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土壤植物可堆肥可生物降解的基质及其生产方法与流程

1.本发明总体上涉及组合物，更具体地涉及具有生态友好的可持续性质的土壤植物基(earthplant-based)组合物，其可以有效地用于生产生物塑料，不使用增塑剂或热塑性淀粉添加剂，而使用有机的、可持续的、可再生的或可再循环的材料来源来生产生物塑料树脂-生物聚合物的母料，用于耐用品、食品和饮料容器、化妆品和保健包装、医疗器械、汽车材料、所有类型的包装材料以及目前由石油基塑料材料制成的任何其他相关应用。

背景技术：

2.如今，石油基树脂，例如聚邻苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚烯烃和增塑聚氯乙烯(pvc)以及许多其它类似或相关的石油基树脂，被广泛用于各种应用，例如用于包装材料、汽车部件、家用电器、玩具等。然而，这样的石油基树脂不可堆肥或生物降解，从而以温室气体排放、污染、垃圾填埋问题、塑料填充海洋和人类健康问题的形式引起环境危害。
3.相应于这样的效果，科学家和工程师已经尝试开发生物聚合物(生物基树脂)，典型的是聚乳酸(pla)树脂。pla树脂已经变得流行，并且被广泛认为是石油基塑料的替代物。然而，在耐用品和其他塑料产品中使用pla树脂存在一些问题、挑战和限制。
4.pla树脂有温度问题，在阳光下或高温(如热水)下熔化，或在微波炉中分解，不能用于放在洗碗机中的产品。如果将pla瓶子在炎热的夏天留在汽车中，瓶子将融化，在那种环境下分解成一团脏的粘性物质。pla还是脆性的，因此不能用于耐用品应用。
5.pla树脂还难以注塑，并且在现有的注塑设备中不能很好地加工。它在寒冷的温度下也不耐用。在尝试吹塑pla树脂或挤出它时有许多挑战。为了吹塑pla树脂，可以加入化学添加剂，由此污染pla的生物基性质。此外，在加工过程中，pla树脂在用于塑料工业应用，例如注塑、挤出、吹塑等之前，必须在烘箱中预干燥。例如，这导致劳动力、设备和能源成本的增加。此外，pla不能与其他塑料(例如pe)一起再循环。
6.而且，另一个问题是与生产(pla)聚乳酸树脂相关的高成本，和其目前有限的供应，以及其作为耐用品生物塑料的有限能力，使得石油基塑料的该替代物在经济上不可行。
7.另外，(pla)聚乳酸树脂具有差的耐久性、差的耐热温度性能或耐寒温度性能，并且缺乏防潮性屏障或某些应用(例如高冲击耐用品、包装膜、瓶子、汽车部件、化妆品包装和玩具)所需的柔韧性，，仅举几个将pla用于工业和消费品的问题。与石油基树脂相比，pla树脂以及pha(聚羟基脂肪酸酯)树脂缺乏机械性能(例如，pla和pha的高流动速率使它们都不适合吹塑；不适合耐用品)。
8.已经建议和常见的是，将低分子量增韧剂或增塑剂(不是有机/生物基的)添加到pla或pha树脂中，或加入添加剂(也不是生物/有机基材料的化学品)以减慢熔体流动速率。然而，由pla或pha制成的产品，例如包装膜、吸管、消费品，仍然表现出差的稳定性、脆性、温度问题、水分问题，使得pla和pha树脂不利。另外，测试表明，目前可用的添加剂使得所得组合物不可生物降解、不可堆肥，并且不是来自可持续或可再生的材料来源。
9.或者，绿pe(例如，i'm green
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)-绿聚乙烯、聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或其他可源自有机、可持续的可再生材料来源(如甘蔗、甜菜或玉米)的“绿”共聚物，已在组合物中用作石油基聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和其他由石油制成的聚合物的替代物。这些绿(植物基)聚合物，如pe、pp、pet，结合了高性能和可加工性。由绿pe、绿pp、绿pet和其他聚合物制成的塑料是可再循环的，类似于传统的塑料聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯产品，并且绿pe、pp、pet绿聚合物也被认为是可持续的可再生材料来源，因此具有帮助减少温室气体排放的能力。然而，绿聚合物如绿pe、绿pp和绿pet不可生物降解或不可堆肥，并且仍然可能造成垃圾填埋场和海洋的污染。还没有开发出任何经济上可行的技术来生产可生物降解或可生物堆肥的绿pe、pp或pet，从而为真正的“绿”。
10.到2020年，全球石油聚合物树脂年产量将超过7000亿磅，而我们仍然没有可行的经济上可行的、可持续的、可再生的、可生物降解的和可生物堆肥的树脂解决方案来解决进入我们的垃圾填埋场、海洋、河流和我们的大气的常规塑料的全球海啸废物流。
11.同样，已经开发了石基共聚物基质树脂作为树基纸张、硬纸和有限塑料制品的替代组合物。更具体地，该基质树脂涉及基于石灰石的共聚物基质，其可以用作当前由树基或石油基物质制造的有限物品的替代组合物。由于石基共聚物基质树脂是脆性的且无法用于制造膜、柔性制品、用于挤出产品以及挤出吹塑模具，因此该树脂通常不能用来代替石油基塑料产品。而且，石基树脂含有高浓度的碳酸钙(caco3)，其范围为约50-85重量％，并且直径通常为2-4微米。由于存在碳酸钙，因此由石基树脂制成的产品具有脆性、雾度增加、透明度大大降低、柔韧性和耐久性降低的缺点。因此，该树脂可应用于的领域和应用存在许多限制。
12.由于上述尝试的限制，目前市场上可买到的塑料通常还是石油基的，这需要大量的加工能量和生产成本。不幸的是，石油来源于原油，原油通常供应有限且需求高。此外，原油不是可再生材料。更糟糕的是，石油基塑料产品通常不可生物降解或不可生物堆肥，这在全球范围内造成了巨大的环境问题，包括一旦产品被使用就会导致处置问题。
13.总的来说，还没有开发出真正可持续的生物塑料材料，其可以经济地进行大规模生产，在经济上是可行的，并且可以用来替代当今全球市场上使用的广泛的石油基塑料产品。
14.因此，需要通过提供具有生态友好性质的、经济上可行的、土壤植物基可堆肥和可生物降解的组合物以及在全球制造所述树脂的可扩展方法来解决上述问题。
15.本节中介绍的方面或问题以及相关联的解决方案可能被追求，也可能已经被追求；它们不一定是先前已构想或追求的方法。因此，除非另有说明，否则不应假定本节中提出的任何方法仅由于它们存在于本技术的本节中而具有现有技术的质量。

技术实现要素：

16.提供概述以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的概念选择。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键方面或必要方面。而且，本概述不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
17.一方面，提供了一种土壤植物基可堆肥可生物降解(earthpcb)组合物，其包括共
混的土壤(earth)和共聚物基质的组合物。可以向组合物提供约15-75重量％的乙醇基绿聚乙烯(例如i'm green
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聚乙烯)。该组合物还可包含约15-60重量％的碳酸钙(caco3)。该组合物还可以包括100％可生物降解和可再循环的秆芯(hemp hurd)，并且可以提供为2-75重量％。该组合物还可以包括淀粉，其自身100％可生物降解，并且可以提供为约20-60重量％。earthpcb树脂还可以包含约0.5-10重量％的生物降解性添加剂。因此，earthpcb基质的一个优点可以是，所得产品与石油基塑料一样坚固或更加坚固，同时还是可堆肥的、可生物降解、可再循环和对环境无毒。
18.在另一方面，提供了一种土壤植物基可堆肥可生物降解的组合物，其中所述组合物可以包括提供为约2-10重量％的大豆蛋白、大豆多元醇或大豆塑料。可以为earthpcb树脂提供大豆蛋白来代替秆芯，从而得到一种包含乙醇基绿聚乙烯、碳酸钙、大豆蛋白、生物降解性添加剂(例如)和淀粉的组合物。因此，具有取代的大豆蛋白的earthpcb组合物的优点可以是，所得产品与石油塑料一样坚固或更加坚固，但它们可堆肥、可生物降解、可再循环且对环境无毒。另一个优势可能是构成earthpcb组合物的组分可广泛获得且具有成本效益，从而使该树脂成为石油基塑料树脂的可负担且可再生的替代品。
19.在另一方面，提供了一种制备土壤植物基可堆肥可生物降解的组合物的方法。earthpcb树脂可以包含乙醇基pe、碳酸钙、秆芯、淀粉、生物降解性添加剂、大豆蛋白和生物聚合物。生产土壤植物基可堆肥可生物降解组合物的方法可包括首先将基质共聚物研磨成细粉，其中粉末的每个颗粒的直径为约0.25至3.0微米(μm)。可以将绿聚乙烯研磨成约0.25至3.0微米的细粉，并将基质碳酸钙研磨成约0.25至3.0微米的细粉，并且可以将两种粉末机械混合在一起，形成第一混合物。可以将基质秆芯研磨成约0.25至3.0微米的细粉，并与第一混合物机械混合(mixed)和干混(blended dry)，形成第二混合物。然后，可以将基质淀粉研磨成约0.25至3.0微米的细粒粉末，并与第二混合物机械混合和干混，形成第三混合物。可以将基质生物降解性添加剂研磨成约0.25至3.0微米的细粒粉末，然后与第三种混合物机械混合和干混，形成最终的earthpcb组合物。然后可以将生物聚合物加热到约220至360华氏(f)度，以实现生物聚合物的热力学活化，从而形成聚合物树脂共混物。因此，生产earthpcb基质的方法的一个优点可以是，树脂的所有组分均匀混合，并且干燥混合，而无需在混合过程中施加热量。生产earthpcb基质的方法的另一个优点可以是，制造过程所需的能耗相对较低。
20.在另一方面，提供了一种制备颗粒形式的土壤植物基可堆肥可生物降解的基质树脂的示例性方法。生产earthpcb基质共聚物的方法可提供有约50至65重量％的乙醇基绿聚乙烯、约30至50重量％的淀粉和约2至10重量％的生物降解性添加剂。生产earthpcb基质共聚物的方法可包括：首先将每种基质共聚物分别研磨成约0.25至3.0微米的细粉。然后可以将这些细粉在机械混合机中均匀混合，每种粉末约5至25分钟，在混合过程中一次添加一种基质共聚物。将细粉在机械混合机中进行干混而不加热。当将所有三种基质共聚物一起机械干燥搅拌后，可以将整个基质混合物在约220至360℉的温度下加热以实现热力学活化，从而在每种基质共聚物之间建立内聚力并得到基质树脂。最后，可以在约250至360℉的温度下固化所述基质树脂，以形成颗粒状的生物塑料，该生物塑料可以用于生产生物塑料产品的各种制造工艺中。因此，生产基质树脂的方法的优点可以是该树脂可以用作形成多种类型的食品和饮料容器、包装、膜和类似塑料产品的材料。该方法的另一个优点可以是所
得产品将是可再循环的、可堆肥的和可生物降解的。
21.一方面，提供了一种土壤植物基可堆肥可生物降解(earthpcb
tm
)组合物，其包括共混的土壤和共聚物基质的组合物。该组合可以提供有乙醇基绿聚乙烯，其由不同类型的有机材料例如玉米、甘蔗、甜菜、纤维素或其他植物基乙醇土壤聚乙烯或绿聚乙烯(例如earthpe
