CN102295830A - 一种卡片用完全生物降解材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卡片用可完全生物降解材料，包括如下重量含量的组分：聚羟基烷酸酯为50％～99％，改性剂为0～50％，填充剂为0～40％，其他助剂为0～10.5％。本发明通过对聚羟基烷酸酯配以适合的改性剂及其他助剂的方法对其进行改性，从而可以改善聚羟基烷酸酯的性能，以达到卡片使用的性能要求，并使其可以应用传统设备加工生产。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，特别涉及一种卡片用完全生物降解材料。
背景技术
随着经济的高速发展，很多工业垃圾的处理问题日益严重，不但在加重地球的负担，对自然环境的污染、危害也是非常的严重。随着金融、城市化的发展，卡在人们生活中已经成为不可或缺的东西，随着发卡量的逐渐增大，被废弃的卡片也越来越多。
目前市场上流通的卡片如银行卡、移动电话卡、其它各种IC卡等等主要是利用传统塑料生成，如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)等等石油基材料，这些材料不可降解，不易于回收再和利用，如果不及时回收就会对环境产生破坏和污染。但由于单张卡片体积和重量都比较小，从回收再利用的角度来看很难做到全面回收。从延长使用寿命角度看，随着卡片的推陈出新和丢弃的频率增大，也难以实现长期使用，因此选择可降解的基材是解决卡片污染最好的选择。
目前已经商品化的生物降解材料有PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基烷酸酯)、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PPC(聚碳酸酯)以及一些其它生物降解性材料，但这些材料的性能都不能完全符合生产这种卡片的性能要求。有的比较软，有的太脆，有的不耐温、并且表面硬度都达不到标准要求，且具有易划伤等缺陷。需要对上述材料进行改性，但目前尚无相关公开文献。
发明内容
本发明为克服上述技术缺陷，公开了一种性能良好的、加工性能稳定卡片用完全生物降解材料。
本发明的卡片用可完全生物降解材料，主要是以可完全生物降解材料聚羟基烷酸酯PHA作为主要降解成分，特别是以聚羟基丁酸酯PHB及其共聚物作为主要降解成分，再对其进行改性。
本发明的技术方案如下所述：一种卡片用完全生物降解材料，包括如下重量含量的组分，聚羟基烷酸酯为50％～99％，改性剂为0～50％，填充剂为0～40％，其他助剂为0～10.5％。
优选地，聚羟基烷酸酯为50％～80％，改性剂为10～35％，填充剂为5～40％，其他助剂为0～10.5％。
优选地，聚羟基烷酸酯为55％～75％，改性剂为15～35％，填充剂为5～25％，其他助剂为0.1～5％。
所述聚羟基烷酸酯是PHB或PHB的共聚物或PHB的共聚物的混合物或PHB与PHB的共聚物的混合物。
所述PHB的共聚物是聚3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯(P3HB4HB)或聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)或聚3-羟基丁酸-3-羟基己酸酯(PHBH)。其中，P3HB4HB的共聚单体4HB(4-羟基丁酸)、PHBV的共聚单体HV(3-羟基戊酸)、PHBHH的共聚单体HH(3-羟基己酸)摩尔含量为5％-15％。
所述改性剂是PLA或PBS或PLA和PBS的混合物。
所述填充剂为滑石粉、白云母、高岭土、白炭黑、碳酸钙、重晶石粉、二氧化硅中任意一种或多种混合物。
所述其他助剂为润滑剂、抗氧剂、热稳定剂、偶联剂、增塑剂、成核剂、扩链剂、着色剂中任意一种或多种混合物。
所述偶联剂0～0.5％、增塑剂0～5％、成核剂0～1％、扩链剂0～1％、着色剂0～1％，所述润滑剂、抗氧剂、热稳定剂含量共为0.1～2％，。
所述其他助剂至少包括润滑剂、抗氧剂、热稳定剂中两种或三种混合物。
上述助剂中，所述偶联剂可以选择是硅烷类偶联剂、铝酸酯类、酞酸酯或铝钛复合偶联剂，优选为硅烷偶联剂。所述增塑剂可以选择是甘油酯、柠檬酸酯、环氧大豆油、蓖麻油酯、聚乙二醇中任意一种或两种及两种以上混合物。所述成核剂可以选择是山梨醇或是二氧化硅、氮化硼、滑石粉、云母粉中的任意一种或两种及两种以上混合物。所述扩链剂是多元醇扩链剂如乙二醇或其他扩链剂，所述着色剂可以选择是是钛白粉、酞菁蓝、酞菁绿、柠檬黄、炭黑、大红等。
所述润滑剂可选择是白油、石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡中的一种或几种；
所述抗氧化剂可以选择为受阻酚类抗氧化剂或亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种或几种混合物，所述热稳定剂可选择为马来酸盐类、硫醇锡类、硬脂酸盐中的一种或几种混合物。
本发明的有益效果在于：本发明通过对聚羟基烷酸酯配以适合的改性剂及填充剂和其他助剂的方法对其进行改性，从而可以改善聚羟基烷酸酯的性能，以达到卡片使用的性能要求。特别是对聚羟基烷酸酯共聚物组分中单体含量进行限定，使得这种材料的性能更适应卡片的性能要求，并且使其可以应用传统设备加工生产。
具体实施方式
下面将通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
称量各组分，使得各组分的百分含量分别为：P3HB4HB(4HB摩尔含量为6％)76％，P3HB4HB(4HB摩尔含量12％)10％，滑石粉(1250目)5％，重晶石粉(3000目)5％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1％，钛白粉(锐钛)0.5％，β(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸季戊四醇酯0.1％，双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯0.2％，硬质酸钡0.3％，硬质酸锌0.2％，石蜡0.2％，芥酸酰胺0.4％，甘油酯2％。
在以上配方中首先将滑石粉和重晶石粉用γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行处理，然后再与其它材料进行混合进行塑化挤出造粒即可。
