[发明专利]一种可光降解的聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料领域，具体公开了一种可光降解的聚丙烯材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯树脂100～120份，光降解剂0.1～1份，该光降解剂为桐酸铁。桐酸铁中含有三个共轭双键，铁离子作为光敏剂，桐酸铁可以吸收大部分短波长的紫外光且吸收能力突出，从而使得桐酸能从光照中吸收足够多的能量，当桐酸铁获取足够能量后激发铁离子形成激发态，激发态的铁离子与聚丙烯作用来促使聚丙烯产生大量自由基，通过产生的自由基会促进聚丙烯的降解速率。激发态的铁离子在促进聚丙烯产生自由基后会回归铁离子的常规态，继续与桐酸协同作用吸收紫外光，循环进行，通过级联反应不断地促使聚丙烯形成新的自由基，使得聚丙烯的光降解速率得到极大提升。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种可光降解的聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种通用的高分子材料，产耗量仅次于聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)的热塑性材料。聚丙烯具有比重小、耐热性能好、机械性能高、电绝缘性好、化学性能稳定，易于加工成塑料制品、合成纤维、合成橡胶等优点。但近年来，随着塑料用量的日益增多，由塑料废旧制品造成的环境污染，引起越来越多的国家和政府关注。聚丙烯作为生产产量非常高的塑料之一，如何合理的处理聚丙烯塑料制品已经成为一个重要的课题。其中，设计合理的聚丙烯塑料配方，使聚丙烯材料可在使用之后通过光降解，生物降解等方法降解是一种减少废弃聚丙烯塑料制品环境污染的有效途径。

桐油是一种天然可降解可再生植物油。目前桐油主要在传统涂料、油墨领域得到应用，工艺繁琐；随着我国经济的迅速发展，对能源的需求量越来越大，能源供需矛盾日益显现，以油桐为主要的生物质能源作为替代能源将是我国的必然选择，因此，不断地拓展桐油新的应用领域，具有很重要的现实意义。

CN110527191A公开了一种无机降解可塑性母粒材料及其制备方法，其无机降解可塑性母粒材料组分如下：56-72％质量的碳酸钙矿粉；3-10％质量的聚乙烯；18-30％质量的聚丙烯；2-5％质量的玻璃纤维；以及3-5％质量的助剂，但该材料降解周期较长；含有玻璃纤维等非降解成分，不利于市场推广。

CN111218123A公开了一种可降解塑料薄膜添料极其制备方法，包括以下步骤：将3-8份硅油、20-30份气相法白炭黑和5-12份温石棉在65-85℃下搅拌两小时，再加入50-75份改性花生壳，10-35份改性淀粉，15-35份活性轻质碳酸钙和15-35份无规聚丙烯高速搅拌分散，但该方案制备工艺复杂，前处理步骤多，应用难度较大；同时石棉为非降解有害物，对环境易造成危害。

CN1332196公开了一种用于一次性医用器械的可降解材料，其主要成分为聚丙烯和光引发剂和光敏剂，其中，光引发剂为枸橼酸铁、戊二酮铁，光敏剂为六氯丙酮、苯乙酮，该方案可以实现生产和使用过程无毒、无污染，但其中试剂成本相对较高，制作相对复杂。

现有技术方案中，在可光降解聚丙烯材料的制备中普遍存在降解效率低或者成本高或者制备难度大等问题，如何选择易获得、易制取、环境友好、无毒害且对于聚丙烯材料降解效果显著的光降解添加剂是亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种可光降解的聚丙烯材料及其制备方法，本发明通过大量实验筛选出易制备且光降解效果显著的光降解添加剂，通过优选的光降解添加剂与聚丙烯混合制得的可光降解的聚丙烯材料，具备优异的光降解性能，其成本低，具备广泛是应用前景。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种可光降解的聚丙烯材料，包括以下重量份的原料：聚丙烯树脂100～120份，光降解剂0.1～1份，所述光降解剂为桐酸铁。

作为优选，所述聚丙烯树脂为粉状聚丙烯，所述聚丙烯树脂熔融指数为10～20g/10min。

作为优选，所述桐酸铁的制备方法为：

S1、将桐油、乙醇和氢氧化钠溶液于油锅中70-80℃温度下搅拌；