tm
)制成。
22.根据随后的描述，以上的各方面或实例和优点以及其他的方面或实例和优点将变得显而易见。
附图说明
23.为了举例说明而不是为了限制，在附图中示出了本发明的各方面、实施方案或实例，其中：
24.图1a-1b示出了根据一个方面的在测试过程中制备的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物的示例性实施方案。
25.图2示出了根据一个方面的由在测试过程中制备的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物制成的其他示例性样品产品。
26.图3示出了根据一个方面的由土壤植物基可堆肥可生物降解组合物成功制成的各种产品，显示出其广泛的适用性。
27.图4a-c分别示出了另一种产品(鞋底)的侧视图、底视图和俯视图，该鞋底也由本文公开的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物成功制成。
28.图5示出了由土壤植物基可堆肥可生物降解组合物制成的产品是柔性的。
29.图6示出了由土壤植物基可堆肥可生物降解组合物制成的饮用吸管，其在沸腾的热微波水中测试后保持不变形。
30.图7示出了由pla制成的饮用吸管，其通过沸腾的热微波水而变形。
31.图8示出了由土壤植物基可堆肥可生物降解组合物制成的面罩。
32.图9示出由土壤植物基可堆肥可生物降解组合物制成的杯子，其在黑暗中发光。
33.图10示出了由土壤植物基可堆肥的可生物降解的组合物制成的杯子，其在冷却到冷冻温度后仍然是柔性的。
34.图11a-c、12a-c、13a-c示出了对由三种特定配方的土壤植物基可堆肥的可生物降解组合物(分别为epcb 177、epcb 178、epcb 179)制成的塑料进行的生物降解性测试的结果。
35.图14a示出了对由两种特定配方的土壤植物基可堆肥的可生物降解组合物(分别为epcb 240，epcb 241)制成的塑料的进行强度测试的结果。
36.图14b示出了对由植物基聚乙烯和石油基聚乙烯制成的塑料进行强度测试的结果。
具体实施方式
37.以下是可在其中实践本发明的各个方面、实施方案和/或实例的描述。将参考附图，并且附图中包括的信息是该具体实施方式部分的一部分。出于示例性目的而非限制性目的呈现本文描述的各方面、实施方案和/或实例。应当理解，本领域普通技术人员可以在
不脱离本发明范围的情况下进行逻辑修改。因此，本发明的范围由所附权利要求书及其等同物限定。
38.应当理解，为了附图和说明书清楚起见，如果本领域已知的一些组分或步骤的某些或全部细节对于本领域技术人员理解本发明不是必需的，则对他们不显示出或不描述。
39.对于下面的描述，可以假定，在附图中最对应地标记的元素具有相同的特性，并且具有相同的结构和功能。如果有未指出的相应标记元素之间的差异，并且该差异导致特定实施方案、实例或方面的元素不对应的结构或功能，那么对该特定实施方案、实例或方面给出的冲突性说明应起支配地位。
40.本发明涉及一种具有生态友好性质的土壤植物基(earthpcb)的组合物和方法，有效地用于代替石油基塑料。所述earthpcb组合物可以包括另外的有利性能，例如生物塑料材料的强度提高、改进的柔韧性、防潮性、氧气阻隔性、可能的可生物降解特性和堆肥特性。构成earthpcb的材料也广泛可得，而且成本相对较低。如将在本公开中描述的那样，earthpcb组合物可以包含土基(earth-based)材料构成的聚合物树脂，包括硬颗粒树脂部分和软部分的植物基材料树脂。所述硬颗粒树脂部分可包含碳酸钙(caco3)，而软部分可包含淀粉、秆芯、乙醇基绿聚乙烯和众所周知的生物降解性添加剂(例如)。这些部分可以使由earthpcb树脂制成的产品在使用后能够堆肥和生物降解，同时也无毒。因此，优点可以是土壤植物基可堆肥树脂的生物塑料可以用来代替当前在食品和饮料包装以及其他类型的消费产品中使用的石油基塑料。
41.在一个方面，earthpcb组合物中可以提供有约15-75重量％的约0.25至3.0微米(μm)的细磨粉末的优选形式的乙醇基绿聚乙烯。earthpcb树脂基质还可以提供有约15％-60重量％的、通常以0.25-3.0微米的优选近似直径的细粉caco3。对于需要白塑料的特定应用(例如药瓶、洗发液瓶等)，earthpcb中碳酸钙的存在可能是有利的。由于碳酸钙是天然白的，因此可以减少对白着剂的需求，从而可以减少为此类应用生产earthpcb的成本。另一个优点是，earthpcb使用的碳酸钙浓度低于石基树脂的碳酸钙浓度，使earthpcb组合物的脆性降低。
42.最后，earthpcb树脂基质还可以提供有例如研磨(milled)成约0.25至3.0微米的细粉的约2-75重量％的秆芯。比起石油基塑料，使用秆芯生产塑料可能是好得多的选择，因为它是100％可生物降解和可再循环的。earthpcb树脂基质也可以包含淀粉，所述淀粉来源于植物(例如土豆、小麦、大米、玉米、木薯)中存在的淀粉颗粒。淀粉可以提供为约20-60重量％的研磨成约0.25至3.0微米颗粒的细粉。
43.最后，earthpcb树脂可以提供有例如研磨成约0.25至3.0微米的细粉的约0.5-10重量％的生物降解性添加剂。该生物降解性添加剂可使得用earthpcb组合物形成的产品在astmd5511(确定塑料材料厌氧生物降解的标准测试方法)下在厌氧条件下在60至180天内生物降解，并在厌氧条件下在30至90天内堆肥。因此，的earthpcb组合物的优点可以是，由树脂制成的生物塑料产品与石油塑料一样坚固或比其更加坚固，但它们可堆肥、可生物降解、可再循环且对环境无毒。
44.应当理解，在上述范围内，可以配制各种earthpcb组合物。在上述五个组分中，测试显示五个组分中的三个对于获得合适的earthpcb至关重要。这三个组分是乙醇基绿聚乙烯、淀粉和生物降解性添加剂。在一个实例中，可以选择将75重量％的绿聚乙烯与20重
量％的热塑性淀粉和5重量％的生物降解性添加剂组合。在另一实例中，可以通过确保每种组分的比例落入上述针对每种组分的范围内，并且确保比例的总和等于100％，来选择将上述所有五种组分合并为单个组合物，例如如下：40重量％的绿聚乙烯、20重量％的碳酸钙、15重量％的秆芯、24.5重量％的热塑性淀粉和0.5重量％的生物降解性添加剂。
45.在另一方面，可以向earthpcb组合物提供大豆蛋白作为秆芯原料的替代物。因此，具有取代的大豆蛋白的earthpcb组合物可包含约2-10重量％的研磨成直径为约0.25至3.0微米的细粉的大豆蛋白。可以以与前面上述相同的重量含量和相同的粒径提供其余的生物聚合物(例如淀粉和绿聚乙烯)。因此，earthpcb组合物的优点可以是由树脂制成的产品与石油塑料一样坚固或比其更加坚固，并且可堆肥、可生物降解、可再循环且对环境无毒。
46.上述的earthpcb树脂可以由以下优选的配方制备。earthpcb组合物的第一个示例性配方可包含25重量％的碳酸钙、12重量％的秆芯、17.5重量％的绿聚乙烯、45重量％的热塑性淀粉和0.5重量％的添加剂。
47.在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可包含25重量％的碳酸钙、2重量％的秆芯、27.5重量％的绿聚乙烯、45重量％的淀粉和0.5重量％的添加剂。
48.在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可包含25重量％的碳酸钙、6重量％的秆芯、23.5重量％的绿聚乙烯、45重量％的淀粉和0.5重量％的添加剂。
49.在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可包含20重量％的碳酸钙、2重量％的秆芯、45重量％的绿聚乙烯、32重量％的淀粉和1重量％的添加剂。
50.在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可包含60重量％的绿聚乙烯、37重量％的淀粉和3重量％的添加剂。
51.在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可包含25重量％的碳酸钙、2重量％的秆芯、27.5重量％的绿聚乙烯、45重量％的淀粉和0.5重量％的添加剂。
52.在最后的示例性配方中，earthpcb组合物可包含25重量％的碳酸钙、2重量％的大豆蛋白、27.5重量％的绿聚乙烯、45重量％的淀粉和0.5重量％的添加剂。
53.如以上优选的配方所示，将需要使用至少三种基质共聚物来获得可生物降解和可堆肥的树脂。那三种基质共聚物将是约50-70重量％的绿聚乙烯、30-50重量％的淀粉和约2-10重量％的生物降解性添加剂(例如)。因此，本文公开的earthpcb组合物的优点可以是，即使仅使用所述至少三种基质共聚物，由earthpcb树脂制成的生物塑料产品也可以是可堆肥的、可生物降解的和可再循环的。
54.在进行的测试中，分析了由上述两个示例性配方制成的earthpcb树脂。根据冲击(astm d256)、拉伸(astm d638)、熔体流动速率(astm d1238)、比重(astm d792)和灰分测试(astm d5630)对这些被称为“epc104”和“epc105”的组合物进行了测试，如下表1所示。epc104代表包含如下组分的earthpcb树脂的示例性实施方案：25重量％的碳酸钙、2重量％的秆芯、27.5重量％的绿聚乙烯、45重量％的淀粉和0.5重量％的添加剂。epc105代表包含如下组分的earthpcb树脂的示例性实施方案：25重量％的碳酸钙、6重量％的秆芯、23.5重量％的绿聚乙烯、45重量％的热塑性淀粉和0.5重量％的添加
剂。
55.表1：
[0056][0057]
特别地，所述组合物针对pla树脂进行了测试。应当指出的是，在测试过程中，观察到组合物中淀粉的存在本身将熔体流动速率降低至约4.26g/10min。此外，如表1所示，与pla树脂的7.5g/10min的熔体流动速率相比，epc104将熔体流动速率降低至1g/10min以下，epc105将熔体流动速率降低至0.2g/10min以下。如这些结果所证明的，earthpcb树脂的一个优点可以是降低熔体流动速率，这在某些应用和制造过程中可能有用。在另一个实例测试中，由于earthpcb树脂，拉伸模量显著提高。pla树脂的模量为190,000psi，而改进最高的epc 105的拉伸模量为412,098psi，如表1所示。因此，earthpcb树脂的另一个优点可以是，由树脂形成的生物塑料比pla基塑料更坚固。
[0058]
图1a-1b示出了根据一个方面的在测试过程中制备的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物的示例性实施方案。图1a示出了上面讨论的示例性实施方案epc 104(由101示出)。图1b示出了上面讨论的示例性实施方案epc 105(由102示出)。图1a-1b所示的示例性实施方案是使用传统的固化方法，通过先熔化每种组分并混合其熔融形式制成的。如图1a-1b所示，使用这种方法制成的earthpcb树脂实施方案在整个生物塑料片101、102的颜和均匀性方面不同。例如，在每个earthpcb实施方案中，较暗区域103a、104a的存在和较亮区域103b、104b的存在表明在混合过程中组分混合不均匀。这种不均匀的混合可能会导致整个强度不均匀，这可能会使所得的生物塑料在特定应用中更容易失效。
