本发明涉及塑料制品领域，具体涉及一种环保可降解塑料及其制备方法。
背景技术：
：塑料作为人工合成的高分子材料，由于它具有很好的成型、成膜性、绝缘性、耐酸碱、耐腐蚀性、低透气以及易于着色、外观鲜艳等特点，广泛用于家电产品、汽车、家具、包装用品、农用薄膜等许多方面，塑料的大量使用，产生了许多无法回收的一次性塑料废弃品，造成了日益严重的“白色污染”，如地下水体污染和土壤污染，动植物资源被破坏，严重威胁着人类的生存和健康。目前对于塑料的生产也逐步向制备一种可降解、环保的方向靠拢。传统的高分子树脂由于其本身性质难以为微生物所降解，即不会腐烂霉变，继而导致长时间留存于现有生活当中；因此，塑料垃圾袋污染问题日趋严重，引起了全世界广泛性的关注，现有技术在不能被微生物降解的高分子树脂材料中加入一定比例的、能为微生物所降解的天然高分子材料，如淀粉、纤维素、蛋白质、甲壳质等，所制得的产品就可以被微生物所降解，但是通过此技术制备所得的塑料力学性能较差，成本较高，难以实现推广和工业化。因此，研究一种制备工艺简单，成本较低，力学性能强的可降解塑料成为了本领域技术人员关注的焦点。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种环保可降解塑料，按重量份计，其制备原料至少包括：树脂40-60份、填料5-10份、稳定剂1-3份、偶联剂2-7份、润滑剂2-4份、抗菌剂1-3份。作为本发明一种优选的技术方案，所述树脂选自聚乳酸、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚四氟乙烯、酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂中的一种或多种。作为本发明一种优选的技术方案，所述树脂为聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的组合，其中聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的质量比为1：(1-4)：(0.5-2.5)。作为本发明一种优选的技术方案，所述填料选自轻质碳酸钙、硅灰石粉、滑石粉、硫酸钡、叶腊石粉、高岭土、粉煤灰、碳化硅、氮化硼、氧化铝中的一种或多种。作为本发明一种优选的技术方案，所述稳定剂选自苯甲酸、月桂酸镉、月桂酸锌中的一种或多种。作为本发明一种优选的技术方案，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的一种或多种。作为本发明一种优选的技术方案，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的组合，其中异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的质量比为1：(0.5-2)。作为本发明一种优选的技术方案，所述润滑剂选自硬脂酸铝、硬脂酸、硬脂酸锂、氧化聚乙烯、硬脂酸铅、硬脂酸锌、硬脂酸丁酯、聚乙烯蜡中的一种或多种。作为本发明一种优选的技术方案，所述植物淀粉选自米淀粉、糯米淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、山药淀粉、绿豆淀粉、蚕豆淀粉中的一种或多种。本发明的第二个方面提供了环保可降解塑料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：将树脂、填料、稳定剂、偶联剂、润滑剂、抗菌剂混合造粒后吹膜成型，即得。有益效果：本发明提供了一种环保可降解塑料及其制备方法，通过采用聚乳酸、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、填料、稳定剂、偶联剂、润滑剂、植物淀粉之间特定的比例和物质选择，使得制备得到的塑料在实际使用过程中无污染，绿色环保，还具有良好的降解性，降解周期较短，响应社会保护环境的号召；此外，本发明制备得到的塑料还具有良好的力学性能，大大降低了塑料在使用时易破损的概率，提高了塑料使用寿命和使用性能；最后，本发明的制备工艺简单，成本较低，具有很高的现实意义，值得推广。具体实施方式参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种环保可降解塑料，按重量份计，其制备原料至少包括：树脂40-60份、填料5-10份、稳定剂1-3份、偶联剂2-7份、润滑剂2-4份、植物淀粉20-30份。在一种更优选的实施方式中，本发明所述环保可降解塑料，按重量份计，其制备原料至少包括：树脂45-55份、填料6-8份、稳定剂1.5-2.5份、偶联剂3-5份、润滑剂2.5-3.5份、植物淀粉22-28份。在一种最优选的实施方式中，本发明所述环保可降解塑料，按重量份计，其制备原料至少包括：树脂50份、填料7份、稳定剂2份、偶联剂4份、润滑剂3份、植物淀粉25份。树脂本发明所述树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。本发明中，可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂。在一种优选的实施方式中，本发明所述树脂选自聚乳酸、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚四氟乙烯、酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂中的一种或多种。