[发明专利]一种生物降解母料及含有该生物降解母料的生物降解BOPP薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，具体地涉及一种生物降解母料及含有该生物降解母料的生物降解BOPP薄膜。

背景技术

目前，生物降解塑料研究开发主要是以淀粉基生物降解塑料为主，主要产品为在聚烯烃或聚苯乙烯中添加或共混淀粉制品。但这种淀粉/塑料共混物达不到真正的完全生物降解，只是将聚合物分解成碎片，仍然对环境产生较大的影响。淀粉降解薄膜一般都采用吹膜工艺而不采用双向拉伸工艺生产，因此薄膜强度低且厚度均匀性差。另外由于薄膜中淀粉含量通常在20%~30%，大大降低了薄膜的透明度和光泽度；同时因淀粉和塑料的相容性差，必须加入大量的增塑剂，因而不能和食品接触。

也有用聚乳酸(PLA)或PLA/PBAT制成生物降解塑料，但聚乳酸在高温下加工易发生热降解且其冲击强度低，降低了薄膜制品的性能；另外，聚乳酸的原料与加工成本高，不能利用现有的加工设备和加工工艺进行加工。PLA熔体粘度太稀，导电性不如聚酯，采用双向拉伸工艺时不能采用现有成熟的气刀贴附和静电贴附，铸片贴附困难。另PLA等热塑性生物降解塑料亲水性强，原料很难干燥彻底，挤出时熔体极易出现起泡，采用双向拉伸工艺破膜率较高，薄膜表面的光洁度低于普通的BOPP薄膜和BOPET薄膜

发明内容

本发明的目的提供一种生物降解母料及含有该生物降解母料的生物降解BOPP薄膜，使薄膜能彻底降解且强度、透明性能优。

为实现上述目的本发明采取了以下技术方案：

一种生物降解母料，是由下述组份按质量百分比制备而成：

C16-20脂肪酸铈盐0.08-0.09%（800-900ppm）

C16-20脂肪酸钴盐0.03-0.045%（300-450ppm）

纳米TiO₂0.1-0.15%（1000-1500ppm）

多羟基链烷酸酯2-3%

天然植物纤维素30-35%

聚丙烯62-68%。

进一步，所述多羟基链烷酸酯是指聚（3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基己酸酯）。

所述纳米TiO2是锐钛型，其粒径为0.01-0.1μm。

本发明的另一个发明目的是提供一种含有上述生物降解母料的生物降解BOPP薄膜，所述薄膜包括上表层、芯层和下表层，所述上、下表层的厚度均为0.8-1.2μm、芯层的厚度为8.4-22.6μm；

所述上表层、下表层均是由下述组份按重量百分比组成：生物降解母料1-1.2%、抗粘连剂3-3.5%、余量为聚丙烯；

所述芯层是由下述组份按重量百分比组成：生物降解母料1-1.2%、抗静电剂1-2%、余量为聚丙烯。

本发明中抗粘连剂、抗静电剂均为薄膜中常用的，如抗静电剂有单硬酸甘油脂、N，N-二羟乙基十八胺、脂肪醇聚醚酰胺或均聚聚丙烯混炼物；抗粘连剂常用的有合成SiO₂、有机硅及高岭土等。

本发明的原理是：由于大都数塑料制品是以石油中提炼出来的人造聚合物，这些聚合物分子巨大（约25000摩尔质量），抑制了自然界中微生物将其当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，必须先将高分子的分子量降低到自然界中生物降解的高分子水平，即其分子量为5000-10000摩尔质量。其方法是先通过诺里什反应（Norrish reaction）跟某些预氧化剂中的金属离子进行接触反应来实现的，现在市面上许多产品都是用金属盐作为预降解离子的原料，这些游离基的过氧化反应可以总结如下:

这个过程通过游离基和金属离子的再生不断重复而降解，使聚合物分子量变小，并且随着分子量的降低，聚合物开始变脆并且易碎。当聚合物的分子量降至10000摩尔质量以下，其就很容易被自然界的微生物如细菌和真菌侵蚀了。而此时如果能够提供一种适合微生物滋长的物质成分（如天然植物纤维素），则降解的第二步即微生物的“吞噬--消化--转化”过程就开始了，直到最后完全转化成二氧化碳和水。

所以，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的BOPP薄膜可彻底降解，薄膜开始降级时间受生物降解母料添加量和自然条件共同影响，也就是说在产品被丢弃并暴露于紫外线或热源之前，氧化破裂反应不会明显发生。只有含有生物降解段所需的生物降解促进物时，才有助于微生物的滋长，从而加速薄膜制品在氧化破裂后最终被生物分解，完全转化为水合二氧化碳。通常这个阶段的降解时间为6个月到1年。

2、本发明的BOPP薄膜的拉伸强度、透明度等性能均较优；且其安全可靠，可与食品直接接触。