降解母料添加量和自然 條件共同影響，也就是說在產(chǎn)品被丟棄并暴露于紫外線或熱源之前，氧化破裂反應(yīng)不會明 顯發(fā)生。只有含有生物降解段所需的生物降解促進(jìn)物時，才有助于微生物的滋長，從而加速 薄膜制品在氧化破裂后最終被生物分解，完全轉(zhuǎn)化為水合二氧化碳。通常這個階段的降解 時間為6個月到1年。
[0013] 2、本發(fā)明的BOPP薄膜的拉伸強(qiáng)度、透明度等性能均較優(yōu)；且其安全可靠，可與食 品直接接觸。
[0014] 3、本發(fā)明采用低分子量的原料制備成生物降解母料，使最終制成的BOPP薄膜的 分子量相對較小，有利于其降解。
[0015] 4、由于生物降解母料中含有鈰、鈷金屬離子，在薄膜降解過程中，這些金屬離子與 薄膜中大分子進(jìn)行接觸反應(yīng)，通過游離基和金屬離子的再生不斷重復(fù)而降解，使聚合物分 子量變小，并且隨著分子量的降低，聚合物開始變脆并且易碎。
[0016] 5、本發(fā)明的生物降解母料中天然植物纖維素能夠適合微生物滋長，有利于促進(jìn)薄 膜降解轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。
[0017] 6、本發(fā)明的BOPP薄膜比淀粉降解薄膜降解性能優(yōu)，由于淀粉降解薄膜不能完全 降解，只能降解成碎片和粉末；更比聚乳酸等生物降解原料制成的薄膜的原料與加工成本 低且薄膜強(qiáng)度、透光性好。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下所述的實(shí)施方案，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式 的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)和方法實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化 與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)和方法方案的范圍內(nèi)。
[0019] 下面實(shí)施例中均為質(zhì)量百分比。
[0020] 實(shí)施例1

【權(quán)利要求】
1. 一種生物降解母料，其特征在于：是由下述組份按質(zhì)量百分比制備而成： C16-20 脂肪酸鈰鹽 0. 08-0. 09% C16-20 脂肪酸鈷鹽 0. 03-0. 045% 納米 TiO2 0. 1-0. 15% 多羥基鏈烷酸酯 2-3% 天然植物纖維素 30-35% 聚丙烯 62-68%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解母料，其特征在于：所述多羥基鏈烷酸酯是指聚 (3-羥基丁酸酯-共聚-3-羥基己酸酯)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物降解母料，其特征在于：所述納米Ti02是銳鈦型， 其粒徑為0.01-0. Iii m。
4. 一種含有如權(quán)利要求1所述的生物降解母料的生物降解BOPP薄膜，其特征在于： 所述薄膜包括上表層、芯層和下表層，其中上表層、下表層均是由下述組份按重量百分比組 成：生物降解母料1-1. 2%、抗粘連劑3-3. 5%、余量為聚丙烯； 所述芯層是由下述組份按重量百分比組成：生物降解母料1-1. 2%、抗靜電劑1-2%、余 量為聚丙烯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物降解BOPP薄膜，其特征在于：所述上、下表層的厚度均 為 0? 8-1. 2 ii m、芯層的厚度為 8. 4-22. 6 ii m。
【文檔編號】C08K3/22GK104212059SQ201410425102
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】陳鑄紅, 汪中祥, 孫善衛(wèi), 王紅兵, 朱峰 申請人:安徽國風(fēng)塑業(yè)股份有限公司