在一种更优选的实施方式中，本发明所述树脂为聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的组合，其中聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的质量比为1：(1-4)：(0.5-2.5)。在一种更优选的实施方式中，本发明所述树脂为聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的组合，其中聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的质量比为1：(2-3)：(1-2)。在一种最优选的实施方式中，本发明所述树脂为聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的组合，其中聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的质量比为1：2.6：1.5。本发明所述聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯无臭、无毒、手感似蜡，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀。在一种优选的实施方式中，本发明所述聚乙烯为低密度聚乙烯可通过商购得到，厂家包括但不限于中国石化集团茂名石油化工公司，型号为m2607f。在一种优选的实施方式中，本发明所述聚丙烯树脂可通过商购得到，厂家包括但不限于中国石化集团茂名石油化工公司，型号为ep3t56f-m。在一种优选的实施方式中，本发明所述聚乳酸可通过商购得到，其厂家包括但不限于浙江海正生物材料股份有限公司，牌号为revode190。填料本发明所述填料泛指被填充于其他物体中的物料；在化工产品中，填料又称填充剂，是指用以改善加工性能、制品力学性能、降低成本的固体物料。在一种优选的实施方式中，本发明所述填料选自轻质碳酸钙、硅灰石粉、滑石粉、硫酸钡、叶腊石粉、高岭土、粉煤灰、碳化硅、氮化硼、氧化铝中的一种或多种。在一种优选的实施方式中，本发明所述填料为轻质碳酸钙和滑石粉，其中轻质碳酸钙和滑石粉的质量比为1：(1-3)。在一种最优选的实施方式中，本发明所述填料为轻质碳酸钙和滑石粉，其中轻质碳酸钙和滑石粉的质量比为1：2。在一种优选的实施方式中，本发明所述滑石粉的粒径为1250-3000目。在一种最优选的实施方式中，本发明所述滑石粉的粒径为2000目，可通过商购得到，厂家包括但不限于江苏亿丰粉体原料有限公司，型号为yf-888。在一种优选的实施方式中，本发明所述轻质碳酸钙的粒径为800-2000目。在一种最优选的实施方式中，本发明所述轻质碳酸钙的粒径为1250目，可通过商购得到，厂家包括但不限于九江汇容新材料有限公司。稳定剂本发明所述稳定剂主要是指保持高聚物塑料、橡胶、合成纤维等稳定，防止其分解、老化的试剂。在一种优选的实施方式中，本发明所述稳定剂选自苯甲酸、月桂酸镉、月桂酸锌中的一种或多种。在一种最优选的实施方式中，本发明所述稳定剂为月桂酸锌。偶联剂本发明所述偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。在一种优选的实施方式中，本发明所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的一种或多种。作为硅烷偶联剂的实例，可以列举的有：乙烯基三氯硅烷、丙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基硅烷)、γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-乙二氨基三乙氧基硅烷、乙二氨甲基三乙氧基硅烷。作为钛酸酯类偶联剂的实例，可以列举的有：异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛、二(二辛基焦磷酰基)乙撑钛酸酯、异丙基二(甲基丙烯酰基)异硬脂酰基钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯。在一种优选的实施方式中，本发明所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(cas：919-30-2)和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯(cas：61417-55-8)的组合，其中γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的质量比为1：(0.5-2)。在一种最优选的实施方式中，本发明所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的组合，其中γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的质量比为1：(1-1.8)。在一种更优选的实施方式中，本发明所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的组合，其中γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的质量比为1：1.5。