專(zhuān)利名稱(chēng)：可降解可焚燒聚乙烯塑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料，尤其涉及可降解可焚燒塑料。
一次性使用塑料廢棄物所引起的“白色污染”已越來(lái)越得到世界各國(guó)的重視，目前，世界上治理“白色污染”的方法主要有三種回收利用、焚燒處理和開(kāi)發(fā)降解塑料。對(duì)一次性塑料廢棄物中回收易而且具有材料回收價(jià)值的，一般采用回收利用治理方法，但對(duì)那些不易回收或無(wú)回收利用價(jià)值的，則一般采用焚燒或降解等治理方法。
對(duì)于降解方法，從80年代開(kāi)始，美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)家率先開(kāi)始研制可降解塑料，并取得一定的應(yīng)用成果，降解塑料已成為世界熱點(diǎn)問(wèn)題。我國(guó)也把降解塑料列入“八五”、“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。但單采用降解方法(包括光降解、光-生物降解)等方法，徹底降解的光照時(shí)間要求長(zhǎng)(約40-50天)。而一般情況下，塑料廢棄物廢棄后，在自然界中曝露時(shí)間較短(通常1-5天)，因而，實(shí)際光照時(shí)間不足，無(wú)法實(shí)現(xiàn)徹底降解。而且，該塑料廢棄物若采用焚燒處理，與普通聚乙烯塑料一樣將產(chǎn)生有害的灰塵和有毒氣體，造成對(duì)大氣的二次污染。
實(shí)際上，很多國(guó)家目前仍然采用以焚燒方法為主來(lái)處理垃圾(包括塑料廢棄物)，據(jù)報(bào)道日本開(kāi)發(fā)的聚乙烯塑料薄膜，焚燒時(shí)可減少對(duì)大氣的污染，但該產(chǎn)品屬填充型，其效果僅體現(xiàn)在塑料材料的減量上，且焚燒時(shí)由于分子量較大，仍存在燃燒不完全及有一定的有害氣體產(chǎn)生的缺點(diǎn)，且該材料如不用焚燒處理而被掩埋，由于其不可降解，仍具有“白色污染”，因而也存在較大的不足。
本發(fā)明的目的在于提供一種可降解可焚燒的聚乙烯塑料。
本發(fā)明的組成配方中采用1、聚乙烯作組成配方的主材料，可采用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和線性聚乙烯(LLDPE)以及它們兩者或三者之間以某種比例的組合；2、稀土或過(guò)渡金屬絡(luò)合物類(lèi)作光敏劑，該類(lèi)光敏劑在光照時(shí)可以促進(jìn)聚乙烯材料的快速降解，在焚燒時(shí)還可以作為塑料材料的焚燒促進(jìn)劑；3、采用超微粉體無(wú)機(jī)材料，作為塑料材料的降解和焚燒促進(jìn)劑，該超微粉體無(wú)機(jī)材料經(jīng)過(guò)特殊表面處理，在本技術(shù)產(chǎn)品中用量可超過(guò)30％(重量比)；4、采用超微粉體無(wú)機(jī)材料的表面處理劑，此表面處理劑具有生物活性的物質(zhì)，這些生物活性物質(zhì)使得本技術(shù)產(chǎn)品掩埋處理時(shí)可以發(fā)生生物降解，具體處理技術(shù)是，在高速攪拌機(jī)中，高速攪拌10-30分鐘，溫度達(dá)到100-120℃，使其可在聚乙烯塑料材料中均勻分散，以提高無(wú)機(jī)粉體材料與聚乙烯材料的相容性，使其在聚乙烯薄膜中的含量可以達(dá)到30％以上，而且聚乙烯薄膜的力學(xué)性能仍超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；此表面處理劑還可促進(jìn)PE材料在微生物作用下發(fā)生降解。
