[发明专利]全生物降解TPU材料及其制备方法，及其制成的手机壳

说明书

本申请提供一种全生物降解TPU材料及其制备方法，及其制成的手机壳，其中全生物降解TPU材料，以重量份计，制备原料包括：TPU 75～100份、生物降解剂0.1～10份、载体树脂1～10份和色粉0～5份，生物降解剂包括生物膨胀剂、谷氨酸组合物和生物酶，生物膨胀剂、谷氨酸组合物和生物酶的重量比为0.01～5:0.01～5:1，谷氨酸组合物包含谷氨酸、戊二酸和聚乳酸。与现有技术相比，本申请提供的全生物降解TPU材料，在TPU材料的基础上添加载体树脂，载体树脂有利于各个组份的均匀混合，可加快全生物降解TPU的生物降解，同时还可提高TPU的耐磨性。TPU在生物降解剂的作用下可以发生生物降解，此降解方式速度快，且降解率高，具有很高的社会效益和经济效益。

技术领域

本申请属于TPU材料技术领域，具体涉及一种全生物降解TPU材料及其制备方法，及其制成的手机壳。

背景技术

近年来，全球智能手机用户规模迅速壮大。根据IDC的统计数据，2017年，全球智能手机用户数量为36.66亿台，年均增长率为13.0％。2018年，全球智能手机用户数量还将稳步上升，在这其中，中国为当之无愧的用户大国，其智能手机用户数量将达到13亿人次，位居全球第一，而位列第二的同样是人口大国印度，其智能手机用户人数则是5.3亿。近几年来，包括苹果在内的手机制造商纷纷把战略重心转移到了印度，希望能够开拓其中低端手机市场。美国则排在第三名，其智能手机用户为2.29亿人次。因为手机数量的急剧上升，配套产品的市场的需求也一并成长，如，手机壳作为一种保护和装饰作用的配套产品而横空出世，其中，TPU手机壳因为其加工性能及材料的优越性，成为了一种普遍的手机配套产品。

TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。它硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油、弹性好。聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类，聚氨酯弹性体的硬度范围很宽，性能范围很宽。可加热塑化，化学结构上没有或很少交联，其分子基本是线性的，然而却存在一定的物理交联。TPU材料的性能类似于橡胶，但是又能够像塑料一样进行加工，因而TPU是介于橡胶和塑料的一类高分子材料，其也属于难降解的物质。虽然通过热氧降解、水解、光降解等化学降解方式可对TPU制品进行降解处理，但是化学降解方式都存在条件苛刻、降解时间长的问题。按市场份额的40％估算，一年约生产及销售5200万只TPU手机壳，这些手机壳废弃物为城市固废处理提供了很大的压力，所以提供一种可回收全生物降解的手机壳，成为了一种新的环保风向标。

申请内容

基于上述问题，本申请的目的在于提供一种全生物降解TPU材料及其制备方法，及其制成手机壳，其降解速度快、降解率高，也不会产生污染源。

为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种全生物降解TPU材料，以重量份计，制备原料包括：TPU 75～100份、生物降解剂0.1～10份、载体树脂1～10份和色粉0～5份，所述生物降解剂包括生物膨胀剂、谷氨酸组合物和生物酶，所述生物膨胀剂、所述谷氨酸组合物和所述生物酶的重量比为0.01～5:0.01～5:1，所述谷氨酸组合物包含谷氨酸、戊二酸和聚乳酸。

与现有技术相比，本申请提供的全生物降解TPU材料，在TPU材料的基础上添加载体树脂，载体树脂有利于各个组份的均匀混合，可加快全生物降解TPU的生物降解，同时还可提高TPU的耐磨性。TPU在生物降解剂的作用下可以发生生物降解，此降解方式速度快，且降解率高，具有很高的社会效益和经济效益。具体的，当将TPU材料在厌氧条件中或者进行填埋后，其中含有的谷氨酸组合物和生物酶能够吸引土壤中的微生物附着于全生物降解TPU材料，当材料周围的微生物达到一定数量时，周围的pH值会受微生物影响，将周围的氧转化为二氧化碳和水。随着填埋后土壤温度的升高，材料内部的生物膨胀剂受外部条件影响，使材料中分子变大，分子外层越来越薄，与此同时，微生物菌群汲取材料中的谷氨酸组合物以及生物酶为养分，分泌出的酶或酸性物质将大分子逐渐分解为小分子，直至降解过程结束。