润滑剂本发明所述润滑剂用以降低摩擦副的摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质。润滑剂对摩擦副还能起冷却、清洗和防止污染等作用。为了改善润滑性能，在某些润滑剂中可加入合适的添加剂。选用润滑剂时，一般须考虑摩擦副的运动情况、材料、表面粗糙度、工作环境和工作条件，以及润滑剂的性能等多方面因素。在一种优选的实施方式中，本发明所述润滑剂选自硬脂酸铝、硬脂酸、硬脂酸锂、氧化聚乙烯、硬脂酸铅、硬脂酸锌、硬脂酸丁酯、聚乙烯蜡中的一种或多种。在一种更优选的实施方式中，本发明所述润滑剂为硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的组合，其中硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的质量比为1：(3-6)。在一种更优选的实施方式中，本发明所述润滑剂为硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的组合，其中硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的质量比为1：(3.5-5.5)。在一种最优选的实施方式中，本发明所述润滑剂为硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的组合，其中硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的质量比为1：4。植物淀粉本发明所述植物淀粉是指能食用或工业用的富含淀粉及其他糖类的植物，淀粉是植物体内贮藏的高分子碳水化合物，它可以分解成葡萄糖、麦芽糖等成分。在一种优选的实施方式中，本发明所述植物淀粉选自米淀粉、糯米淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、山药淀粉、绿豆淀粉、蚕豆淀粉中的一种或多种。在一种更优选的实施方式中，本发明所述植物淀粉为马铃薯淀粉和小麦淀粉的组合，其中马铃薯淀粉和小麦淀粉的质量比为1：(1.3-3.2)。在一种更优选的实施方式中，本发明所述植物淀粉为马铃薯淀粉和小麦淀粉的组合，其中马铃薯淀粉和小麦淀粉的质量比为1：1.6。本申请的发明人在实验中发现，通过采用聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯复配，并合理有效地控制其质量比，结合植物淀粉，提高了塑料制品的可降解性，避免了环境污染；进一步添加轻质碳酸钙和滑石粉，通过调控二者的粒径和比例，能够显著提高塑料制品的刚性、表面硬度、尺寸稳定性和抗冲击强度，还有助于提高高分子材料的成核结晶性；但是填料在高分子体系中的分散性较差，通过实验发现，当本发明选用长碳链的钛酸酯偶联剂与氨基硅烷偶联剂复配后，分散性得到改善，其可能原因是由于，偶联剂可有效降低填料的表面能，提高无机材料在高分子材料中的分散能力，降低了填充体系的粘度，增加了填充量，进一步降低了成本，尤其是偶联剂与填料的比例控制在(2-7)：(5-10)范围内，填料的分散效果最佳；此外，长碳链的分子结构还可与聚合物分子发生化学交联或物理缠绕，最终把无机材料和聚合物很好的结合起来，提高了材料的拉伸强度、伸长率和冲击强度，但是偶联剂的含量过多，容易引起塑料制品表现凹凸不平滑，当本发明控制γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的质量比为1：(0.5-2)时，塑料制品的光滑度和表面效果较好。本发明的第二个方面提供了一种环保可降解塑料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：将树脂、填料、稳定剂、偶联剂、润滑剂、抗菌剂混合造粒后吹膜成型，即得。实施例实施例1实施例1提供了一种环保可降解塑料，按重量份计，其制备原料包括树脂50份、填料7份、稳定剂2份、偶联剂4份、润滑剂3份、植物淀粉25份。所述树脂为聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的组合，其中聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的质量比为1：2.6：1.5。所述聚乙烯为低密度聚乙烯，厂家为中国石化集团茂名石油化工公司，型号为m2607f。所述聚丙烯树脂购买厂家为中国石化集团茂名石油化工公司，型号为ep3t56f-m。所述聚乳酸购买厂家为浙江海正生物材料股份有限公司，牌号为revode190。所述填料为轻质碳酸钙和滑石粉，其中轻质碳酸钙和滑石粉的质量比为1：2。所述轻质碳酸钙的粒径为1250目。所述滑石粉的粒径为2000目。所述稳定剂为月桂酸锌。所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的组合，其中γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的质量比为1：1.5。所述润滑剂为硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的组合，其中硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的质量比为1：4。所述植物淀粉为马铃薯淀粉和小麦淀粉的组合，其中马铃薯淀粉和小麦淀粉的质量比为1：1.6。