[0059]
如将在下文中更详细地讨论的，在测试过程中，发现在混合树脂之前对每种组分的研磨使每种组分均匀地混合。
[0060]
在一方面，提供了一种生产earthpcb组合物的方法。制备earthpcb树脂基质的方法可首先包括将每种共聚物分别研磨成细粉，其中每个颗粒的直径为约0.25至3.0微米。作为实例，所述基质共聚物可以是绿聚乙烯、caco3、秆芯、淀粉、生物降解性添加剂和任选的大豆蛋白粉(soy protein meal)，并且可以以固态提供。可以测量出每种基质共聚物的预选量以生产earthpcb组合物。可以将所述基质共聚物研磨或粉末化到该直径范围内，以使每种共聚物能够细粉状地共混成均匀的组合物。可以通过几何方法，例如显微镜或筛分，来测量粉末状共聚物的粒度。在一个优选的示例性实施方案中，可将秆芯研磨成直径约0.25至0.75微米的细粉。形成秆内芯的秆芯纤维通常是木质的，因此不能很好地复合或单独均匀共混。因此，当将秆芯研磨成直径约0.25至0.75微米的细粉时，它与其他基质共聚物更均匀地共混和复合。因此，将秆芯磨成这种细粉尺寸的优点可以是earthpcb树脂更坚固、更柔韧、可堆肥且可生物降解。
[0061]
一旦将每种基质共聚物在通常约0.25至3.0微米的范围内共混，就可以将共聚物共混在一起并在不加热的情况下机械混合。作为实例，可以将每种组分以机械机理一次一种地添加到混合物中，其中在添加下一种基质共聚物之前，将混合物一次混合约5至25分
钟。一旦将所有的基质共聚物机械干燥地搅拌在一起，可将所得混合物加热到约220至360℉的温度。加热最终的基质混合物可在混合物内实现热力学活化，从而在混合物的每种基质共聚物之间建立内聚力。最终混合物的加热导致上文公开的最终earthpcb树脂。因此，生产earthpcb树脂的方法的优点可以是该树脂可以用作形成多种类型的食品和饮料容器、包装、膜和类似塑料产品的材料。该方法的另一个优点可以是所得产品将是可再循环的、可堆肥的和可生物降解的。
[0062]
例如，可以通过热成型、吹塑、注塑、气泡成型(bubble forming)、真空成型和造粒将earthpcb树脂制成一系列产品和物品。earthpcb树脂可以通过涉及以下的过程造粒：挤出、切割挤出的股线并固化以生产生物塑料产品。应该理解的是，由于对构成组合物的每个组分的研磨，组合物的固化过程将更快，从而在生产由earthpcb树脂制成的各种产品之前降低了仓储成本。如本领域普通技术人员已知的，造粒是将基质压缩或模制成小颗粒状的过程。然后可以将这些颗粒运输到各个制造商，这些制造商在特定的制造过程(例如注塑、挤出膜、吹塑等)中使用这些颗粒。例如，热成型下earthpcb基质材料的熔体流动速率可以为约7.5至4.26g/10min。例如，可以将添加剂形式的改性剂施加到基质上以将熔体流动速率调节至约7至3.5g/10min。
[0063]
应该理解的是，可以将抗冲改性剂或温度改性剂添加到基质中，以对树脂基质的性能进行明显调整。例如，如果由树脂生产的话，则可以将抗冲改性剂添加到基质中以赋予产品更高的强度。
[0064]
在一方面，earthpcb组合物可提供有一种由earthpcb树脂制成的生物塑料的生产方法。生产用于形成生物塑料的earthpcb组合物的方法可首先包括将绿聚乙烯和碳酸钙研磨成直径约0.25至3.0微米的细粉，然后将两种粉末机械混合在一起，形成第一混合物。可以将秆芯研磨成约0.25至3.0微米的细粉，并与第一混合物机械混合和干混，形成第二混合物。因此，所述第二混合物包括混合的绿聚乙烯、碳酸钙和秆芯。应当理解，在该示例性方法中，大豆蛋白可以代替秆芯。接着，可以将淀粉研磨成直径为约0.25至3.0微米的细颗粒粉末，并可以与第二混合物机械混合和干混，而不加热，形成第三混合物。最后，可以在约220-360℉之间的温度下搅拌第三和最后的混合物，以热力学活化并连接每种基质共聚物内的材料结构，从而形成earthpcb树脂。混合的材料的结构单元通过加热结合过程以线性或分支方式连接。earthpcb树脂可以在约250-360℉的温度下固化，以形成颗粒状的材料形式的生物塑料。然后可以通过挤出、吹塑注射、注模等将颗粒状的材料用于形成食品和饮料产品。因此，由earthpcb树脂生产生物塑料的方法的一个优点可以是，目前由塑料制成的产品现在可以由可堆肥和可生物降解的树脂制成。
[0065]
传统的树脂固化和混合方法包括首先熔化构成所述组合物的每种成分的颗粒化形式。如上所述，生产earthpcb树脂的方法包括将所有成分以粉末形式混合成最终混合物，而不是混合熔化的颗粒。因此，以上公开的方法的优点可以是构成所述组合物的每种组分可以在不加热的情况下干燥混合和共混。
[0066]
应该理解的是，earthpcb组合物的上述示例性实施方案可以专门用于各种应用。例如，对于生产用于包装的膜，例如，优选将秆芯或大豆蛋白和碳酸钙不用于制备earthpcb组合物，因为它们可能破坏所得膜的完整性。
[0067]
以下是可在其中实施本发明的各个其他方面、实施方案和/或实例的描述。将参考
附图，包括其中的表格和图表，并且附图中包括的信息是该具体实施方式部分的一部分。具体地，将参考示出来自对在下文描述的各种示例性配方的各个方面制造的earthpcb母料树脂进行的测试的数据的表格。这些称为earthpcb或epcb的组合物在可在其中实施本发明的各个方面、实施方案和/或实例中进行了测试。
[0068]
本发明涉及一种土壤植物基(earthpcb)组合物及其制备和使用方法，所述组合物具有生态友好性质，并且适合用于具有宽温度范围(从低于32℉的冷冻低温或高于212℉的沸水温度)要求的应用中，因此可以有效地用于替代石油基塑料。
[0069]
图2示出了根据一个方面的由在测试过程中制备的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物制成的其他示例性样品产品。需要注意的是，由于采用了下文所述的优选共混方法，该塑料产品具有颜和结构均匀性(与图1a-b的测试样品不同)。
[0070]
图3示出了根据一个方面的由土壤植物基可堆肥可生物降解组合物成功制备的各种产品，显示出其广泛的适用性。例如，可用于悬挂衣服的挂钩311可以由刚性而非柔性的earthpcb制成。刚性的earthpcb可用于化妆品行业以生产可生物降解和可堆肥的化妆品包装。化妆品行业正在寻求可持续、可再生的包装。如本技术所公开的，这可以通过用于生产用于化妆品工业和需要刚性材料的其它应用的刚性生物塑料的组合物来提供。
[0071]
以下是可用于生产用于化妆品工业或其它刚性材料应用(例如墙壁挂钩、汽车部件、电子产品盒、刚性墙壁包装)的生物塑料的组合物的一些实例，所述组合物是可堆肥和可生物降解的。
[0072]
一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于化妆品工业或其他刚性应用的生物塑料的组合物，该组合物包含40％的植物基聚乙烯、15％的聚乙烯、25％的casio3硅灰石、10％的caco3、7％的淀粉、3％的生物降解性添加剂，所有比率均按重量计。
[0073]
一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于化妆品工业或其他刚性应用(例如墙壁挂钩)的生物塑料的组合物，该组合物包含65％的植物基聚乙烯、25％的casio3硅灰石、7％的caco3、3％的生物降解性添加剂，所有比率均按重量计。
[0074]
一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于化妆品工业或其他刚性应用(例如墙壁挂钩或盒子，或用于刚性墙壁的包装)的生物塑料的组合物，该组合物包含35％的植物基聚乙烯、25％的聚乙烯、30％的casio3硅灰石、8％的caco3、2％的生物降解性添加剂，所有比率均按重量计。
[0075]
一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于化妆品工业或其他刚性应用(例如墙壁挂钩、汽车部件、电子产品盒、刚性墙壁的包装)的生物塑料的组合物，该组合物包含62％的植物基聚乙烯、20％的casio3硅灰石、15％的caco3、3％的生物降解性添加剂，所有比率均按重量计。
[0076]
适合于生产用于化妆品工业或其它刚性材料应用的生物塑料的这样的组合物的另一个实例包含25重量％至75重量％范围的植物基聚乙烯、10重量％至50重量％的casio3硅灰石、1重量％至25重量％的caco3、1重量％至30重量％的淀粉、1重量％至4重量％的生物降解性添加剂、1重量％至8重量％的着剂。
[0077]
作为另一个实例，在零下109℉的温度下用干冰(二氧化碳的冷冻形式)测试earthpcb袋312。该低温不影响袋312在破裂或脆性方面的完整性。因此，earthpcb袋312可用于医疗应用的冷藏，例如运输covid-19疫苗并使该袋可生物降解和可生物堆肥。这样的
袋子的一个示例配方是88重量％的植物基聚乙烯、8重量％的caco3、2重量％的pcr和2重量％的生物降解性添加剂。
[0078]
图4a-c分别示出了另一种产品(鞋底)的侧视图、底视图和俯视图，该鞋底也由本文公开的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物成功制成。例如，柔性earthpcb塑料可用于此应用。earthpcb已经成功地与乙烯-醋酸乙烯酯(eva)混合制成可生物降解和可堆肥的鞋底。目前，旧鞋没有被再循环，而是进入垃圾填埋场，它们对我们的环境有毒，需要长达1000年的时间来分解成微塑料，这对我们的环境和人类健康有害。
[0079]
以下是可用于鞋底的组合物的一些实例，所有比率均按重量计。
[0080]
一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于鞋或其他软材料应用的生物塑料的组合物，该组合物包含30％至60％范围内的植物基聚乙烯、30％至75％的eva-乙烯-醋酸乙烯酯、4％至20％的caco3、1％至20％的淀粉、1％至4％的生物降解性添加剂，所有比率均按重量计。
[0081]
一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于鞋或其他软材料应用的生物塑料的组合物，该组合物包含28％至60％的植物基聚乙烯、30％至75％的bio-eva-生物基乙烯-乙醋酸乙烯酯、1％至25％的caco3、1％至20％的淀粉、1％至4％的生物降解性添加剂，所有比率均按重量计。
[0082]
