[发明专利]一种引发多重降解的环保改性高分子新材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化合物的组合物，特别涉及一种能够使塑料制品可生物降解的高分子材料组合物，具体涉及一种引发多重降解的环保改性高分子新材料及其制备方法。

背景技术

塑料是一种价廉物美的材料。然而，随着塑料袋和塑料薄膜制品的广泛使用，人们发现塑料薄膜制品的内在寿命远远长于其使用寿命。塑料内在的耐久性，使其在城市固体垃圾的比率升高，随意遗弃的塑料薄膜制品（如塑料袋、塑料包装、一次性塑料用品、地膜等）更是长时间地污染着环境，逐渐成为白色污染。白色污染造成的生态灾难已经成为二十一世纪困扰人类生存与发展的重大难题之一。

为了减少白色污染，保护生态环境，可生物降解塑料的研究、开发和使用显得越来越重要和紧迫。常用的可生物降解塑料有聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己内酯（PCL）、聚乙烯醇（PVA）、聚-β-羟基丁酸酯（PHB）、聚羟基烷酸酯（PHA）、二氧化碳共聚物、脂肪族芳香族共聚物等。虽然生物可降解塑料具有以下优点：（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，可生物降解塑料仍然存在以下缺点：（1）可生物降解塑料的成本偏高，例如用β-羟基丁酸聚合PHB，因其反应机理复杂，反应条件苛刻，PHB较普通塑料价格高四十多倍。即使工业化规模生产的PBS，其价格也比普通塑料高4～6倍。（2）可生物降解塑料的物理力学性能差，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，影响了其应用范围。

如何使普通塑料的内在寿命和使用寿命有效地结合起来，使不能生物降解的塑料在使用后获得生物降解性能，是人类既能继续使用廉价、轻质、高比强度、卫生的塑料制品，又能避免白色污染的关键。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能引发多重降解性能的环保改性高分子新材料及其制备方法。在生产聚乙烯薄膜类塑料制品时，通过加入该种材料，能使非生物降解的塑料制品获得生物降解性能，成为能在自然环境下降解的生物降解塑料制品。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种引发多重降解的环保改性高分子新材料，各组分及其组分的重量百分比为：8%-15%的热氧化降解剂，6%-10%的光热氧化降解剂，7%-20%的无机填料，以及55%-79%的低密度聚乙烯。

进一步地，各组分及其组分的重量百分比为：8%的热氧化降解剂，6%的光热氧化降解剂，7%的无机填料，以及79%的低密度聚乙烯。

进一步地，各组分及其组分的重量百分比为：15%的热氧化降解剂，10%的光热氧化降解剂，20%的无机填料，以及55%的低密度聚乙烯。

进一步地，各组分及其组分的重量百分比为：12%的热氧化降解剂，7%的光热氧化降解剂，13%的无机填料，以及68%的低密度聚乙烯。

进一步地，所述热氧化降解剂为含有铁、锰、钴、铜、铈、镧、镨等金属元素的有机化合物或氧化物。

进一步地，所述热氧化降解剂为硬脂酸铁（锰、钴、铜、铈、镧、镨）、月桂酸铁（锰、钴、铜、铈、镧、镨）、辛酸铁（锰、钴、铜、铈、镧、镨），硫代氨基甲酸铁（铈、镧、镨）、硫代磷酸铁（铈、镧、镨）中的一种或多种。

进一步地，所述光热氧化降解剂为二氧化钛，正辛基（正辛酰基、十一烯酰基）二茂铁、氯化铁、聚异丁烯、乙酰丙酮镍（锌、铁、钴）、蒽醌、亚硝酰氯、硬脂酸、十八烷醇、十八烯醇、十二烷基苯中的一种或多种。

进一步地，所述二氧化钛为未经处理的锐钛型二氧化钛、或经少量胺类或醇胺类包覆的锐钛型二氧化钛。

进一步地，所述的引发多重降解的环保改性高分子新材料在制备塑料制品中的应用，其中所述改性高分子新材料在塑料制品中的掺量为重量百分比2%-30%。

本发明还提供了引发多重降解的环保改性高分子新材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照配比将热氧化降解剂、光热氧化降解剂、无机填料，以及低密度聚乙烯分别干燥；

（2）将步骤（1）中干燥后的各物料投入到高速高剪切混料设备中，其中，高剪切搅拌机的转速为750rpm，温度为85℃，混合时间为10min；