[发明专利]一种光、生物复合降解聚乙烯泡沫塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子改性和加工技术领域，涉及一种聚乙烯泡沫塑料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯泡沫塑料由于其经济方便和稳定性好，被广泛用于国民经济和人类生活的各个方面，但同时也带来了严重危害生态环境的“白色污染”。据估计全球塑料废物正以每年4000万t的速度在环境中积累，中国估计为200万t。聚乙烯是线性的饱和碳氢化合物，在结构上与石蜡和长链烷烃类似，但分子量大都在2万以上。聚乙烯生物降解的难易程度直接与其分子量有关，支链及20碳以上的烷烃很难被生物降解。塑料在土壤中完全被微生物同化，降解成CO₂和水实现无机矿化，需要200～400a时间，从而造成在环境中的积累。目前，绝大多数聚乙烯废物采用焚烧处理，但是会产生大量有毒气体，包括CO、HCl、NO_x、SO₂等。因此寻求塑料的各种降解途径并研究其降解机理，解决由于塑料引起的环境污染问题已迫在眉睫。

聚乙烯的生物降解非常缓慢，原因是其分子量过大、疏水性强，以及塑料的表面能过低。所以为了促进塑料生物降解，根据已知的降解机理，设计生产了许多改性塑料，如光降解塑料，它在高分子材料中添加过渡金属络合物等光敏剂，或引入-CO、-CHO等光敏基团，利用太阳光紫外线作用产生自由基使聚合物分子链断裂而导致其失去机械强度和改变结构，从而达到降解目的；添加型生物降解塑料，它是将淀粉、纤维素、脂肪酸等易微生物降解或利用的物质进行憎水化表面处理后，与聚合物共混或接枝到聚合物分子链上所制成。黄曲霉、链霉菌等微生物分泌水解酶，可以分解其中作为碳源的淀粉，使聚乙烯降解成小分子，再由真菌或细菌降解利用；近年来发展较快的光、生物降解塑料，是兼备光降解和生物降解双重功能的一类新型可降解塑料。

采用光、生物复合降解聚乙烯泡沫塑料的方法，使得废弃塑料通过光、生物复合降解可循环重复利用，无污染对环境友好，并且这种复合全降解聚乙烯塑料开发成本低，易实现产业化，是可持续发展、根治白色污染的迫切需要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有质轻强度高、阻燃防火并具有复合降解功能的聚乙烯泡沫塑料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种光、生物复合降解聚乙烯泡沫塑料，包含以下组分及其重量份数：

低密度聚乙烯(LDPE)        70～80份

发泡剂                3.5～10份

交联剂                0.5～2.5份

相容剂                20～30份

改性淀粉              25～40份

改性碳酸钙            15～25份

促进剂2号             2～5份

光降解母料            5～8份

复合无机阻燃剂        50～70份

润滑剂                1～2.5份

所述的发泡剂选自偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮甲酰胺甲酸钾(AP)、三氯氟甲烷(F11)、二氯二氟甲烷(F12)、环戊烷或异戊烷中。

所述的交联剂选自2，5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷、过氧化苯二甲酰、过氧化二异丙苯(DCP)、或三聚异氰酸三烯丙酯。

所述的相容剂选自丙烯酸接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯/乙酸乙烯共聚物(EVA)或三元乙丙橡胶。

所述的改性淀粉组成(质量份)：淀粉100～110、羧甲基淀粉2～6、尿素0～4、聚己内酯2～5、促进剂1号2～5、蓖麻油环氧乙烷缩合物2～5。

所述聚几内酯的相对分子质量为5000～50000。

所述的促进剂1号由表面添加剂和聚丙烯酰胺等量组成，并且表面添加剂选自钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂或磷酸酯偶联剂。

所述的改性碳酸钙由以下组分及其重量份组成：碳酸钙100～105、促进剂1号2～4、硬脂酸4～8、氧化钙10～20。

所述的促进剂2号由以下组分及其重量份组成：2-羟基二苯甲酮光氧化剂60～80、增塑剂DOP 15～30、氧化聚乙烯30～45。

所述的光降解母料由以下组分及其重量份组成：三价铁盐光敏剂50～60、光引发剂20～40、光氧化剂15～30。