一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于鞋或其他软材料应用的生物塑料的组合物，该组合物包含22％至60％的植物基聚乙烯或22％至60％的植物基聚丙烯、10％至50％的eva、30％至75％的bio-eva-生物基乙烯-醋酸乙烯酯、1％至25％的caco3、1％至20％的淀粉、1％至4％的生物降解性添加剂、1％至30％的、1％至25％的棉花废料、1％至20％的植物蛋白，所有比率均按重量计。
[0083]
图5示出了由土壤植物基可堆肥可生物降解组合物制成的示例性产品(活动铰链)是柔性的。earthpcb活动铰链可用于乳液、洗手液或药瓶的翻盖瓶，而pla、pha、phb和其他可生物降解材料不能用于制造翻盖或活动铰链产品。这类应用的earthpcb配方的一个实例是52重量％的植物基聚乙烯、28重量％的bio-eva(乙烯醋酸乙烯酯)、12重量％的caco3、4重量％的淀粉和4重量％的生物降解性添加剂。这类应用的earthpcb配方还可包含石油材料，如聚丙烯或pcr聚丙烯。因此，earthpcb组合物将允许石油材料也是可堆肥可生物降解的，同时是柔性的以创建可用于乳液、洗手液、药瓶或擦手纸包装的翻盖瓶的(活动铰链)。这类应用的earthpcb配方的一个实例是80％的pp-聚丙烯、10％的植物基聚乙烯、6％的caco3、4％的生物添加剂，所有比率均按重量计。
[0084]
应该注意的是，通常，对于塑料应该更刚性的应用，增加配方中caco3的比率是实现这一点的一种方法。另一方面，对于塑料应该更柔性的应用，降低配方中caco3的比率和/或增加植物基聚乙烯的比率可以实现这一点。此外，应该注意的是，与更刚性的植物基hdpe相比，植物基lldpe更具柔性，因此应该更多地用于柔性塑料应用中。
[0085]
图6示出了由土壤植物基可堆肥可生物降解组合物制成的饮用吸管，其在沸腾的热微波水中测试后保持不变形。图7示出了由pla制成的饮用吸管，当在相同的测试条件下测试时，即插入充满沸腾的热微波水(约212℉)的杯子中，该吸管变形。如所示，当pla吸管失去其形状并且不能使用时，earthpcb
tm
吸管(图6)保持其形状并且可以使用。该试验还表明，pla不能用于热饮或热饮盖或搅拌器，因为它们会失去形状，导致热水或液体溢出，严重
烧伤或烫伤使用者的手、手指或其他身体部位。
[0086]
图8示出了由土壤植物基可堆肥可生物降解组合物制成的面罩。例如，为了使使用者更舒适，柔性earthpcb塑料可用于该应用，也可以使用如图9所示的发光earthpcb塑料。例如，发光的面罩可以更容易地在黑暗环境中发现佩戴面罩的消防队员。
[0087]
图9示出由土壤植物基可堆肥可生物降解组合物制成的杯子，其在黑暗中发光。一种用于生产在黑暗中发光的生物塑料的产品的组合物，该组合物可用于急救人员面罩、药瓶(因此患者可在黑暗中容易地到药物)、墙壁开关板，作为应用的实例，可以由土壤植物基可堆肥可生物降解的组合物制成，用于这种类型的应用的earthpcb配方是例如30重量％至80重量％的植物基聚乙烯、20重量％至60重量％的bio eva(乙烯-醋酸乙烯酯)、1重量％至20重量％的caco3、1重量％至20重量％的淀粉、10重量％至30重量％的发光添加剂(例如,glowzone
tm
)和1重量％至4重量％的生物降解性添加剂。用于这类应用的earthpcb配方的另一个实例是30重量％至80重量％的pp-聚丙烯、20重量％至60重量％的bio eva(乙烯-醋酸乙烯酯)、1重量％至20重量％的caco3、1重量％至20重量％的淀粉、10重量％至30重量％的发光添加剂和1重量％至4重量％的生物降解性添加剂。
[0088]
图10示出了由土壤植物基可堆肥的可生物降解的组合物制成的杯子，其在冷却到冷冻温度(低于32℉)后仍然是柔性的。因此，该组合物适合制造例如冰块托盘，而这不能用pla或pha或phb来完成。与其他柔性塑料应用一样，提高植物基聚乙烯的比率和/或降低caco3的比率使之成为可能。
[0089]
图11a-c、12a-c、13a-c示出了对由三种特定配方的土壤植物基可堆肥的可生物降解组合物(分别为epcb 177、epcb 178、epcb 179)制成的塑料进行的生物降解性测试的结果。epcb 177由55％的绿pe、25％的caco3、10％的马铃薯淀粉、7％的木薯淀粉、3％的生物降解性添加剂组成，所有比率均按重量计。epcb 178由60％的绿pe、25％的caco3、11％的马铃薯淀粉、4％的生物降解性添加剂组成，所有比率均按重量计。epcb 179由65％的绿pe、25％的caco3、6％的马铃薯淀粉、4％的生物降解性添加剂组成，所有比率均按重量计。
[0090]
根据astm d5511和astm d5338进行试验，其结果显示在图11a-c、12a-c、13a-c中。
[0091]
在图11a-c、12a-c、13a-c中,“阴性”列是对照样品，即普通聚乙烯。“阳性”列是用于显示测试有效的纤维素样品。这是一种有机材料。阳性列右边的列是所测试的earthpcb样品。
[0092]
从图13a-c中可以推断出，所测试的earthpcb产品(epcb 179)显示出astm5511生物降解时间线为2.6年(100/(365/58x5.9))，少于3年，这是该earthpcb组合物共混配方的测试目标。如所示，所测试的earthpcb产品显示出少于一年的astmd5338生物可堆肥时间线，这是生物塑料堆肥方面的目标。应该注意的是，通过改变earthpcb基质组合物共混配方，生物降解和生物可堆肥时间线可以变得更短，从而使earthpcb组合物产品生物降解更快。
[0093]
图14a示出了对由两种特定配方的土壤植物基可堆肥的可生物降解组合物(分别为epcb 240，epcb 241)制成的塑料的进行强度测试的结果。epcb 240由90％的绿pe、8％的caco3、2％的生物降解性添加剂组成，所有比率均按重量计。epcb 241由95％的绿pe、3％的caco3、2％的生物降解性添加剂组成，所有比率均按重量计。图14b示出了对由植物基
聚乙烯和石油基聚乙烯制成的塑料进行强度测试的结果。如图14a-b所示，所测试的两种epcb配方的强度性能相当于或优于植物基聚乙烯和石油基聚乙烯的强度性能。
[0094]
在一个实例中，所公开的earthpcb组合物可含有约15-99重量％的植物基聚乙烯(例如，i’m green
tm
聚乙烯，green pe)，其本身是不可生物降解的。该组合物还可包含约0.5-60重量％的碳酸钙(caco3)。该组合物还可包含没有添加增塑剂的食物基淀粉。食物基淀粉是100％可生物降解的、可堆肥的和可再循环的，并且可以提供为0.5-85重量％。该组合物还可包含食物基蛋白质(如大豆蛋白)，其本身是100％可生物降解的，并且可以提供为0.5-85重量％。earthpcb
tm
组合物还可包含约0.5-10重量％的生物降解性添加剂(如bio sphere
tm
或ecopure
tm
或其他生物降解性添加剂，如earth plus
tm
)。这种earthtm树脂的一个优点可以是，所得产品与石油基塑料一样坚固或比其更加坚固，同时还是可堆肥的、可生物降解、可再循环和对环境无毒。
[0095]
食物淀粉可以源自例如马铃薯、木薯(tapioca)、木薯(cassava)、豌豆、玉米、小麦和其他食物基淀粉。
[0096]
在另一方面，提供了一种土壤植物基可堆肥可生物降解的组合物，其中所述组合物可以包含提供为约0.5-30重量％的大豆蛋白、大豆多元醇或大豆塑料。可以向earthpcb
tm
树脂提供马铃薯、木薯、玉米、木薯、豌豆、小麦或其它食物淀粉，用大豆蛋白或其它蛋白代替秆芯，得到包含乙醇基绿聚乙烯、碳酸钙、大豆蛋白、其它蛋白、生物降解性添加剂(例如bio sphere
tm
或ecopure
tm
或其他生物降解性添加剂，如earth plus
tm
)和天然食物淀粉的组合物。在该实例中，组合物因此不含热塑性淀粉或增塑剂。
[0097]
因此，具有取代的蛋白质和淀粉、天然食物基材料的earthpcb
tm
组合物的优点是，不添加热塑性增塑剂或增韧剂的化学物质，所得产品是天然的，与石油塑料一样坚固或更加坚固，但它们可堆肥、可生物降解、可再循环且对环境无毒。因此，它们也是海洋生物可降解的。
[0098]
另一个优势可能是构成earthpcb组合物的组分可广泛获得且具有成本效益，经济上可行，从而使该树脂成为石油基塑料树脂的可负担且可再生的替代品。
[0099]
在另一方面，提供了一种制备土壤植物基可堆肥可生物降解的组合物的方法。同一，earthpcb组合物可以包含乙醇基pe，其可以源自玉米、糖、甜菜等。纤维素生物质是植物的结构部分，包括复合糖，不能直接用于食物成分或发酵基质，如玉米原料、小麦纤维。该组合物还可包含碳酸钙、秆芯、食物淀粉如玉米、马铃薯、木薯和其他类似的天然食物淀粉、蛋白质如大豆蛋白或豌豆蛋白、生物降解性添加剂和生物聚合物(pe、pp等)。
[0100]
将所有这些不同的材料复合(compound)在一起面临混合的挑战，因为有些是粉末，有些是小颗粒。乙醇基pe或pp通常是颗粒形式，而食物淀粉或蛋白质通常是粉末，而碳酸钙是小颗粒粉末，颗粒尺寸为约2微米。将这些不同的材料混合在一起是挑战性的。
[0101]
在一个实例中，本文公开的生产土壤植物基可堆肥可生物降解组合物的方法可包括首先将基质共聚物研磨成细粉，其中粉末的每个颗粒的直径为约0.1至4.0微米(μm)。可以将乙醇基绿聚乙烯研磨成约0.1至4.0微米的细粉，并将基质碳酸钙研磨成约0.1至4.0微米的细粉，并且可以在下一个复合步骤之前并且在添加热量之前将两种粉末机械混合在一起，形成第一混合物。
[0102]
然后，可以将基质秆芯研磨成约0.1至4.0微米的细粉，并在不加热的情况下
与第一混合物机械混合和干混，形成第二混合物。在混合earthpcb不同材料的前两个混合预步骤中，还没有加热。
[0103]
然后，可以将基质天然食物淀粉研磨成约0.1至4.0微米的细颗粒粉，并在不加热的情况下与第二混合物机械混合和干混。当使用两种或多种天然食物淀粉，如马铃薯和木薯淀粉时，首先将它们研磨然后混合在一起形成均匀的天然食物淀粉共混物，然后加入到第二混合物中，形成第三混合物。
[0104]
然后，可以将一种或多种基质蛋白质研磨成约0.1至4.0微米的细颗粒粉，并在不加热的情况下与第三混合物机械混合和干混。当使用两种或多种天然食物蛋白质，如大豆蛋白和豌豆蛋白时，首先将蛋白质研磨然后混合在一起，形成均匀的天然食物蛋白质共混物，然后与第三混合物添加到主混合物中，形成第四混合物。
[0105]
在多次测试之后，确定了0.1至4.0微米的颗粒尺寸对于组合物的适当共混、因此对于它们的性质至关重要，如本文所述(参见图2与图1a-b对比)。
[0106]
然后，基质生物降解性添加剂可以在不加热的情况下与第四混合物研磨和干混，形成最终的earthpcb组合物。生物聚合物母料可在机械混合中共混在一起，并可加热至约220至430华氏度(f)(例如几分钟)，以实现母料生物聚合物的热力学活化，该母料生物聚合物是可堆肥和可生物降解的组合物，并可用于制造生物塑料产品。
[0107]
