[发明专利]一种生物基全降解塑料母料、其制备方法和应用

说明书

本申请提供了一种生物基全降解塑料母料、其制备方法和应用，该生物基全降解塑料母料由混合料通过挤出造粒制得，所述混合料包括：憎水改性淀粉、基体树脂、氧化降解添加剂和生物降解助剂；所述憎水改性淀粉与基体树脂的质量比为(60～80)：(20～40)；所述氧化降解添加剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～20％；所述生物降解助剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～10％。本发明改性淀粉具有明显憎水性，可提高淀粉与要降解的塑料聚合物的相容性，从而提高降解塑料中的生物质碳含量，有效降低生产加工成本。本发明生物基母料中添加氧化降解添加剂和生物降解助剂，具有多重降解作用，优于现有淀粉母料，应用广泛。

技术领域

本发明涉及淀粉母料技术领域，尤其涉及一种生物基全降解塑料母料、其制备方法和应用。

背景技术

随着塑料用量的不断增大，废弃塑料也日益增多，特别是地膜、一次性餐盒等塑料产品的使用对环境造成了严重的污染问题。为解决塑料废弃物对环境的污染问题，生物降解塑料得到了广泛的研究。从降解机理来说，当前研究的生物降解塑料主要分为可完全生物降解塑料和不完全生物降解塑料。可完全生物降解塑料为最终分解成水和二氧化碳等无机物的高分子材料，但是这类降解塑料存在加工困难、耐水性差和加工成本较高等问题，目前难以产业化推广和应用。而不完全生物降解塑料主要是指在通用塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等中，通过共混或接枝混入一定量的(10％～30％)具有生物降解性的物质。

当前，淀粉基塑料已成为降解塑料中发展得较快、产量较大的一种。因为淀粉具有如下优势：相对于石油树脂，淀粉价格便宜，能从一定程度上降低塑料的成本；淀粉含量高的农作物，如玉米、马铃薯等产量非常丰富，且它们可再生。淀粉在各种环境中都具备完全的生物降解能力，塑料中的淀粉分子降解或灰化后，形成二氧化碳和水，不会对土壤或空气产生污染。总之，淀粉基降解塑料能有效地解决塑料废弃物对环境的污染，是今后塑料发展的方向之一。

淀粉填充型塑料也被称为生物破坏型塑料,主要是指淀粉作为填充剂,与PE、PP等通用塑料共混；最早的淀粉填充型塑料使用原淀粉与通用塑料共混。随着研究的不断深入，研究者开始将淀粉改性后与增容剂及助容剂等共混制成淀粉母料，再与通用塑料共混。淀粉填充型塑料中的淀粉添加量一般在30％左右，制造成本较高。并且，其中淀粉母料混入了塑料，其降解性也有待进一步改进。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种生物基全降解塑料母料、其制备方法和应用，本发明提供的生物基母料具有更好的降解性能，应用于塑料制品中可实现塑料的完全降解，并且生产加工成本较低，易于推广和应用。

本发明提供一种生物基全降解塑料母料，由混合料通过挤出造粒制得，所述混合料包括：憎水改性淀粉、基体树脂、氧化降解添加剂和生物降解助剂；

所述憎水改性淀粉与基体树脂的质量比为(60～80)：(20～40)；所述氧化降解添加剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～20％；所述生物降解助剂的质量占憎水改性淀粉和基体树脂总质量的1～10％。

优选地，所述基体树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的一种或多种。

优选地，所述憎水改性淀粉由原淀粉与改性剂反应制得，所述改性剂选自金属脂肪酸盐、脂肪酸和金属酸酯中的一种或多种。

优选地，所述原淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉和红薯淀粉中的一种或多种。

优选地，所述氧化降解添加剂由包括纳米过渡金属无机物、过渡金属盐和塑料基体的物料制成。

优选地，所述生物降解助剂选自多元有机酸。进一步优选地，所述生物降解助剂选自1,3-丙二胺四乙酸(PDTA)、柠檬酸、乳酸、琥珀酸、富马酸、苹果酸、奎宁酸和草酸中的一种或几种。

本发明提供一种生物基全降解塑料母料的制备方法，包括以下步骤：