实施例2：
称量各组分，使得各组分的百分含量分别为：P3HB4HB(4HB摩尔含量10％)51％，白云母(1250目)12％，重晶石粉(3000目)5％，PLA 30％，钛白粉(锐钛)0.5％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2％，β(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸季戊四醇酯0.1％，双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯0.2％，硬质酸钡0.3％，硬质酸锌0.2％，石蜡0.2％，芥酸酰胺0.3％。
实施例3：
称量各组分，使得各组分的百分含量分别为：PHBV(HV摩尔含量10％)77％，P3HB4HB(4HB12％)10％，二氧化硅(6000目)10％，钛白粉(锐钛)0.5％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1％，β(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸季戊四醇酯0.1％，双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯0.2％，硬质酸钙0.3％，硬质酸锌0.2％，石蜡0.2％，氧化聚乙烯蜡0.4％，环氧大豆油1％。
实施例4：
称量各组分，使得各组分的百分含量分别为：P3HB4HB(4HB摩尔含量6％)75％，PLA10％，滑石粉13％，钛白粉(锐钛)0.5％，β(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸季戊四醇酯0.1％，双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯0.2％，硬质酸钙0.3％，硬质酸锌0.2％，石蜡0.2％，柠檬酸酯0.5％。
实施例5：
称量各组分，使得各组分的百分含量分别为：PHBH(HH摩尔含量5％)60％，PBS22％，滑石粉(1250目)10％，硫酸钡5％，钛白粉(锐钛)0.5％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.15％，β(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸季戊四醇酯0.1％，双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯0.2％，硬质酸钙0.3％，硬质酸锌0.2％，石蜡0.2％，柠檬酸酯1％，山梨醇0.2％、乙二醇0.15％。
实施例6：
称量各组分，使得各组分的百分含量分别为：P3HB4HB(4HB8％)58％，PBS10％，PLA15％，滑石粉(1250目)10％，硫酸钡4％，钛白粉(锐钛)0.5％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.15％，β(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸季戊四醇酯0.1％，双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯0.2％，硬质酸钙0.3％，硬质酸锌0.2％，石蜡0.2％，柠檬酸酯1％，山梨醇0.2％、乙二醇0.15％。
对上述实施例1-6制备的卡片用完全生物降解材料的性能进行测试，材料的的拉伸强度30～40MPa、断裂伸长率25～120％、弯曲强度30～55PMPa、弯曲模量1200～2200MPa、简支梁缺口冲击4～20KJ/m2、维卡软化点95～110℃。
本发明通过对聚羟基烷酸酯配以适合的改性剂及填充剂和其他助剂的方法对其进行改性，从而可以改善聚羟基烷酸酯的性能，以达到卡片使用的各项性能要求，特别是维卡软化点达95℃以上，改善了一般卡基材料低维卡软化温度的不足。特别是对聚羟基烷酸酯共聚物组分中单体含量进行限定，使得这种材料的性能更适应卡片的性能要求，并且使其可以应用传统设备加工生产。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种卡片用完全生物降解材料，其特征在于：包括如下重量含量的组分，聚羟基烷酸酯为50％～99％，改性剂为0～50％，填充剂为0～40％，其他助剂为0～10.5％。
2.如权利要求1所述的卡片用完全生物降解材料，其特征在于：聚羟基烷酸酯为50％～80％，改性剂为10～35％，填充剂为5～40％，其他助剂为0～10.5％。
3.如权利要求2所述的卡片用完全生物降解材料，其特征在于：聚羟基烷酸酯为55％～75％，改性剂为15～35％，填充剂为5～25％，其他助剂为0.1～5％。
4.如权利要求1所述的卡片用完全生物降解材料，其特征在于：所述聚羟基烷酸酯是PHB或PHB的共聚物或PHB的共聚物中多种混合物或PHB与PHB的共聚物的混合物。
5.如权利要求4所述的卡片用完全生物降解材料，其特征在于：所述PHB的共聚物是P3HB4HB或PHBV或PHBH，其中P3HB4HB的共聚单体4HB、PHBV的共聚单体HV、PHBH的共聚单体HH摩尔含量为5％-15％。
6.如权利要求1所述的卡片用完全生物降解材料，其特征在于：所述改性剂是PLA或PBS或PLA和PBS的混合物。
7.如权利要求1所述的卡片用完全生物降解材料，其特征在于：所述填充剂为滑石粉、白云母、高岭土、白炭黑、碳酸钙、重晶石粉、二氧化硅中任意一种或多种混合物。
8.如权利要求1所述的卡片用完全生物降解材料，其特征在于：所述其他助剂为润滑剂、抗氧剂、热稳定剂、偶联剂、增塑剂、成核剂、扩链剂、着色剂中任意一种或多种混合物。
9.如权利要求8所述的卡片用完全生物降解材料，其特征在于：所述其他助剂至少包括润滑剂、抗氧剂、热稳定剂中两种或三种混合物。
10.如权利要求8所述的卡片用完全生物降解材料，其特征在于：所述偶联剂为0～0.5％、增塑剂为0～5％、成核剂为0～1％、扩链剂为0～1％、着色剂为0～1％，所述润滑剂、抗氧剂、热稳定剂含量共为0.1～2％。
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