因此，生产上述earthpcb基质的方法有多个经济优势。树脂的所有组分均匀共混，不需要加热预干燥来从植物基有机基质生物聚合物中除去水分，并且在混合过程中无需加热即可将组分干混。生产earthpcb基质的方法的另一个优点可以是制造过程需要相对较低的能耗，因为不需要预干燥，而本质上是有机的其他材料，如pla和pha
–
phb，在复合或其他加工(如注塑、挤出成型或挤出吹塑)之前需要大量的预热干燥。
[0108]
earthpcb不需要加热干燥预母料材料，最终母料earthpcb基质在使用前也不必加热干燥。母料适用于注塑、挤出成型或挤出吹塑方法，以制造生物塑料产品。
[0109]
在另一方面，提供了一种制备颗粒形式的土壤植物基可堆肥可生物降解的基质树脂的方法。生产earthpcb基质共聚物的方法可包括提供乙醇基聚乙烯或乙醇基聚丙烯，其由例如约25至99重量％的玉米、糖或纤维素有机材料与1至10重量％的天然食物淀粉、碳酸钙和生物降解性添加剂的共混混合物制成，以粉末形式混合在一起将产生可堆肥可生物降解组合物生物聚合物母料树脂，该树脂在注塑、挤出成型或挤出吹塑之前不需要预干燥。
[0110]
在另一方面，提供了一种制备颗粒形式的土壤植物基可堆肥可生物降解的基质树脂的方法。生产earthpcb基质共聚物的方法可包括混合约25至99重量％的乙醇基聚乙烯或聚丙烯、约1至50重量％的天然食物淀粉、约0.5至10重量％的生物降解性添加剂、约1至40重量％的碳酸钙、约1至40重量％的蛋白质、约1至40重量％的木纤维或草纤维和约1至50重量％的秆芯。
[0111]
生产earthpcb基质共聚物的方法可包括：首先将每种基质共聚物分别研磨成约0.1至4.0微米的细粉。然后可以将这些细粉在机械混合机中均匀共混，每种粉末约5至25分钟，在混合过程中一次添加一种基质共聚物。将细粉在机械混合机中在不加热的情况下干混。当将所有基质共聚物机械搅拌并在干燥不加热的情况下干混在一起后，然后可以将基质的完整母料混合物在约220至430℉的温度下加热以实现热力学活化，从而在每种基质共聚物之间建立内聚力并得到基质母料树脂。最后，可以在约220至430℉的温度下固化所述
基质树脂，以形成颗粒状的生物塑料，该生物塑料然后可以用于生产生物塑料产品的各种制造工艺中。
[0112]
因此，生产基质树脂的方法的优点可以是母料树脂对例如冷冻机中的寒冷温度或例如微波炉中的热温度、或洗碗机的下部搁架中的热温度，或对212℉的热沸水不敏感，虽然母料树脂也是土壤植物基可堆肥、可生物降解和可再循环的，但没有其它植物基树脂已经实现用于生物塑料耐用物品的这些冷热温度弹性。如上文所讨论的，pla、phb和pha遇热熔化并在寒冷温度下变脆，因此不耐用。因此，生产基质母料树脂的方法的优点可以是该树脂可以用作形成多种塑料产品(例如食品和饮料容器、包装、膜、塑料袋、汽车部件、医疗装置、化妆品包装、家用物品、电子产品、飞机部件、玩具和任何其他由石油塑料制成的产品)的材料。该方法的另一个优点可以是所得产品将是可再循环的、可堆肥的和可生物降解的。另外，另一个优点是母料树脂可以由少至两种上述材料组分获得，并且仍然是可堆肥的和可生物降解的，或者可以由本文公开的所有组分获得，以制造母料树脂，并且仍然是可堆肥的和可生物降解的以及可再循环的。
[0113]
本文公开的pe基earthpcb组合物可以与其它pe塑料一起再循环，成为pcr(消费后再循环)树脂。
[0114]
pp基earthpcb可以与其它pp塑料一起再循环成为pcr树脂。
[0115]
根据随后的描述，以上的各方面、实例和优点以及其他的方面、实例和优点将变得更显而易见。
[0116]
earthpcb组合物可以具有另外的有利性质，例如生物塑料材料可以用于的改善的环境温度范围、与其他生物塑料材料相比改善的强度、改善的柔韧性、防潮性、氧气阻隔性、生物塑料材料的着改善(例如红、黄、绿、蓝、橙和所有其他颜)、生物降解性和可堆肥性。此外，构成earthpcb的材料也广泛可得，且成本相对低，这使得earthpcb成为世界上最经济可行的生物塑料材料之一。
[0117]
颗粒树脂原料材料部分/组分可以包括乙醇基聚乙烯或乙醇基聚丙烯、生物降解性添加剂(例如ecopure、bio sphere或其他类型的添加剂，如earthplus)、0.1至4.0微米尺寸的碳酸钙(caco3)，并且软粉末部分/组分可以包括研磨成0.1至4.0微米尺寸的细粉的天然食物淀粉、天然蛋白质、秆芯、草纤维、或木屑。这些部分可以使由earthpcb树脂制成的产品在使用后能够堆肥和生物降解，同时也无毒。因此，优点可以是土壤植物基可堆肥可生物降解树脂基生物塑料可以用来代替当前在市场中使用的石油基塑料。例如，这包括但不限于食品和饮料包装、化妆品和保健产品包装、汽车、建筑、纺织品、袋膜，以及在例如注塑、挤出吹塑、挤出成型的应用中，以及在其他类型的消费者和工业产品中。
[0118]
在一个方面，earthpcb组合物中可以提供有约15-99重量％的颗粒形式或约0.1-4.0微米(μm)的细磨粉末的优选形式的乙醇基聚乙烯。
[0119]
earthpcb树脂基质还可以提供有约0.25重量％的碳酸钙(caco3)，earthpcb树脂基质还可以提供有天然食物淀粉，例如约0.25重量％的马铃薯或木薯淀粉、或玉米淀粉，并且earthpcb树脂基质还可提供有约0.5重量％的生物降解性添加剂，完成99重量％的乙醇基聚乙烯和1重量％的碳酸钙(caco3)、天然食物淀粉和生物降解性添加剂的组合。该树脂基质的优点还在于它是可生物降解的、可生物堆肥的和可再循环的，并且在经济上是可行的。
[0120]
在另一个方面，earthpcb组合物可以提供有约15-99重量％的颗粒形式或约0.1-4.0微米(μm)的细磨粉末的优选形式的乙醇基聚乙烯。earthpcb树脂基质可以提供有约1％至50重量％的、通常以0.1至4.0微米的优选近似直径的细粉caco3。
[0121]
由于多种原因，碳酸钙在earthpcb中的存在对于可描述白塑料的特定应用是有利的，例如在药瓶、洗发水或乳液瓶、化妆品包装、食品和饮料包装、补充剂包装(例如蛋白质或营养物包装)等中。
[0122]
因为碳酸钙天然是白的，所以它可以减少对白着剂的需求，这可以降低生产用于这样的应用的earthpcb的成本。另一个优点是，earthpcb基质配方组合物使用的碳酸钙浓度低于石基树脂的碳酸钙浓度，这使earthpcb组合物的脆性降低。
[0123]
其他优点是earthpcb基质组合物中碳酸钙的浓度可以加快生物降解时间线，增加强度，使earthpcb更耐温，是一种返回土壤的天然材料，也是一种可持续的土壤材料。
[0124]
最后，earthpcb树脂基质还可以提供有例如研磨成约0.1-4.0微米的细粉的约1-75重量％的秆芯。比起石油基塑料，使用秆芯生产塑料可能是更好的选择，因为它是100％可生物降解和可再循环的。earthpcb树脂基质组合物还可以包含在基质中同时使用的许多不同种类的天然食物淀粉(nfs),或者仅使用一种类型的天然食物淀粉，例如马铃薯或木薯淀粉，或玉米淀粉，其源自植物(例如马铃薯、木薯(tapioca)、小麦、玉米、水稻、木薯(cassava)、豌豆和其他这样的植物)中存在的天然淀粉颗粒。天然食物淀粉可以提供为约0.25％-60重量％的研磨成约0.1至4.0微米颗粒的细粉。
[0125]
例如，earthpcb树脂基质还可提供有例如研磨成约0.1至4.0微米的细粉的约0.5-50重量％食物蛋白质，例如大豆、豌豆、籽、豆类和其它植物基蛋白。与石油基塑料相比，使用植物基蛋白质生产塑料可能是好得多的选择，因为它是100％可生物降解和可再循环的。
[0126]
earthpcb树脂基质组合物还可以包含天然草(有12,000种草)，如竹子(有多达12种不同类型的竹子)、玉米秆或其他纤维素生物质。在基质组合物中使用草的优点是这种材料在全世界都很丰富，并且是用于制造塑料的低成本材料，它也是100％可生物降解的。此外，木屑或烧焦的木材可用于基质组合物中。例如，木材或其它纤维素材料的量可为约1-35重量％，研磨成约0.1-4.0微米的细粉。
[0127]
例如，可以使用相同的草百分比的基质组合物，并将其研磨成相同微尺寸范围内的细粉，将约1-35重量％的草研磨成全部约0.1-4.0微米的细粉。这些基质组合物的优点是它们是100％可生物降解和可再循环的。
[0128]
最后，例如，earthpcb树脂可以提供有颗粒形式或研磨成约0.1-4.0微米细粉的优选形式的约0.5-10重量％的生物降解性添加剂。生物降解性添加剂使由earthpcb组合物形成的产品能够在2个月至3年内(这取决于earthpcb组合物共混物以及由earthpcb制成的产品最终所处的寿命终止环境)生物降解或生物堆肥。
[0129]
因此，earthpcb组合物的优点可以是由该组合物制成的生物塑料产品与石油塑料一样坚固或比其更坚固，但它们可堆肥、可生物降解、可再循环且对环境无毒。
[0130]
应当理解，在上述范围内，各种earthpcb组合物可以由所描述的多种组分配制而成。然而，测试表明，多种组分中的四种对获得合适、耐用、可生物降解和生物堆肥的earthpcb树脂至关重要。
[0131]
这4种组分是乙醇基聚乙烯或聚丙烯、天然食物淀粉(其中不含增塑剂或热塑性淀粉)、碳酸钙(caco3)和生物降解性添加剂。在一个实例中，可以选择将60重量％的绿聚乙烯与20重量％的碳酸钙、18重量％的天然食物淀粉和2重量％的生物降解性添加剂结合。
[0132]
在另一实例中，可以通过确保每种组分的比率落入上述针对每种组分的范围内，并且确保比率的总和等于100％，来选择将五种上述组分结合为单个组合物，例如如下：50重量％的绿聚乙烯或绿聚丙烯、15重量％的碳酸钙、15重量％的马铃薯淀粉、10重量％的木薯淀粉、6重量％的秆芯、4重量％的生物降解性添加剂。
[0133]
在另一个实例中，可以使用3种组分。例如，90重量％的绿聚乙烯或绿聚丙烯、7重量％的碳酸钙和3重量％的生物降解性添加剂。三组分earthpcb的另一个实例可以是90重量％的绿聚乙烯或绿聚丙烯、9重量％的碳酸钙和1重量％的生物降解性添加剂。
[0134]
在另一方面，earthpcb组合物可以在相同的组合物中提供有组分的变型。一个实例可以是55重量％的绿聚乙烯或绿聚丙烯、10重量％的碳酸钙、7重量％的马铃薯淀粉、7重量％的木薯淀粉、2重量％的大豆蛋白、2重量％的豌豆蛋白、2重量％的秆芯、5重量％的竹纤维和3重量％的生物降解性添加剂。将蛋白质、淀粉和草的组分研磨成直径约0.1-4.0微米的细粉。
[0135]
在另一方面，earthpcb组合物可以提供有大豆蛋白作为秆芯原材料的替代物，或者竹草纤维可以用作秆芯原材料的替代物。因此，具有替代的大豆蛋白或竹纤维草的earthpcb组合物可以包含约1-30重量％的研磨成直径为约0.1至4.0微米的细粉的大豆蛋白或竹草，或者具有与上述相同的重量百分比。可以以与前面上述相同的重量量和相同的粒径以颗粒或粉末形式提供其余的组分(例如，淀粉、碳酸钙、绿聚乙烯)。
[0136]
上述的earthpcb树脂可以由以下优选的配方制备。earthpcb组合物的第一示例性配方可以包含63重量％的绿聚乙烯、14重量％的碳酸钙、10重量％的马铃薯淀粉、10重量％的木薯淀粉、3重量％的生物降解性添加剂。
