專利名稱：利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氨酯可降解塑料，尤其涉及ー種在聚氨酯合成物中添加五氧化ニ磷以使聚氨酯降解的利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料。
背景技術(shù)：
因其便利性而幾乎成為現(xiàn)代生活必需品的塑料，在自然狀態(tài)下幾乎不分解或即使分解也需經(jīng)過數(shù)百年的時(shí)間。進(jìn)來，隨著因廢棄至海陽的塑料所造成的海洋污染和因塑料廢棄物的増加所導(dǎo)致的垃圾處理問題成為嚴(yán)重的環(huán)境問題，作為解決方案可降解塑料受到人們的青睞。當(dāng)前開發(fā)出的分解性塑料分為通過光(主要是紫外線)分解的光分解性塑料 和通過微生物分解的可降解塑料兩種?？山到馑芰戏譃橐晕⑸锼a(chǎn)生的塑料(生物塑料)淀粉或纖維素等天然材料作為主要成分制造而成的塑料盒賦予分解性化學(xué)合成塑料。若將這些塑料買入地下或拋入海中，則被細(xì)菌、藻類、霉菌等存在于自然的微生物分解成為低分子化合物之后，最終變成水和ニ氧化碳或水和甲烷氣體。但是，現(xiàn)有技術(shù)的可降解塑料，因難以成型或成型而成的產(chǎn)品的物性太差，影響其實(shí)用性。另外，聚氨酯是在主鍵的重負(fù)單元中具有氨基鉀酸酯鍵(-NHC00)的高分子化合物的統(tǒng)稱，不僅耐磨性、耐藥性及耐溶劑型好，而且耐久性好，且對(duì)氧的穩(wěn)定性好，因此，廣泛用作聚氨酯泡沫、聚氨酯橡膠、膠粘劑、合成纖維、涂料等，而且，還可用于塑料的制造。一般而言，聚氨酯本身具有水解性和降解性等分解特性。但是，因其分解特性非常微弱，因此，在使用完聚氨酯產(chǎn)品廢棄之后，難以完全分解而部分分解，半永久性地存在或需要很長(zhǎng)的分解時(shí)間，從而成為環(huán)境污染的原因。因此，采取聚氨酯產(chǎn)品的循環(huán)利用方法或焚燒的方法，但焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，而循環(huán)利用方法不僅難以回收，而且，回收之后還需去除摻雜進(jìn)來的雜質(zhì)的過程。因此，需要廢棄之后快速分解的同吋，不改變聚氨酯特性的聚氨酯合成物，從而帶動(dòng)對(duì)具有良好的分解性的聚氨酯的各種研究。但是，雖然進(jìn)行各種研究，但現(xiàn)有技術(shù)的可降解聚氨酷，不僅分解速度慢，而且，常溫狀態(tài)下的物性極具下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料，其包含浸滲含磷的添加劑的可降解聚氨酯，因此，不僅產(chǎn)品的物性好，而且，可在短時(shí)間內(nèi)分解薄膜及塑料。本發(fā)明的另一目的在于，提供ー種利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料，其在合成聚氨酯時(shí)添加具有強(qiáng)氧化作用的五氧化ニ磷，以引起活躍的降解，而且，用天然油涂布添加劑，從而可直接將添加劑添加至聚氨酯的合成，且通過阻斷與空氣的接觸抑制水分引起的反應(yīng)，防止顏色的變化。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料，其特征在于包含浸滲含磷的添加劑的可降解聚氨酯，而上述添加劑含有五氧化ニ磷(P2O5)。
較佳地，上述添加劑可被天然油涂布。較佳地，上述添加劑可包含上述可降解聚氨酯的0. 4 0. 6重量％。較佳地，上述添加劑還可包括氫氧化鉀(KOH)。較佳地，上述可降解聚氨酯是將上述浸滲添加劑的I液型氨基鉀酸酯混合于氨基鉀酸酯樹脂制備而成的。較佳地，上述可降解聚氨酯可包含全部重量的30 60重量％。更佳地，可包含上述可降解聚氨酯35 45重量％，聚乳酸25 35重量％及脂肪 族聚酯25 35重量％。更佳地，可包含上述可降解聚氨酯45 55重量％，聚乳酸35 45重量％及脂肪族聚酯5 15重量％。較佳地，上述聚酯可降解塑料為薄膜形式。本發(fā)明的利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，包含浸滲含磷的添加劑的可降解聚氨酯，因此，不僅產(chǎn)品的物性好，而且，可在短時(shí)間內(nèi)分解薄膜及塑料。另外，本發(fā)明在合成聚氨酯時(shí)添加具有強(qiáng)氧化作用的五氧化二磷，以引起活躍的降解，而且，用天然油涂布添加劑，從而可直接將添加劑添加至聚氨酯的合成，且通過阻斷與空氣的接觸抑制水分引起的反應(yīng)，防止顏色的變化。


圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的利用添加劑的可降解聚氨酯薄膜及塑料的制造方法流程圖；圖2為將本發(fā)明一實(shí)施例的利用添加劑的可降解聚氨酯薄膜及塑料埋入土壤并經(jīng)過一周之后的狀態(tài)示意圖；圖3為將本發(fā)明一實(shí)施例的利用添加劑的可降解聚氨酯薄膜及塑料埋入土壤并經(jīng)過三周之后的狀態(tài)示意圖；圖4為將本發(fā)明一實(shí)施例的利用添加劑的可降解聚氨酯薄膜及塑料埋入土壤并經(jīng)過五周之后的狀態(tài)示意圖。*附圖標(biāo)記*SlOO :用天然油涂布添加劑的步驟S200 :將涂布的添加劑浸滲于I液型氨基鉀酸酯的步驟S300 :將I液型氨基鉀酸酯混合于氨基鉀酸酯樹脂制備可降解聚氨酯的步驟S400 :利用可降解聚氨酯制造聚氨酯可降解塑料的步驟。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。但是，在詳細(xì)說明本發(fā)明的過程中，若認(rèn)為對(duì)相關(guān)已公開功能或結(jié)構(gòu)的具體說明有礙于對(duì)本發(fā)明的理解，則將省略其詳細(xì)說明。另外，對(duì)起到類似的功能及作用的部分，在全部附圖中使用相同的標(biāo)記。另外，在全部說明書中，說某個(gè)部分與其他部分“連接”時(shí)，不僅包括“直接連接”的情況，而且，還包括其中間通過其他部件“間接連接”的情況。另外，說“包括”某個(gè)構(gòu)件時(shí)，除非有預(yù)期相反的記載，不是排出其他構(gòu)件，而是還可包括其他構(gòu)件。本發(fā)明的一實(shí)施例的利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料，包含浸滲含磷的添加劑的可降解聚氨酯，而添加劑可含有五氧化ニ磷(P2O5,phosphorus pentoxide)。五氧化ニ磷是磷酸的無水物，是在足夠的空氣或氧氣中燃燒時(shí)生成的白色結(jié)晶性粉末，用作強(qiáng)カ氧化劑。五氧化ニ磷的吸濕性很強(qiáng)，吸收空氣中水分的能力遠(yuǎn)大于濃硫酸或氯化鉀，因此，也用作干燥、脫水劑等。五氧化ニ磷是強(qiáng)氧化劑，因此，可以起到分解聚氨酯的作用。添加劑可以是被天然油涂布的。如上所述，在本發(fā)明中，包含于添加劑的五氧化ニ磷可起到強(qiáng)氧化作用，因此，可通過用油涂布表面防止氧化。尤其是，本發(fā)明涉及聚氨酯可降解塑料，因此，為了親環(huán)境，且為在聚氨酯降解時(shí)ー并分解或使用無害于環(huán)境的成分，從而使用天然油為宜。另外，添加劑還可包括氫氧化鉀(KOH)。若還包括氫氧化鉀，則具有可在更短時(shí)間內(nèi)有效分解高分子氨基鉀酸酯的效果。 添加劑可包含可降解聚氨酯的O. 4 O. 6重量％。若添加劑量超過0.6重量％而包含過多，則因聚氨酯的降解過快而導(dǎo)致流通時(shí)間過短的問題；相反，若添加劑的量少于O. 4重量％而包含過少，則不能有效降解聚氨酷，因此，較佳地，添加劑包含可降解聚氨酯的O. 4 O. 6重量％。另外，可降解聚氨酯可包含全部重量的30 60重量％。本發(fā)明ー實(shí)施例的利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料，可只包含可降解聚氨酯，但為了制造各種物性的塑料，提高價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力，可與現(xiàn)有技術(shù)的可降解塑料樹脂混合。此時(shí)，本發(fā)明的可降解聚氨酯包含混合的可降解塑料全部重量的30 60重量％左右，從而保持優(yōu)秀的降解性及物性。尤其是，本發(fā)明ー實(shí)施例的利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料，可將作為現(xiàn)有技術(shù)可降解塑料樹脂的聚乳酸(polylactic acid,PLA)及脂肪族聚酯等混合于本發(fā)明的可降解聚氨酯制造而成。聚乳酸雖然是可降解塑料樹脂，但在實(shí)際使用過程中，難以成型，成型時(shí)間長(zhǎng)，而且，制造出的塑料產(chǎn)品的物性不好。