本發(fā)明的組成配方如下1、樹(shù)脂100份2、光敏劑0.2-1份3、超微粉體無(wú)機(jī)材料 40-60份4、超微粉體無(wú)機(jī)材料的表面處理劑1-2份其中1、樹(shù)脂為聚乙烯作組成配方的主材料(PE)——可采用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和線性聚乙烯(LLDPE)及它們兩者或三者之間以某種比例的組合。
2、本發(fā)明組成配方采用的光敏劑包括如下所述的光敏劑任一種或兩種混合而成或兩種以上混合而成；光敏劑優(yōu)選范圍為0.5～0.8份，具體光敏劑包括如下1)羧酸稀土類(lèi)，如辛酸稀土類(lèi)(RE(La，Ce，Pr)Oct)、月桂酸稀土類(lèi)(RE(La，Ce，Pr)Lau)、硬脂酸稀土類(lèi)(RE(La，Ce，Pr)St)等光敏劑。
2)羧酸鐵鹽類(lèi)，如辛酸鐵(FeOct)、月桂酸鐵(FeLau)、硬脂酸鐵(FeSt)等光敏劑。
3)氨基甲酸鐵鹽類(lèi)，如二甲基二硫代磷酸鐵(FeDNC)、二乙基二硫代氨基甲酸鐵(FeDEC)、二丁基二硫代氨基甲酸鐵(FeDBC)等光敏劑。
4)硫磷酸鐵鹽類(lèi)，如二丁基二硫代磷酸鐵(FeDTP)等光敏劑。
5)氨基甲酸稀土類(lèi)，如二乙基二硫代氨基甲酸稀土(RE(La，Ce，Pr)DEC)等光敏劑。
6)硫磷酸稀土鹽類(lèi)，如二丁基二硫代磷酸稀土(RE(La，Ce，Pr)DTP)等光敏劑。
3、超微粉體無(wú)機(jī)材料，800目以上的碳酸鈣、滑石粉、葉蠟石、白炭黑等。超微粉體無(wú)機(jī)材料優(yōu)選范圍44～55份。
4、超微粉體無(wú)機(jī)材料的表面處理劑，采用硅烷類(lèi)、鋁酸酯類(lèi)和鈦酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑。
本發(fā)明的組成配方按常規(guī)工藝混合后按常規(guī)吹膜工藝生產(chǎn)出產(chǎn)品——薄膜，經(jīng)檢測(cè)其性能指標(biāo)具有如下特點(diǎn)1、薄膜的機(jī)械物理性能達(dá)到GB4456規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
2、薄膜的衛(wèi)生性能達(dá)到GB9687規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
3、降解斷裂伸長(zhǎng)率保留率FF？10％。
4、無(wú)機(jī)粉體材料含量？30％。
5、焚燒時(shí)灰塵和CO的排放達(dá)到焚燒爐排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的組成配方按常規(guī)工藝混合后按常規(guī)吹膜工藝生產(chǎn)出產(chǎn)品——薄膜光降解性能檢測(cè)方法采用GB/T9344-1988塑料氙燈光源曝露試驗(yàn)方法，然后按GB13022進(jìn)行斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)定。其中a)光降解試驗(yàn)條件1)黑板溫度為63±3℃；2)相對(duì)濕度為65％±5％3)噴水周期為18min/102min(噴水時(shí)間/不噴水時(shí)間)。
b)光降解試驗(yàn)時(shí)間為120hr。
本產(chǎn)品——薄膜的降解性能達(dá)到國(guó)家環(huán)保局的標(biāo)準(zhǔn)HJBZ12-1997《可降解塑料包裝制品》標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明“可降解可焚燒聚乙烯塑料”是一種高附加值的高新技術(shù)環(huán)保型產(chǎn)品，采用特殊方法，將可降解與可焚燒有機(jī)結(jié)合，并使之相互促進(jìn)一、是利用焚燒助劑促進(jìn)降解，無(wú)機(jī)超微粉體材料經(jīng)表面處理后，在薄膜中的含量可以提高到30％以上，在微觀上，由于粉體材料與聚乙烯材料界面層的處理劑同時(shí)也是生物活性劑，光照不足被掩埋后易于受土壤中微