[0137]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物包含67重量％的绿聚乙烯、24重量％的碳酸钙、8重量％的食物淀粉和1重量％的生物降解性添加剂。
[0138]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含99重量％的绿聚乙烯、0.25重量％的碳酸钙、0.25重量％的食物淀粉和0.5重量％的生物降解性添加剂。
[0139]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含62重量％的绿聚乙烯、2重量％的食物蛋白质、17重量％的碳酸钙、18重量％的食物淀粉和1重量％的生物降解性添加剂。
[0140]
在配方的另一个实例中，earthpcb组合物可以包含65重量％的绿聚乙烯、19重量％的碳酸钙、13重量％的食物淀粉和3重量％的生物降解性添加剂。
[0141]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含62重量％的绿聚乙烯、25重量％的碳酸钙、12重量％的食物淀粉和1重量％的生物降解性添加剂。
[0142]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含50重量％的绿聚乙烯、24重量％的碳酸钙、12重量％的马铃薯淀粉、12重量％的木薯淀粉和2重量％的生物降解性添加剂。
[0143]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含60重量％的绿聚乙烯、17重量％的碳酸钙、10重量％的马铃薯淀粉、10重量％的木薯淀粉和3重量％的生物降解性添加
剂。
[0144]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含70重量％的绿聚乙烯、15重量％的碳酸钙、6重量％的马铃薯淀粉、6重量％的木薯淀粉和3重量％的生物降解性添加剂。
[0145]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含80重量％的绿聚乙烯、9重量％的碳酸钙、4重量％的马铃薯淀粉、4重量％的木薯淀粉和3重量％的生物降解性添加剂。
[0146]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含90重量％的绿聚乙烯、5重量％的碳酸钙、1重量％的马铃薯淀粉、1重量％的木薯淀粉和3重量％的生物降解性添加剂。
[0147]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含62重量％的绿聚乙烯、14重量％的碳酸钙、10重量％的马铃薯淀粉、10重量％的木薯淀粉、1重量％的生物降解性添加剂和2重量％的fda批准用于食品接触的着剂。例如，建筑工人的安全帽可以着成黄，使得建筑工地或工厂地面上的重型设备操作员可以很容易地看到工人戴着黄安全帽。这是具有符合fda或可生物降解的着剂基质组合物的earthpcb组合物的一个优点，可以是戴黄安全帽的工人容易被看到，并且用earthpcb树脂制成的安全帽与石油塑料一样坚固或比其更坚固，并且是可堆肥、可生物降解、可再循环和对环境无毒的。
[0148]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含1至10重量％的着剂，而着剂是符合fda的食品接触，其中不同颜的earthpcb食品和饮料容器可以用于识别某些品牌、食品或饮料、容器的内容物(例如，可以识别无麸质食品或低热量饮料)。例如，蓝可以表示低热量，而红容器可以表示饮料含有糖，无麸质食品颜包装可以是金。
[0149]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含90重量％的绿聚乙烯、6重量％的碳酸钙、2重量％的生物降解性添加剂、2重量％的着剂。
[0150]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含95重量％的绿聚乙烯、1重量％的碳酸钙、1重量％的生物降解性添加剂、3重量％的着剂。
[0151]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含99重量％的绿聚乙烯和1重量％的生物降解性添加剂。
[0152]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含51重量％的绿聚乙烯、22重量％的碳酸钙、22重量％的食物淀粉、2重量％的着剂和3重量％的生物降解性添加剂。
[0153]
如以上优选的组合物配方所示，将需要使用至少两种基质材料来获得可生物降解和可堆肥的树脂。这两种基质共聚物将是约90-99重量％的绿聚乙烯，约1-10重量％的生物降解性添加剂。
[0154]
然而，如earthpcb的上述优选组成配方所示，至少需要使用四种基质材料来获得可在更快时间线内生物降解和堆肥的树脂，而且因为earthpcb基质材料如碳酸钙、食物淀粉、草、食物蛋白质(按重量计)比绿聚乙烯或绿聚丙烯(按重量计)以及生物降解性添加剂(按重量计)便宜。在基质组合物配方中使用至少三种或四种earthpcb材料具有明显的经济优势。
[0155]
因此，本文公开的earthpcb组合物的优点可以是，即使仅使用两种或三种基质共聚物，由earthpcb树脂制成的生物塑料产品也可以是可堆肥的、可生物降解的和可再循环
的。
[0156]
特别地，将earthpcb组合物的密度与pla(聚乳酸)进行比较，发现pla的密度为1.24g/cm3，earthpcb的密度为约0.95g/cm3，密度低29％，这意味着对于生产的相同产品，earthpcb的重量比pla轻29％。这在运输成本和产品处理方面具有显著的好处。例如，一个人举起由pla制成的产品箱将举起50磅的产品箱，而同样由earthpcb制成的材料箱将重35.5磅。这也相当于一家公司能够将增加29重量％的产品装入一个50磅的包装中，这可以显著节约经济成本。pla和earthpcb都是可生物降解和生物堆肥的，石油基聚乙烯可能具有与earthpcb相似的密度系数，但是，(pe)聚乙烯既不可生物降解也不可生物堆肥，只能再循环。全球再循环率为9％,这对我们的环境是毁灭性的。因此，本文公开的earthpcb组合物的优点可以是由earthpcb树脂制成的生物塑料产品重量小于pla，是可生物降解的、可生物堆肥的和可再循环的，而石油基聚乙烯可能具有与earthpcb相似的密度，然而，pe是不可生物降解的或不可生物堆肥的；类似地，绿聚乙烯可能具有与earthpcb相似的密度，但是，如果没有与绿pe共混的earthpcb共聚物的基质组合物，(绿pe)-绿聚乙烯是不可生物降解或不生物堆肥的。因此，与pla、pe和绿pe相比，earthpcb在重量/密度、生物降解性和生物堆肥性方面具有明显的优势。
[0157]
pcr：消费后再循环材料塑料
[0158]
earthpcb配方旨在补充一系列负责任地处理塑料废物的方案，包括再循环和还原(pcr-消费后再循环材料)为循环经济。
[0159]
同样，pcr：消费后再循环塑料，是重复使用、再循环和再利用的塑料材料-它们成为pcr：消费后再循环材料，pcr以不同的重量百分比与树脂石油塑料一起使用，5％至100％的pcr来制造新产品。所以，我们再循环的塑料废物越多，对我们的环境就越好。
[0160]
例如，与类似的树脂常规塑料(如hdpe)相比，pcr的成本非常高，常规塑料的成本可能为$.60每磅，而pcr-hdpe的成本可能为$1.30每磅。
[0161]
世界上有超过6万亿公斤的塑料废物，而曾经创造的每一盎司传统塑料仍然存在我们身边。这种塑料废物的涌入对我们的环境和健康造成破坏。微塑料通过我们的农业土壤和水供应在人类、陆地和水生食物链中积累，对健康造成广泛的负面影响。
[0162]
这些微小的碎片从自来水、食物甚至我们呼吸的空气中进入我们不知情的身体，其中许多含有与癌症、激素紊乱和发育迟缓有关的化学物质。
[0163]
总的来说，塑料废物问题没有真正可持续的寿命终结解决方案。已经开发出真正可持续的生物塑料材料，其可以经济地大规模生产，在经济上是可行的，并且可以用于替代当今在全球市场上使用的各种石油基塑料产品。我们需要一个收集和销毁塑料废物的计划。
[0164]
因此，需要通过生产经济上可行的、土壤植物基可堆肥和可生物降解的组合物以及在全球制造所述组合物/树脂的可扩展方法来解决上述问题，所述组合物具有可用于pcr-消费后再循环树脂的生态友好性质。
[0165]
一方面，提供了一种土壤植物基可堆肥可生物降解(earthpcb
tm
)组合物，其包括共混的土壤材料和共聚物基质的组合物。为了解决pcr问题-产品在再循环和再利用后返回垃圾填埋场或海洋，例如,earthpcb
tm
可以加入1-99重量％的pcr树脂，例如聚乙烯pe、聚丙烯pp。该组合物还可以包含0.5-10重量％的生物降解性添加剂。pla、pha、phb不能与pcr再循
环或与pcr共混/复合，但earthpcb
tm
可以。
[0166]
在另一方面，土壤树脂基“plus”可堆肥可生物降解组合物树脂可包含约15至95重量％的乙醇基绿聚乙烯-绿pe、5至50重量％的pcr-聚乙烯或聚丙烯、1至30重量％的碳酸钙caco3、1至30重量％的食物淀粉、0.5至10重量％的生物降解性添加剂、1至30重量％的食物蛋白质如大豆蛋白或豌豆蛋白、1至50重量％的秆芯或竹草或木屑。
[0167]
将earthpcb与塑料pcr树脂共混混合将为塑料废物和pcr塑料产品创造一个可持续的寿命终结，并创造一个安全网，即如果pcr塑料碰巧最终回到海洋或垃圾填埋场，它将生物降解，而不必再次进行昂贵的再循环。如果不这样做，塑料废物进入我们环境的恶性循环将继续存在并变得更糟，因为我们的全球人口将接近90亿人。
[0168]
显然，当从本文公开的每种组分的重量百分比范围产生特定的earthpcb组合物时，特定组合物的总重量百分比不应超过100％。
[0169]
上述earthpcb-plus pcr树脂可以由以下示例性配方生产。earthpcb组合物的第一示例性配方可以包含5重量％的pcr-聚乙烯、60重量％的绿聚乙烯、12重量％的碳酸钙、10重量％的马铃薯淀粉、10重量％的木薯淀粉、3重量％的生物降解性添加剂。
[0170]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含10重量％的pcr-聚乙烯树脂、60重量％的绿聚乙烯、15重量％的碳酸钙、12重量％的食物淀粉、3重量％的生物降解性添加剂。
[0171]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含15重量％的pcr-聚乙烯树脂、60重量％的绿聚乙烯、10重量％的碳酸钙、12重量％的食物淀粉、3重量％的生物降解性添加剂。
