[发明专利]一种生物降解添加剂及含有该添加剂的聚乙烯薄膜材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物降解添加剂，特别涉及一种含铜的生物降解添加剂，其能够赋予常规的非生物降解的塑料制品生物降解性能，本发明还涉及含有该添加剂的塑料制品，特别是含有该添加剂的聚乙烯薄膜材料。

背景技术

塑料制品因价廉物美，经久耐用且抗菌性能好，广泛用于食品包装领域。然而，随着以塑料方便袋、塑料薄膜等塑料制品的广泛使用，“白色污染”问题也日益凸显。这是由于塑料制品的内在寿命(从制得成品到完全自然分解)远远长于其使用寿命。塑料内在的耐久性，导致如不对其进行处理则长久存在于自然界并越积越多。目前解决这一问题的方法主要有深埋和焚烧等。深埋占用耕地，污染地下水原，改变土壤结构，影响植物正常生长，且成本较高；焚烧是目前使用最为广泛的白色污染治理方法，速度快，成本低，但显著缺点是带来了额外的大气污染。

已经提出了可生物降解塑料的技术方案，由于可生物降解塑料能够在自然条件如紫外光、雨水等的影响下自然降解，且降解之后不产生污染物，因此能够从根本上解决这一问题。已经开发的可生物降解塑料有聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯等。虽然生物可降解塑料具有如下优点：(1)降解后体积减小，能节省占用填埋场土地，节约土地资源；(2)不用焚烧，减少有害气体排放；(3)可制成堆肥回归自然。但是，现有的可生物降解的塑料存在如下缺陷：(1)成本偏高，相应地，其价格也比普通塑料高2～6倍；(2)物理力学性能差。其拉伸强度、断裂伸长率、顶破和撕裂强度、光透明性、湿强度等都达不到应用的要求。以上两点严重影响了可生物降解塑料制品的应用范围。

鉴于此，提出了以下课题：开发一种生物降解添加剂，通过其使用，使包括普通塑料在内的各种塑料制品的内在寿命和使用寿命有效地结合起来，既赋予传统的不能够生物降解的塑料在使用后获得降解性能，又保证添加该生物降解添加剂的塑料制品在使用期间使用性能不受影响，使用结束之后能够迅速分解，避免白色污染的出现。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于赋予传统的塑料制品以生物降解性能的生物降解添加剂、一种制备该生物降解添加剂的方法、及采用该生物降解添加剂制备的塑料制品，特别是聚乙烯薄膜制品。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个具体实施方式，提供了一种含铜的生物降解添加剂，其由以下组分组成：2～8质量％的铜粉、0.01％～0.30质量％的硅烷偶联剂、余量的低密度聚乙烯。

根据本发明的一个实施例的含铜的生物降解添加剂，其中，所述铜粉为粒径2微米以下的铜粉，用量为5质量％。

根据本发明的一个实施例的含铜的生物降解添加剂，其中，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷。

根据本发明的一个具体实施方式，提供了一种制备上述含铜的生物降解添加剂的方法，其包含以下步骤：步骤一：按比例称量各组分；步骤二：将铜粉用硅烷偶联剂进行表面处理；步骤三：将经过所述步骤二的表面处理之后的铜粉和聚乙烯放入高速高剪切混料设备进行搅拌混合；步骤四：以双螺杆造粒机将通过步骤三均匀混合后的物料制成颗粒。

根据本发明的一个具体实施例的制备上述含铜的生物降解添加剂的方法，其中，在所述步骤三中，将所述高速高剪切混料设备的转速设为750rpm，温度设为85℃，混合时间设为10分钟。

根据本发明的一个具体实施例的制备上述含铜的生物降解添加剂的方法，其中，在所述步骤四中，所述双螺杆造粒机的长径比为40。

根据本发明的一个具体实施例的制备上述含铜的生物降解添加剂的方法，其中，在所述步骤四中，设定二区温度为最高温度，即180℃，保持该设定的温度，使一区比二区温度低10℃，使三区、四区温度与二区相同，从五区开始直至机头按梯度逐渐降低，保持机头温度为恒定温度(130～150℃范围内)。

根据本发明的一个具体实施方式，提供了一种塑料制品，其含有上述含铜的生物降解添加剂1～3质量％。

根据本发明的一个具体实施方式，提供了一种聚乙烯薄膜制品，其含有上述含铜的生物降解添加剂1～3质量％。

本发明的生物降解添加剂，能够使使包括普通塑料在内的各种塑料制品的内在寿命和使用寿命有效地结合起来，既赋予传统的不能够生物降解的塑料在使用后获得降解性能，又保证添加该生物降解添加剂的塑料制品在使用期间使用性能不受影响，使用结束之后能够迅速分解，避免白色污染的出现。特别地，本发明还提供了能够迅速生物降解的塑料制品如聚乙烯薄膜制品，其含有该生物降解添加剂，不会引发白色污染问题。