生物的浸蝕，使得粉體材料與PE材料發(fā)生脫離，從而達(dá)到促進(jìn)降解的目的；二、是以降解促進(jìn)焚燒無(wú)機(jī)超微粉體材料不但可以使本技術(shù)產(chǎn)品的聚乙烯用量減少30％以上，有利于焚燒完全，同時(shí)，薄膜在光照后分子量或多或少都會(huì)有所降低，可以有效降低其燃燒值，減少焚燒時(shí)灰塵和一氧化碳的產(chǎn)生，達(dá)到降解周期短，焚燒完全，并有效降低焚燒放出的有害氣體，使本發(fā)明的產(chǎn)品不管采用降解、填埋或焚燒方法均能達(dá)到環(huán)境保護(hù)目的。從而實(shí)現(xiàn)一次性使用塑料廢棄物治理的多方式化，并減少對(duì)大氣的二次污染。本發(fā)明的產(chǎn)品可適用于多種垃圾處理方式，每種垃圾處理方式都能促使產(chǎn)品盡快與土壤同化。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的下述實(shí)施例組成配方按常規(guī)工藝混合后按常規(guī)吹膜工藝生產(chǎn)出產(chǎn)品——薄膜，實(shí)施例中的組成配方的各組分重量百分?jǐn)?shù)總和為100。本發(fā)明的實(shí)施例生產(chǎn)出產(chǎn)品——薄膜經(jīng)檢測(cè)均符合上述規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。薄膜的降解性能達(dá)到國(guó)家環(huán)保局的標(biāo)準(zhǔn)HJBZ12-1997《可降解塑料包裝制品》標(biāo)準(zhǔn)。文獻(xiàn)《含羧酸共生稀土光敏劑的低密度聚乙烯膜紫外光氧化降解》，高分子學(xué)報(bào)，1992(2)230-23448，報(bào)道稀土光敏劑月桂酸稀土類(lèi)——其中可為月桂酸稀土La，月桂酸稀土Ce，月桂酸稀土Pr或其任意組合，加入在聚乙烯膜中均可產(chǎn)生紫外光氧化降解。
實(shí)施例下面以列表方式敘述各實(shí)施例，表1～表10中的各組分在配方中以重量計(jì)。表中的樹(shù)脂為100份，采用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和線性聚乙烯(LLDPE)以及它們兩者或三者之間以某種比例的組合，具體組合如表11、表12所示，每表中設(shè)有16組的組合，而組合中當(dāng)有線性聚乙烯組分時(shí)線性聚乙烯(LLDPE)組分的含量為20％～30％，表1～表10中的樹(shù)脂選自表11、表12中的任一組的組合，即表1的配方“1”樹(shù)脂100份、光敏劑0.2份、無(wú)機(jī)材料43.4份和處理劑1份，其中的100份樹(shù)脂可采用表11中的第一組合高密度聚乙烯占總量20％和低密度聚乙烯占總量60％和線性聚乙烯占總量20％，也可采用表12的第16組的組合，即樹(shù)脂100份全采用高密度聚乙烯100份，上述的這些組合后按常規(guī)工藝混合后按常規(guī)吹膜工藝生產(chǎn)出產(chǎn)品——薄膜，經(jīng)檢測(cè)其性能指標(biāo)均能達(dá)到降解目的，且符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；以下各表所述的光敏劑、無(wú)機(jī)材料和處理劑的組合均與樹(shù)脂組合同樣道理，且組合后按常規(guī)工藝混合后按常規(guī)吹膜工藝生產(chǎn)出產(chǎn)品——薄膜，經(jīng)檢測(cè)其性能指標(biāo)均能達(dá)到降解目的，且符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表1～表10中光敏劑量為0.2～1份，采用如上所述的光敏劑1)、2)、3)、4)、5)、6)六類(lèi)中的任一類(lèi)或兩類(lèi)混合而成或兩類(lèi)以上混合而成，而且同類(lèi)中不同組分也可