[0172]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含25重量％的pcr-聚乙烯树脂、50重量％的绿聚乙烯、15重量％的碳酸钙、8重量％的食物淀粉、2重量％的生物降解性添加剂。
[0173]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含50重量％的pcr-聚乙烯树脂、35重量％的绿(植物基)聚乙烯、12重量％的碳酸钙、3重量％的生物降解性添加剂。
[0174]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含75重量％的pcr-聚乙烯树脂、15重量％的绿(植物基)聚乙烯、8重量％的碳酸钙、2重量％的生物降解性添加剂。
[0175]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含99重量％的pcr-聚乙烯树脂、1重量％的生物降解性添加剂。
[0176]
应该知道，可以向配方中加入少量的着剂来获得某种颜，如在另一个方面所解释的。例如，可以通过相应地减少任何其它组分基质如pcr-pe、绿pe、碳酸钙、棉花、食物淀粉、生物降解性添加剂来添加1至10％的着剂。应该知道，如上文所述，除此之外或作为其他基质的替代,可以使用其他earthpcb基质，例如食物蛋白质、秆芯、竹子、草、木材、生物质、纤维素、棉花。同样，所有这些基质都是可生物降解的。
[0177]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含25重量％的pcr-聚乙烯树脂、50重量％的绿聚乙烯树脂、10重量％的碳酸钙、5重量％的棉花废料、7重量％的食物淀粉、3％的生物降解性添加剂。
[0178]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含5重量％的pcr-聚丙烯树脂、60重量％的绿聚丙烯树脂(同样，绿聚丙烯由乙醇制成)、12重量％的碳酸钙、10重量％的
马铃薯淀粉、10重量％的木薯淀粉、3％的生物降解性添加剂。
[0179]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含10重量％的pcr-聚乙烯树脂、60重量％的绿聚丙烯、15重量％的碳酸钙、12重量％的食物淀粉、3％的生物降解性添加剂。
[0180]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含15重量％的pcr-聚丙烯树脂、60重量％的绿聚丙烯树脂、10重量％的碳酸钙、12重量％的食物淀粉、3％的生物降解性添加剂。
[0181]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含50重量％的pcr-聚丙烯树脂、35重量％的绿聚丙烯、12重量％的碳酸钙、3重量％的生物降解性添加剂。
[0182]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含75重量％的pcr-聚丙烯树脂、15重量％的绿聚丙烯、8重量％的碳酸钙、2重量％的生物降解性添加剂。
[0183]
在另一个示例性配方中，earthpcb组合物可以包含99重量％的pcr-聚丙烯树脂、1重量％的生物降解性添加剂。
[0184]
同样，可以向配方中加入少量的着剂来获得某种颜，如在另一个方面所解释的。例如，可以通过相应地减少任何其它组分基质如pcr-pp、绿pp、碳酸钙、食物淀粉、棉花、生物降解性添加剂来添加1至10％的着剂。
[0185]
同样，也可以使用其他的earthpcb基质，例如可以添加或替代食物蛋白、秆芯、竹子、草、木材、生物质、纤维素、棉花。所有这些基质都是可生物降解的。
[0186]
在另一种组合物中，可以包含25重量％的pcr-聚丙烯树脂、50重量％的绿聚丙烯、10重量％的碳酸钙、5重量％的棉花废料、7重量％的食物淀粉、3重量％的生物降解性添加剂。
[0187]
还可以将pcr树脂研磨成约0.1至4.0微米的细颗粒粉，并在不加热的情况下与earthpcb配方中的其他基质机械混合并干混。
[0188]
在另一个实例中，提供了一种包括共混的土壤和共聚物基质的组合物的土壤植物基可堆肥可生物降解(earthpcb)组合物。该组合物可提供有乙醇基绿聚丙烯，该乙醇基绿聚丙烯由不同类型的有机材料如玉米、甘蔗、甜菜、纤维素或其它植物基乙醇制成。土壤聚丙烯或绿聚丙烯(例如earthpcb tm,土壤基聚丙烯，i’m green或i’m earthpp聚丙烯earthpp或green pp)为约15-99重量％，其本身不可生物降解。该组合物还可包含约0.5-60重量％的碳酸钙(caco3)。该组合物还可以包含100％可生物降解、可堆肥和可再循环的食物基淀粉，并且可以提供为0.5-85重量％。该组合物还可以包含食物基蛋白质，其自身100％可生物降解，并且可以提供为0.5-85重量％。earthpcb树脂还可以包含约0.5-10重量％的生物降解性添加剂。因此，earthpcb基质的一个优点可以是，所得产品与石油基塑料一样坚固或更加坚固，同时还是可堆肥的、可生物降解、可再循环和对环境无毒。同样，食物淀粉也可以包括但不限于马铃薯、木薯(tapioca)、木薯(cassava)、豌豆、玉米、小麦和其他食物基淀粉。
[0189]
因此，很明显，由于本文公开的组合物的可生物降解性质，如果任何再循环系统出现故障，如果由于未管理的废物而泄漏到环境中，那么最终有一个解决方案-earthpcb。
[0190]
如将在下文中更详细地讨论的，在测试过程中，发现在混合树脂之前对每种组分的研磨使每种组分均匀地共混。
[0191]
在一个方面，提供了一种生产earthpcb组合物的方法，生产earthpcb树脂基质的方法可首先包括将每种共聚物分别碾磨成细粉，其中每个颗粒的直径为约0.1至4.0微米。例如，基质共聚物可以是绿聚乙烯或绿聚丙烯,碳酸钙(caco3),草,棉花废料,木材例如竹子、秆芯、燃烧过的木屑或锯屑木纤维,食物蛋白如大豆蛋白,食物淀粉如马铃薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉,生物降解性添加剂，并且可以以固态提供。上述基质组分可以是颗粒形式，但优选的形式是细磨粉末。可以测量出每种基质共聚物的预选量以生产earthpcb组合物。
[0192]
可以将所述基质共聚物研磨(ground)、研磨(milled)或粉末化到该直径范围内，以使每种共聚物能够精细地、精细粉末状地、粉末状地共混成均匀的组合物。可以通过几何方法，例如显微镜或筛分，来测量粉末状共聚物的粒度。在优选的示例性实施方案中，绿pe、绿pp、草、木材、棉花、caco3、食物淀粉、食物蛋白质粉、生物降解性添加剂可以研磨成直径约0.1-4.0微米的细粉。形成秆内芯的秆芯纤维通常是木质的，因此它们本身不能很好地复合或均匀共混。因此，当将秆芯研磨成直径约0.1至4.0微米的细粉时，它与其他基质共聚物更均匀地共混和复合。草、木纤维、木屑、棉花、生物质也是如此，因此它们本身不能很好地复合或均匀共混。因此，当将这些基质组分研磨成直径约0.1至4.0微米的细粉时，它们与其他基质共聚物更均匀地共混和复合。因此，将这些基质组分研磨成这种细粉末尺寸的优点可以是earthpcb树脂更坚固、更柔韧并且经济上可行，因为在混合之前不需要预干燥。这些成分是可堆肥、可生物降解和可再循环的。
[0193]
一旦将每种基质共聚物在通常约0.1至4.0微米的范围内共混，就可以将共聚物共混在一起并在不加热或预干燥的情况下机械混合。例如，可以在机械机构中将每种组分一次一种地添加到混合物中，其中在添加下一种基质共聚物之前，将混合物一次混合约5至25分钟。一旦所有基质共聚物在进行复合之前不加热或不预干燥基质组分以从有机基质中除去水分(混合在一起的组分有助于干燥水分)的情况下机械搅拌在一起并干燥，所得混合物可以在复合方法中被加热至约220-430℉之间的温度。加热最终的基质混合物可在混合物内实现热力学活化，从而在不使用热塑性淀粉或增塑剂添加剂的情况下，在混合物的每种基质共聚物之间建立内聚力。这对于开发经济可行的生物塑料材料(如earthpcb)至关重要。热塑性淀粉和增塑剂添加剂昂贵，并且可能含有非有机、不可生物降解、不可堆肥材料。用于产生生物塑料的有机生物材料越多，在母料树脂中实现生物降解和生物堆肥的机会就越大。最终混合物的加热导致上文公开的最终母料earthpcb树脂。因此，生产earthpcb树脂的方法的一个优点是，该树脂作为石油基塑料的替代品在经济上是可行的，可用作形成多种类型的食品和饮料容器、包装、膜、袋子、化妆品包装、医疗应用、药瓶、营养补充剂、商业和工业用具、汽车、飞机的材料，基本上任何类似于石油塑料产品的产品都可以由earthpcb制成。该方法的另一个优点可以是所得产品将是可再循环的、可堆肥的和可生物降解的。
[0194]
例如，可以通过热成型、滚塑、注塑、挤出吹塑、挤出、膜(film)、气泡成型、真空成型和挤出造粒将earthpcb树脂制成一系列产品和物品。
[0195]
earthpcb树脂可以通过涉及以下的过程造粒：挤出、切割挤出的股线并固化以生产母料生物塑料树脂颗粒。应该理解的是，由于对构成组合物的每种组分的研磨，组合物的固化过程将更快，并且不需要对基质组分进行任何预干燥以将earthpcb组合物挤出复合成颗粒状母料。这节省了大量的时间和成本。众所周知，许多基质和有机材料如pla、pha、phb
需要预干燥以挤出复合，并且当使用这些生物树脂如pla、pha、phb时，它们需要在注塑、挤出、挤出吹塑、热成型和其它众所周知的用于制造生物塑料以及石油基塑料产品的塑料加工之前预干燥。而earthpcb在使用前不需要预干燥，从而减少了加工生物树脂，使其成为生物塑料产品的时间。应当注意，研磨earthpcb基质组分需要时间(5至25分钟)，但这比处理时预干燥基质或树脂材料的时间少得多。使用前预热生物树脂需要24至48小时，比混合5至25分钟的时间长得多。此外，在预干燥如pla、pha、phb或其他生物树脂的烘箱中必须使用大量的能源(气体或电力)，其中研磨使用较少的能量，因此降低了制造成本和时间，并且还降低了生产各种由earthpcb树脂制成的产品之前的仓储成本。
[0196]
如本领域普通技术人员已知的，造粒是将基质压缩、挤出或模塑成小颗粒状的过程。然后可以将这些颗粒运输到各个制造商，这些制造商在特定的制造过程(例如注塑、挤出膜、挤出吹塑、热成型等)中使用这些颗粒。
[0197]
earthpcb基质在热成型下的熔体流动速率小于1g/10min至80g/10min(熔体流动小于1至80g/10min)，这在能够生产广泛的生物塑料产品方面有显著优势。其他生物树脂(例如，pla、pha、phb)不能达到该范围的熔体流动。与earthpcb不同，其他生物树脂不具备轻松调整熔体流动速率的关键能力。这就是为什么pla、pha、phb在塑料制造中的用途有限，而earthpcb可用于塑料工业的所有应用，但作为一种可生物降解、可生物堆肥、可再循环的生物塑料。因此，例如，热成型下earthpcb基质材料的熔体流动速率可以在约小于1至80g/10min的范围内。在该形式中不需要改性剂来实现该熔体流动范围。通过仅共混上面列出的earthpcb基质材料就可实现，从而降低树脂成本，因为不需要额外的基质组分。应注意，减少earthpcb配方中的淀粉比率会增加流动速率。应该理解的是，可以将抗冲改性剂或温度改性剂添加到基质中，以对树脂基质的性能进行调整。