另外，脂肪族聚酯可完全降解且可用作日用品，但因熱變形溫度低，耐熱性不好，因此，制造出的塑料產(chǎn)品的運(yùn)輸及使用不方便，難以消毒及殺菌?？稍诒景l(fā)明提供的可降解聚氨酯中混合聚乳酸及脂肪族聚酯等制造聚氨酯可降解塑料，從而克服現(xiàn)有技術(shù)可降解樹脂中存在的問題，提高實(shí)用性及價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。具體而言，可包含可降解聚氨酯35 45重量％，聚乳酸25 35重量％及脂肪族聚酯25 35重量％。以上述混合比混合時(shí)，可制造出在實(shí)用性及價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力方面的性能得到提高的利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料。但是，為了制造具備各種物性的可降解塑料，也可包含可降解聚氨酯45 55重量％，聚乳酸35 45重量％及脂肪族聚酯5 15重量％。另外，本發(fā)明ー實(shí)施例的利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料可為薄膜形式。需要降解的塑料產(chǎn)品多為垃圾袋、塑料袋等由薄膜形式的塑料制造而成的產(chǎn)品，從而可將本發(fā)明ー實(shí)施例的利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料制作成薄膜形式以擴(kuò)大用途。圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的利用添加劑的可降解聚氨酯薄膜及塑料的制造方法流程圖。如圖I所示，本發(fā)明ー實(shí)施例的利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料的制造方法，包括以天然油涂布添加劑的步驟(SlOO);將涂布的添加劑浸滲于I液型氨基鉀酸酯的步驟(S200):將I液型氨基鉀酸酯混合于氨基鉀酸酯樹脂制備可降解聚氨酯的步驟(S300):及利用可降解聚氨酯制造聚氨酯可降解塑料的步驟(S400)。在SlOO步驟中，可用天然油涂布含有五氧化ニ磷的添加剤。因五氧化ニ磷具有強(qiáng)吸濕性且為酸性氧化物，因此，需用耐酸性容器密封保存。因此，難以將含有五氧化二磷的添加劑直接添加至聚氨酯，但因用天然油涂布阻斷其表面與外部的接觸，從而阻斷水分的影像，防止氧化。在S200步驟中，可將在SlOO步驟中涂布的添加劑浸滲于I液型基鉀酸酯。五氧化二磷可用作降解聚氨酯的分解劑，但因會(huì)跟水分進(jìn)行強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)，因此，不能單獨(dú)直接添加至聚氨酯中使用。但是，如在S200步驟中一樣，在分散力大的液體狀態(tài)的I液型氨基鉀酸酯中混合精涂布的添加劑，從而防止添加劑導(dǎo)致的氧化。液體狀態(tài)的I液型氨基甲酸酯中混合添加劑之后，可用固化劑制造浸滲添加的I液型氨基甲酸酯。在S300步驟中，將在S200步驟中浸滲添加劑的I液型氨基甲酸酯用粉碎機(jī)粉碎之后，與氨基甲酸酯樹脂混合制備可降解聚氨酯。添加劑可包含制備出的可降解聚氨酯的0. 4 0. 6重量％，而較佳地，包含0. 5重量％左右。若少于0. 4重量％，則不能充分降解聚氨酯，而若超過0.6重量％，則因降解過快而縮短產(chǎn)品使用所需的流通時(shí)間。

另外，S200步驟中的與I液型氨基甲酸酯混合的聚氨酯樹脂可以是具有各種多元醇分子量的聚氨酯樹脂，尤其可使用多元醇分子量為1000 6000的聚氨酯樹脂。此時(shí)所使用的異氰酸鹽可以是I I. 5摩爾比左右，尤其可以是亞甲基聯(lián)二苯二異氰酸鹽(Methylene diphenyl diisocyanate, MDI)。對(duì)本發(fā)明所使用的聚氨酯合成物更詳細(xì)說明如下對(duì)于100重量份聚氨酯合成物，包含異氰酸鹽10 15重量份,聚酯型多元醇88. 7 90重量份，乙二醇類I 3重量份，WAX0. 3 0. 5重量份，合成的聚氨酯類可塑性反應(yīng)物。此時(shí)，較佳地，所使用的異氰酸鹽類是從由萘-1，5- 二異氰酸鹽、2，4_甲苯異氰酸酯、2，6_甲苯異氰酸酯、環(huán)己二異氰酸鹽、異戊二烯二異氰酸鹽化合物構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種物質(zhì)的混合物.