組合而成，如1)類(lèi)中的月桂酸稀土類(lèi)和辛酸稀土類(lèi)(RE(La，Ce，Pr)Oct)可組合作為表中配方中的光敏劑用；具體光敏劑組合可采用如表11～表18所述的月桂酸稀土類(lèi)、硬脂酸鐵、二丁基二硫代氨基甲酸鐵、二丁基二硫代磷酸鐵、二乙基二硫代氨基甲酸稀土和二丁基二硫代磷酸稀土之間所有組合，組合后的量滿足表1～表10中所述的0.2～1份范圍的光敏劑量的數(shù)值，具體說(shuō)明如表1的配方“1”樹(shù)脂100份、光敏劑0.2份、無(wú)機(jī)材料43.4份和處理劑1份，其中的100份樹(shù)脂可采用表11中的第一組合高密度聚乙烯占總量20％和低密度聚乙烯占總量60％和線性聚乙烯占總量20％，也可采用表12的第16組的組合，即樹(shù)脂100份全采用高密度聚乙烯100份，而光敏劑可采用表13的第一組合(月桂酸稀土類(lèi)0.1份和硬脂酸鐵0.1份)，也可采用表15的第一組合，即(二丁基二硫代氨基甲酸鐵0.1份和二丁基二硫代磷酸鐵0.1份)，或者其它光敏劑的組合，只要光敏劑量為0.2份均可；或者直接采用單一類(lèi)的光敏劑，如光敏劑占配方中的0.2份～1.0份范圍的光敏劑量的數(shù)值的月桂酸稀土類(lèi)或硬脂酸鐵或二丁基二硫代氨基甲酸鐵或二丁基二硫代磷酸鐵或二乙基二硫代氨基甲酸稀土或二丁基二硫代磷酸稀土。表1～表10中的超微粉體無(wú)機(jī)材料，可采用800目以上的滑石粉和/或碳酸鈣，一般采用800目或1250目，具體配合見(jiàn)表19～表22，超微粉體無(wú)機(jī)材料如滑石粉和碳酸鈣的組合同上述的樹(shù)脂和光敏劑組合一樣，只要無(wú)機(jī)材料達(dá)到表1～表10中公開(kāi)的具體某一配方的無(wú)機(jī)材料量即可。表22～表25表示超微粉體無(wú)機(jī)材料的表面處理劑，采用硅烷類(lèi)、鋁酸酯類(lèi)和鈦酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑的之間組合后作為表1～表10公開(kāi)的具體配方組成及含量，表26～表28為單一的表面處理劑的各個(gè)含量應(yīng)用到表1～表10的具體配方中作為其組成——表面處理劑，即表面處理劑的組合同上述的樹(shù)脂和光敏劑及無(wú)機(jī)材料組合一樣，只要達(dá)到表1～表10中公開(kāi)的具體某一配方的表面處理劑的量即可，且組合后按常規(guī)工藝混合后按常規(guī)吹膜工藝生產(chǎn)出產(chǎn)品——薄膜，經(jīng)檢測(cè)其性能指標(biāo)均能達(dá)到降解目的，且符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表1～表10的實(shí)施例的配方組合加上表11～表18光敏劑的具體配合、表19～表22的超微粉體無(wú)機(jī)材料的具體配合以及表23～表28表面處理劑的具體配合，這些組合形成的具體每一組成和含量構(gòu)成的配方全部分別按常規(guī)工藝混合造粒后按常規(guī)吹膜工藝生產(chǎn)出一系列產(chǎn)品——薄膜，經(jīng)檢測(cè)其性能指標(biāo)均具有如下特點(diǎn)1、薄膜的機(jī)械物理性能達(dá)到GB4456規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。2、薄膜的衛(wèi)生性能達(dá)到GB9687規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。3、降解斷裂伸長(zhǎng)率保留率FF？10％。4、無(wú)機(jī)粉體材料含量？30％。5、焚燒時(shí)灰塵和CO的排放達(dá)到焚燒爐排放標(biāo)準(zhǔn)。均能達(dá)到降解目的，且符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
表11
表12
表13
表14
表15<