实施例2实施例2提供了一种环保可降解塑料，按重量份计，其制备原料包括树脂40份、填料5份、稳定剂1份、偶联剂2份、润滑剂2份、植物淀粉20份。所述树脂为聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的组合，其中聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的质量比为1：2.6：1.5。所述聚乙烯为低密度聚乙烯，厂家为中国石化集团茂名石油化工公司，型号为m2607f。所述聚丙烯树脂购买厂家为中国石化集团茂名石油化工公司，型号为ep3t56f-m。所述聚乳酸购买厂家为浙江海正生物材料股份有限公司，牌号为revode190。所述填料为轻质碳酸钙和滑石粉，其中轻质碳酸钙和滑石粉的质量比为1：2。所述轻质碳酸钙的粒径为1250目。所述滑石粉的粒径为2000目。所述稳定剂为月桂酸锌。所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的组合，其中γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的质量比为1：1.5。所述润滑剂为硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的组合，其中硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的质量比为1：4。所述植物淀粉为马铃薯淀粉和小麦淀粉的组合，其中马铃薯淀粉和小麦淀粉的质量比为1：1.6。实施例3实施例3提供了一种环保可降解塑料，按重量份计，其制备原料包括树脂60份、填料10份、稳定剂3份、偶联剂7份、润滑剂4份、植物淀粉30份。所述树脂为聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的组合，其中聚乳酸、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的质量比为1：2.6：1.5。所述聚乙烯为低密度聚乙烯，厂家为中国石化集团茂名石油化工公司，型号为m2607f。所述聚丙烯树脂购买厂家为中国石化集团茂名石油化工公司，型号为ep3t56f-m。所述聚乳酸购买厂家为浙江海正生物材料股份有限公司，牌号为revode190。所述填料为轻质碳酸钙和滑石粉，其中轻质碳酸钙和滑石粉的质量比为1：2。所述轻质碳酸钙的粒径为1250目。所述滑石粉的粒径为2000目。所述稳定剂为月桂酸锌。所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的组合，其中γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的质量比为1：1.5。所述润滑剂为硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的组合，其中硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡的质量比为1：4。所述植物淀粉为马铃薯淀粉和小麦淀粉的组合，其中马铃薯淀粉和小麦淀粉的质量比为1：1.6。实施例4实施例4与实施例1类似，不同之处在于，所述偶联剂为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯。实施例5实施例5与实施例1类似，不同之处在于，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。实施例6实施例6与实施例1类似，不同之处在于，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的组合，其中γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的质量比为1：0.1。实施例7实施例7与实施例1类似，不同之处在于，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的组合，其中γ-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯的质量比为1：3。实施例8实施例8与实施例1类似，不同之处在于，所述轻质碳酸钙的粒径为2000目。实施例9实施例9与实施例1类似，不同之处在于，所述滑石粉的粒径为800目。实施例10实施例10与实施例1类似，不同之处在于，所述填料为轻质碳酸钙和滑石粉，其中轻质碳酸钙和滑石粉的质量比为1：0.5。实施例11实施例11与实施例1类似，不同之处在于，所述填料为轻质碳酸钙和滑石粉，其中轻质碳酸钙和滑石粉的质量比为1：4。性能评价根据gb/t1040.3-2006测试实施例1-11所制备的环保可降解塑料的拉伸性能，其结果如下表1所示。表1断裂伸长率/％拉伸强度/n/mm2断裂强度/n/mm2实施例1420.54.34.5实施例24154.04.2实施例34134.14.0实施例43202.63.0实施例53152.42.6实施例63753.43.0实施例73803.23.1实施例83292.82.9实施例93252.72.8实施例104053.83.7实施例114013.63.4前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。当前第1页12