[发明专利]一种可降解工程材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种可降解工程材料及其制备方法，该工程塑料均匀包含多元纳米粒子成分、催化成分、聚合物原料及辅料等，使其能够在无氧或微氧的环境中对塑料进行自然降解；该工程塑料的制备方法包括步骤：（1）按照配比配料；（2）将各原料成分进行混合，制成基材混合料；（3）将基材混合料挤出成型、切粒，制得基材的粒料；（4）将基材的粒料干燥、注塑成型。本发明的工程塑料力学性能佳，高效环保，有利于环境资源的可持续发展。

技术领域

本发明涉及塑料加工技术领域，具体涉及一种可降解工程材料及其制备方法。。

背景技术

工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料，其可代替金属做某些机械零件，其被广泛应用于汽车工业、家电行业、建筑装饰行业、日用品以及广告用品等行业。

普通高分子塑料分子量高达几十万，而且分子结构稳定，被微生物分解的速度十分缓慢，完全降解通常需要100年以上，因而传统塑料制品使用丢弃后极易造成环境污染。另外，由于传统塑料的原料依赖于石油资源，随着石油资源的逐渐枯竭和价格飞涨，塑料制品承受着巨大的价格压力。

生物降解塑料由于含有易被微生物分解的活性基团（羟基、酯基、羧基等），当被放在自然环境中在一定温度和湿度条件下，由于微生物、光照、机械力等作用，极易被分解成为水和二氧化碳，从而回归大自然。尤其是大部分生物塑料的原料不再依赖石油资源，因此无论从保护环境的角度还是减少石油资源消耗的角度来看，生物降解塑料都具有广阔的发展空间。

目前，工程塑料的研究主要集中于通过光催化剂如纳米TiO₂利用太阳，光催化降解塑料。虽然纳米TiO₂固相光催化降解塑料具有环境友好、光催化活性高、无毒、价格低廉和化学稳定性等优点，但是实际应用还有较大的局限性，纳米TiO₂只有在紫外光和氧充足的条件下才具有催化活性，而一旦处于掩埋等无氧或微氧环境，则无法起到降解作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可降解工程材料及其制备方法，该可降解工程材料能够克服现有催化剂仅能在紫外光和氧充足的条件下才具有催化活性的局限问题，其能够在无氧或微氧的环境中对塑料进行自然降解，不需要进行后处理，且降解时间短，最快9个月即完成。

本发明提供了以下技术方案：

实际上本发明涉及一种可降解工程材料，所述工程塑料以质量份数计包括下述组分：ABS树脂40~70份、低密度聚乙烯15~20份、增韧剂3~8份、耐热助剂1~3份、有色母粒2~7份、微晶淀粉15~20份、生物活性填充物20~40份、纳米铁氧粒子5~10份、二月桂酸二丁基锡0.5~2份；其中，所述低密度聚乙烯的密度为0.923~0.924；所述微晶淀粉为直链淀粉含量超过45.2%的淀粉；所述纳米铁氧粒子为Fe ₃O₄纳米粒子和γ–Fe₂O ₃纳米粒子中的一种或两种，纳米铁氧粒子的颗粒直径为80~360nm。

作为另一具体实施方式，所述工程塑料以质量份数计包括下述组分：ABS树脂46~62份、低密度聚乙烯16~18份、增韧剂4~6份、耐热助剂1.5~2份、有色母粒4~6份、微晶淀粉17~19份、生物活性填充物28~35份、纳米铁氧粒子6~8份、二月桂酸二丁基锡0.8~1.6份。

作为另一具体实施方式，所述生物活性填充物磷酸钙、羟磷灰石、磷酸三钙中的一种或多种。

作为另一具体实施方式，所述纳米铁氧粒子为经过过渡金属元素Zn、Co、Ni、Mn、Cu、Ba、Cr中一种或两种掺杂的Fe 3O4纳米粒子和γ–Fe2O 3纳米粒子。

作为另一具体实施方式，所述有色母粒为黑色母粒。

作为另一具体实施方式，所述的耐热助剂为纳米硫酸钡，粒子的粒径范围为20~40nm。