>表16
>表17<
>表18<
>表19<
表20
表21
表22
表23
表24
表25
表26<
表27
表28
權(quán)利要求
1.一種可降解可焚燒聚乙烯塑料，其組成配方(以重量計(jì))如下1)聚乙烯樹(shù)脂 100份；2)光敏劑 0.2-1份；3)超微粉體無(wú)機(jī)材料 40-60份；4)超微粉體無(wú)機(jī)材料的表面處理劑 1-2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解可焚燒聚乙烯塑料，其特征在于聚乙烯作組成配方的主材料，采用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和線性聚乙烯(LLDPE)及它們兩者或三者之間以某種比例的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可降解可焚燒聚乙烯塑料，其特征在于光敏劑包括如下所述的光敏劑任一種或兩種混合而成或兩種以上混合而成，具體光敏劑包括如下1)羧酸稀土類(lèi)，如辛酸稀土類(lèi)(RE(La，Ce，Pr)Oct)、月桂酸稀土類(lèi)(RE(La，Ce，Pr)Lau)、硬脂酸稀土類(lèi)(RE(La，Ce，Pr)St)；2)羧酸鐵鹽類(lèi)，如辛酸鐵(FeOct)、月桂酸鐵(FeLau)、硬脂酸鐵(FeSt)；3)氨基甲酸鐵鹽類(lèi)，如二甲基二硫代磷酸鐵(FeDNC)、二乙基二硫代氨基甲酸鐵(FeDEC)、二丁基二硫代氨基甲酸鐵(FeDBC)；4)硫磷酸鐵鹽類(lèi)，如二丁基二硫代磷酸鐵(FeDTP)；5)氨基甲酸稀土類(lèi)，如二乙基二硫代氨基甲酸稀土(RE(La，Ce，Pr)DEC)；6)硫磷酸稀土鹽類(lèi)，如二丁基二硫代磷酸稀土(RE(La，Ce，Pr)DTP)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可降解可焚燒聚乙烯塑料，其特征在于超微粉體無(wú)機(jī)材料采用800目以上的碳酸鈣、滑石粉、葉蠟石、白炭黑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可降解可焚燒聚乙烯塑料，其特征在于超微粉體無(wú)機(jī)材料的表面處理劑采用硅烷類(lèi)、鋁酸酯類(lèi)和鈦酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可降解可焚燒聚乙烯塑料，其特征在于光敏劑優(yōu)選范圍為0.5～0.8份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可降解可焚燒聚乙烯塑料，其特征在于超微粉體無(wú)機(jī)材料優(yōu)選范圍44～55份。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可降解可焚燒聚乙烯塑料,其組成配方(以重量計(jì))如下:1)聚乙烯樹(shù)脂:100份;2)光敏劑:0.2—1份;3)超微粉體無(wú)機(jī)材料:40—60份;4)超微粉體無(wú)機(jī)材料的表面處理劑:1—2份。它制成的薄膜或包裝袋具有焚燒促進(jìn)降解,以及光照達(dá)到降解,降解周期短,焚燒完全,并有效降低焚燒放出的有害氣體,達(dá)到環(huán)境保護(hù)目的。從而實(shí)現(xiàn)一次性使用塑料廢棄物治理的多方式化,并減少對(duì)大氣的二次污染。
文檔編號(hào)C08K9/02GK1240803SQ9911103
公開(kāi)日2000年1月12日 申請(qǐng)日期1999年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月28日
發(fā)明者陳慶華, 錢(qián)慶榮, 李南芳, 劉志耀 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué), 福州市耀升膠粘軟包裝廠