[发明专利]一种仿纸生物降解树脂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿纸生物降解树脂，具体讲本发明提供了一种可直接用于加工纸张的生物降解树脂及制备方法。

背景技术

造纸术作为我国古代四大发明之一，是人类文明史上的一项杰出的创造。纸张在人类的日常生活、工作、学习中扮演着重要的角色。由于纸张的可回收和可降解特性，在包装领域的应用越来越广泛，用量越来越大。然而，传统造纸在促进人类文明快速发展的同时，对树木资源产生严重的破坏，生产过程造成严重的水资源污染。我国属于森林资源匮乏地区，因此我国是世界上最大的原生纸浆和废纸进口国，纸浆进口量约占世界商品纸浆总产量的16％，废纸进口量占全球废纸净出口总量的61％。我国造纸工业的发展很大程度依赖进口纸浆原料，世界纸浆原料的供应量和供应价格在相当程度上影响我国造纸工业的发展。因此，在造纸领域进行产业改造和资源环境保护是发展造纸业的关键。

一种由高分子聚合物与碳酸钙等无机粉体材料组成，通过热塑混炼、吹塑或压延得到的合成纸较好的解决了纸张对木浆的依赖，制作过程完全不砍伐树木，不使用水，不排放废水、废气，不需添加漂白剂、强酸、强碱，不会对环境造成污染。尽管此项技术在30年前已经存在，但当时是为了得到具有良好耐水效果的特殊纸张，其材料是以高分子聚合物为主，主要依赖于石油，纸张不但成本高，而且使用过后无法降解，如果大规模使用极容易造成严重的环境污染。因此其发展受到了一定的限制。

为此，中国专利公开号CN1378909A提出了一种环保纸，将56-80％的无机矿物粉体与43-18％的聚乙烯树脂以及助剂通过挤压造粒，在O型模口形成筒膜，吹塑使双向拉伸得到环保纸。该发明将环保纸中无机粉体碳酸钙含量提高到了较高的水平，减少了对石油树脂的依赖。由于该产品中仍含有18-43％的聚乙烯，产品使用后无法降解，废弃的纸制品极易造成环境污染。同时该环保纸的书写性、印刷性能较差，需要进一步涂布处理。

中国专利公开号CN101173054A公开了一种仿纸可降解塑料薄膜及其制作工艺。该发明是以聚乙烯为主体材料，碳酸钙为辅助材料，通过添加降解促进剂达到其降解效果。然而该发明以大量的不可再生聚乙烯为原材料，尽管在使用性能上可达到纸张优异的性能，但极易受石油资源的限制，只能在小范围内少量使用，无法大面积推广。

中国专利公开号CN101608058A提供了一种全降解仿纸材料及制备方法。该发明是以聚乳酸、淀粉为主要原材料通过预混、挤出、成型得到成品纸张。该产品极大地追求了可生物降解性，然而由于大量使用聚乳酸，造成材料成本难以降低，而且材料与传统纤维纸张相差较大。

中国专利公开号CN100429266C提供了一种可降解环保塑料合成纸及其制备方法。该发明是将聚烯烃或可降解聚合物、改性植物纤维、改性无机粉体通过共混、挤出、成型得到环保塑料合成纸。由于该产品以10-60％的聚合物作为加工支撑体，较高的聚合物造成降解难以控制。

以纸浆为主要原材料的造纸，由于纸浆制备工艺复杂水污染严重，对环境造成极大的威胁。以聚合物为加工主体的合成纸、石头纸等仿纸材料摆脱了对木浆的依赖，生产过程不再产生废水污染环境。但同时也暴露出一些缺陷，由于大量使用聚合物和碳酸钙，纸张定量较高，手感较沉，缺乏纸感，印刷书写性能差，通常需要涂布处理。由于聚乙烯、聚丙烯的存在导致纸张降解困难，废弃后极容易引起环境污染。而且大量使用可降解聚合物则成本增加，失去了仿纸材料低成本推广的意义。

发明内容

针对上述仿纸材料存在的缺陷，本发明提供一种仿纸生物降解树脂，该仿纸生物降解树脂是以矿物纤维、植物纤维、淀粉纤维为主要原料，由于大量纤维的存在，保证了与传统纸张相同的纸感、印刷书写性。纸张使用完丢弃后可降解，不对环境造成污染。通过使用具有热塑加工性的植物纤维、淀粉纤维，减少了对生物聚合物的使用量，大幅降低成本。在此基础上本发明进一步还将提供该种仿纸生物降解树脂的具体制备方法。

本发明的仿纸生物降解树脂是以矿物纤维、植物纤维、淀粉纤维为主要成分，各成分的重量份组成形式为：

矿物纤维        40～70份，

植物纤维        10-30份，

淀粉纤维        5-20份，

生物聚合物      5-15份，

改性剂          3-5份，

增容剂          3-5份，

加工助剂        3-8份，

其中所说的矿物纤维粉体粒径为2-10μm，长度为10-50μm，选用储存量丰富的碳酸钙纤维、海泡石纤维、硅灰石纤维、石膏纤维、水镁石纤维、白云母纤维中的至少一种。