若二異氰酸鹽含量超過I I. 5摩爾以上，則降解性差，而若二異氰酸鹽的含量低于I I. 5摩爾，則因反應(yīng)性差，在聚氨酯合成過程中熔點(diǎn)低，難以加工。較佳地，聚酯型多元醇是從由己二酸(Adipic acid)、琥珀酸、酞酸、異酞酸、酞酸無水物構(gòu)成的組中選擇的一種或以上，使用從由乙醇類乙二醇、I，4- 丁二醇、I，6-己二醇、I，8-辛二醇、二乙二醇、丙二醇構(gòu)成的組中選擇一種或以上并根據(jù)分子量或物性合成的聚酯型多元醇，尤其是，為了調(diào)節(jié)分子量而使用己二酸和I，4- 丁二醇。乙二醇起到調(diào)節(jié)聚氨酯硬度的作用，較佳地，使用從1，4_ 丁二醇、乙二醇、二乙二醇中選擇的一種或兩種，WAX類使用H-WAX以在樹脂內(nèi)部起到潤(rùn)滑劑的作用。例如，若合成分子量為1000 3000的多元醇和MDI，則可制備具有硬度低至70 (A硬度)，作業(yè)溫度為185°C，拉伸強(qiáng)度為300kg/cm2，拉伸率為700%左右的機(jī)械物性的聚氨酯樹脂。另外，若合成分子量為3000 6000的多元醇和MDI，則可制備具有硬度為75 (A硬度)左右，作業(yè)溫度為190°C，拉伸強(qiáng)度為350kg/cm2，拉伸率為600%左右的機(jī)械物性的聚氨酯樹脂。即，為制造具備各種物性的可降解薄膜及塑料，在S300步驟中，可使用具備符合用途的物性的多元醇樹脂。在S400步驟中，將S300步驟中制備而成的可降解聚氨酯混合于現(xiàn)有技術(shù)的可降解塑料樹脂而制造出本發(fā)明一實(shí)施例的利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料?？梢?00%的在S300步驟中制備出的可降解聚氨酯制造聚氨酯可降解塑料，但為了制造各種物性的塑料，提高價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力，可與現(xiàn)有技術(shù)的可降解塑料樹脂混合。此時(shí)，可混合的可降解塑料樹脂由聚乳酸或脂肪族聚酷。下面，通過下述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，但這只是幫助理解本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。[實(shí)施例]將含五氧化ニ磷的添加劑用天然油涂布之后，將涂布的添加劑浸滲于液體狀態(tài)的I液型氨基甲酸酯中，并利用固化劑制備I液型氨基甲酸酷。此時(shí)，在添加劑中還包括氫氧化鉀(KOH)(實(shí)施例5)的情況下，也與只包括五氧化ニ磷的情況相同，將粉末狀態(tài)的氫氧化鉀用天然油涂布之后，與經(jīng)涂布的五氧化ニ磷一起浸滲于I液型氨基甲酸酷。粉碎I液型氨基甲酸酯之后，與一般的氨基甲酸酯樹脂混合，而在全部混合氨基甲酸酯樹脂中添加劑的比率如表I所示，且將其擠壓成型為薄膜形式而制造實(shí)施例I至實(shí)施例5的產(chǎn)品。根據(jù) JIS K7311規(guī)定測(cè)量所制造的薄膜的物性的結(jié)果如表I所示。表I
區(qū)分「買施例I |_實(shí)施例2 I實(shí)施例3 「買施例4 「買施例5
添加劑比率05I3505~
()KOH OOOO0.5
密度(g/cm3)1.171.181.20' 1.22' 1.23
Mt (kg/cm2)3450687173^
拉伸率(％)785760630605595
拉伸強(qiáng)度(kg/cm2)370410470485490
抗裂強(qiáng)度(kg/cm)78102122145175~如表I所示，利用本發(fā)明ー實(shí)施例的添加劑的聚氨酯可降解塑料，通過添加劑防止物性大幅降低，從而可用于各種領(lǐng)域。下面，通過下述實(shí)驗(yàn)例對(duì)本發(fā)明的效果進(jìn)行詳細(xì)的說明，但本發(fā)明的范圍不受下述實(shí)驗(yàn)例的任何限制。[實(shí)驗(yàn)例]通過埋入土壤的降解實(shí)驗(yàn)通過拍攝照片及測(cè)量物性分析將實(shí)施例I至實(shí)施例5的聚氨酯薄膜埋入土壌中之后發(fā)生降解的程度。圖2為將本發(fā)明ー實(shí)施例的利用添加劑的可降解聚氨酯薄膜及塑料埋入土壤并經(jīng)過一周之后的狀態(tài)示意圖；圖3為將本發(fā)明ー實(shí)施例的利用添加劑的可降解聚氨酯薄膜及塑料埋入土壌并經(jīng)過三周之后的狀態(tài)示意圖；圖4為將本發(fā)明ー實(shí)施例的利用添加劑的可降解聚氨酯薄膜及塑料埋入土壌并經(jīng)過五周之后的狀態(tài)示意圖。圖2至圖4的(a)至(e)各表示實(shí)施例I至5。如圖2至圖4所示，隨著時(shí)間的推移，各實(shí)施例的聚氨酯可降解塑料的厚度變薄，產(chǎn)生銅，分解為小塊，從而可確認(rèn)其被土壌中的微生物有效分解。尤其是，在添加劑比率高的實(shí)施例4和添加劑中還包括氫氧化鉀的實(shí)施例5中，降解更為活躍，從而形成大的洞或薄片組織分解成細(xì)塊。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本發(fā)明ー實(shí)施例的利用五氧化ニ磷的聚氨酯可降解塑料通過埋入土壤有效降解，從而非常環(huán)保。下表2表示通過上述實(shí)驗(yàn)埋入土壌并經(jīng)過三周之后各實(shí)施例的物性。從經(jīng)過四周之后，因試料樣品的物性明顯降低，無法通過儀器分析物性，因此，只表示經(jīng)過三周之后的物性。表2
區(qū)分實(shí)施例I~實(shí)施例2~實(shí)施例3~實(shí)施例4~實(shí)施例5~ 拉伸率(％ )350320270290250
拉伸強(qiáng)度(kg/cm2) 150170180185145
抗裂強(qiáng)度(kg/cm) " 3040353530如表2所示，利用本發(fā)明ー實(shí)施例的添加劑的可降解聚氨酯薄膜及塑料，在埋入土壌之后快速降解，從而較的表I的物性，拉伸率、拉伸強(qiáng)度、抗裂強(qiáng)度等物性明顯降低。上述實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而非限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改、變形或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，其特征在于 包含浸滲含磷的添加劑的可降解聚氨酯，而上述添加劑含有五氧化二磷(P2O5);上述添加劑被天然油涂布。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，其特征在于上述添加劑包含上述可降解聚氨酯的0. 4^0. 6重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，其特征在于上述添加劑還包括氫氧化鉀(KOH)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，其特征在于上述可降解聚氨酯是將上述浸滲添加劑的I液型氨基鉀酸酯混合于氨基鉀酸酯樹脂制備而成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，其特征在于上述可降解聚氨酯包含全部重量的30飛0重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，其特征在于包含上述可降解聚氨酯35 45重量％，聚乳酸25 35重量％及脂肪族聚酯25 35重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，其特征在于包含上述可降解聚氨酯45 55重量％，聚乳酸35 45重量％及脂肪族聚酯5 15重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7的任一項(xiàng)所述的利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，其特征在于上述聚酯可降解塑料為薄膜形式。
全文摘要
本發(fā)明提供利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，其包含浸滲含磷的添加劑的可降解聚氨酯，因此，不僅產(chǎn)品的物性好，而且，可在短時(shí)間內(nèi)分解薄膜及塑料。另外，本發(fā)明在合成聚氨酯時(shí)添加具有強(qiáng)氧化作用的五氧化二磷，以引起活躍的降解，而且，用天然油涂布添加劑，從而可直接將添加劑添加至聚氨酯的合成，且通過阻斷與空氣的接觸抑制水分引起的反應(yīng)，防止顏色的變化。
文檔編號(hào)C08K9/10GK102675855SQ20121003751
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者李仲燮, 車承憲, 鄭鎮(zhèn)云 申請(qǐng)人:東亞化工有限公司