[0198]
例如，如果由本文公开的earthpcb树脂生产的话，则可以将抗冲改性剂(例如，碳酸钙或casio3硅灰石)添加到基质中以赋予产品更高的强度。将抗冲改性剂添加到绿pe或绿pp中不是已知的，或显而易见的。然而，以上列出的基质组分以及earthpcb组合物可以包含抗冲改性剂或其他添加剂，这些添加剂可以添加到earthpcb基质组合物中，以增加由earthpcb制成的产品的耐久性，并且仍然实现earthpcb组合物可生物降解、可生物堆肥、可再循环的目标。
[0199]
在一方面，earthpcb组合物可提供有一种生产由earthpcb树脂制成的生物塑料的方法。生产用于形成生物塑料的earthpcb组合物的方法可首先包括将绿聚乙烯或绿聚丙烯和碳酸钙研磨成直径约0.1至4.0微米的细粉，然后将两种粉末机械混合在一起，形成第一混合物。可以将秆芯、竹子、纤维、草、棉花或木纤维研磨成约0.1至4.0微米的细粉，并与第一混合物机械混合和干混，形成第二混合物。因此，应注意，不需要对基质组分进行预干燥，如其它生物塑料如pla、pha、phb所恢复的那样。第二混合物包含绿聚乙烯或绿聚丙烯、碳酸钙和杆芯。应当理解，食物淀粉或蛋白质颗粒(particles)或颗粒(granulates)，例如(大豆蛋白或豌豆蛋白，或马铃薯淀粉，或木薯淀粉)可以代替秆芯，或与秆芯一起添加，混合秆芯和蛋白质颗粒(particles)、粉末、颗粒(granulates)。然后，可以将食物淀粉如马铃薯、木薯、玉米、小麦研磨成直径为约0.1至4.0微米的细颗粒粉末，并且可以在不加热或不预干燥基质组分的情况下与第二混合物进行机械混合和干混，形成第三混合物。应当理解，可以将生物添加剂研磨成直径为约0.1至4.0微
米的细颗粒粉末，并可以在不加热或不预干燥的情况下与第三混合物机械混合和干混，形成第四混合物。最后，可以在约220至430℉的温度下搅拌复合第三和最后的混合物，以热力学活化并连接每种基质共聚物内的材料结构，形成earthpcb母料树脂。共混的材料的结构组分通过加热结合过程以线性或分支方式连接。earthpcb树脂可以在约220至430℉下固化，以形成颗粒状材料形式的母料生物塑料。然后，earthpcb颗粒状材料可用于形成食品、饮料、化妆品、汽车、消费品、吸管、医疗设备、电子设备、营养粉末包装、药瓶。基本上，目前由常规塑料制成的任何产品都可以由地球pcb树脂制成，作为可通过挤出、挤出吹塑、注射成型、热成型、真空成型、滚塑制成的产品的实例，作为一般塑料产品制造方法的实例。因此，earthpcb树脂的一个优点可以是，目前由常规塑料制成的产品现在可以由可堆肥、可生物降解、可再循环的树脂制成。
[0200]
传统的石化基塑料树脂的固化和混合方法包括首先熔化构成所述组合物的每种成分的颗粒状形式。如上所述，生产earthpcb高性能、可持续、可再生、低碳树脂的方法包括将所有成分以粉末形式混合成最终混合物，而不是混合熔化的颗粒。因此，以上公开的方法的优点可以是构成所述组合物的每种组分可以在不加热或不预干燥树脂组分的情况下干燥混合和共混，并且在进行材料的任何制造过程(例如注塑、挤出、挤出吹塑、真空成型、热成型、滚塑成型等)之前，不预干燥成品母料树脂。
[0201]
应该理解的是，earthpcb高性能、可持续、可再生、污染较少的树脂组合物的上述示例性实施方案可以专门配制和用于各种应用。例如，对于包装用膜的生产，例如，可以不使用大豆蛋白，但是可以优选使用例如磨碎的秆芯或竹草、绿聚乙烯、碳酸钙、天然食物淀粉和生物降解性添加剂来制造earthpcb高性能、可持续、可再生、低碳组合物，因为蛋白质如大豆蛋白、豌豆蛋白可以破坏所得薄膜产品的完整性。
[0202]
应当注意，在本文公开的earthpcb组合物中包括有机组分，例如食物淀粉(即纯的，没有增塑剂或其他添加剂)、食物蛋白质或纤维素材料(例如，木材或草纤维)对加速生物降解和堆肥过程至关重要。
[0203]
阐明在该专利文件中使用的某些单词和短语的定义可能是有利的。应当理解，术语“基质”、“组合物”和“树脂”在本文中可互换使用。术语“或”是包含性的，意味着“和/或”。短语“与...关联”和“与之关联”及其派生词可能表示包括、包含在其中、与之互连、包含、包含在其中、连接至或与之相连、耦合至或与之耦合、与之可连通、与之合作、交错、并列、接近、结合至或与之结合、具有、具有...特性，等。
[0204]
另外，在本技术中使用的“多个”是指两个或更多个。一“组”项目可以包括一个或多个这样的项目。在书写的说明书中或在权利要求书中，术语“包含”、“包括”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”等应理解为开放式的，即，意味着包括但不限于。只有过渡短语“由...组成”和“基本上由......组成”相对于权利要求书分别是封闭或半封闭的过渡短语。
[0205]
如果存在的话，则在权利要求书中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等序数术语来修改权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素相对于另一个权利要求元素的任何优先权、优先级或顺序，或者执行方法动作的时间顺序。这些术语仅用作区分具有某一名称的一个权利要求元素与具有相同名称的另一元素(但用于序数术语)以区分权利要求元素的标签。如在本技术中使用的，“和/或”是指所列项目是替代方案，但是所述替代方案也包括所列项目的任何组合。
[0206]
在整个说明书中，所示的各方面、实施方案或实例应被认为是示例性的，而不是对所公开或要求保护的装置或过程的限制。尽管一些实例可能涉及方法动作或系统元素的特定组合，但是应该理解，可以以其他方式组合那些动作和那些元素以实现相同的目标。
[0207]
仅结合一个方面、实施方案或实例讨论的动作、要素和特征不旨在被排除在其他方面、实施方案或实例中的类似角之外。
[0208]
本发明的各方面、实施方案或实例可以被描述为通常使用流程图、作业图、结构图或框图来描绘的过程。尽管流程图可以将操作描绘为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新安排操作顺序。关于流程图，应当理解，可以采取另外的和更少的步骤，并且可以组合或进一步精炼所示的步骤以实现所描述的方法。
[0209]
如果在权利要求中陈述了装置加功能的限制，则所述装置不旨在限于在本技术中公开的用于执行所叙述的功能的装置，而是旨在在范围上涵盖现在或以后开发的、用于执行所述功能的任何等效装置。
[0210]
如果提出任何针对方法和/或过程的权利要求，则所述针对方法和/或过程的权利要求不应限于以所写顺序执行其步骤，并且本领域技术人员可以容易地理解，顺序可以变化并且仍在本发明的精神和范围内。
[0211]
尽管本文已经示出和描述了各方面、实施方案和/或实例，但是本领域普通技术人员将容易地检测相同和/或等效变型的替代，其可以实现相同结果，并且可以替代本文中所示出和描述的各方面、实施方案和/或实例，而不脱离本发明的范围。因此，本技术的范围旨在覆盖这样的替代方面、实施方案和/或实例。因此，本发明的范围由所附权利要求书及其等同物限定。此外，每个权利要求作为进一步的公开内容并入说明书中。

技术特征：

1.一种用于生产生物塑料的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物，所述组合物包含乙醇基聚乙烯、淀粉和生物降解性添加剂，其中所述乙醇基聚乙烯选自5-95重量％的范围，所述淀粉选自1-60重量％的范围，且所述生物降解性添加剂选自0.5-10重量％的范围。2.根据权利要求1所述的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物，其进一步包含1重量％-40重量％范围的碳酸钙。3.根据权利要求1所述的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物，其进一步包含碳酸钙和植物基原料，其中所述碳酸钙选自5-60重量％的范围，且所述植物基原料选自14-55重量％的范围。4.根据权利要求3所述的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物，其中所述组合物包含：乙醇基聚乙烯，占组合物的约17.5-45重量％；碳酸钙，占组合物的约20-25重量％；植物基原料，占组合物的约2-12重量％；淀粉，占组合物的约32-45重量％；以及生物降解性添加剂，占组合物的约0.5-1重量％。5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述植物基原料为秆芯或大豆蛋白。6.根据权利要求4所述的组合物，其中所述乙醇基聚乙烯来源于甘蔗。7.一种生产用于形成生物塑料的土壤植物基可堆肥可生物降解树脂的方法，所述树脂包含乙醇基聚乙烯、淀粉和生物降解性添加剂，所述方法包括以下步骤：计量出第一预定量的乙醇基聚乙烯、第二预定量的淀粉和第三预定量的生物降解性添加剂；将第一预定量研磨成第一细粉，将第二预定量研磨成第二细粉，并且将第三预定量研磨成第三细粉，从而生产批量细粉；将所述批量细粉的第一细粉加入机械混合机中；将所述批量细粉的每种剩余细粉逐一添加到机械混合机中，同时将每种细粉在没有加热的情况下干燥地机械混合一段时间，直到所有细粉都搅拌在一起，从而形成最终混合物；和将最终混合物在约220-360℉下加热，直到生产土壤植物基可堆肥可生物降解树脂。8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括在约250至360℉下固化所述树脂以形成用于形成生物塑料产品的颗粒状生物塑料。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述树脂进一步包括碳酸钙和植物基原料。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述植物基原料为秆芯或大豆蛋白。11.根据权利要求7所述的方法，其中所述批量细粉的每种细粉由直径为约0.10至4.0微米的颗粒组成。12.根据权利要求7所述的方法，其中所述一段时间为约5至25分钟。13.一种用于生产生物塑料的土壤植物基可堆肥可生物降解组合物，所述组合物包含：乙醇基聚乙烯，占组合物的约50至65重量％；淀粉，占组合物的约30至50重量％；caco3，占组合物的约2至10重量％；以及生物降解性添加剂，占组合物的约.5-10重量％。
14.根据权利要求13所述的组合物，其中所述乙醇基聚乙烯来源于甘蔗。15.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约15重量％至99重量％的植物基聚乙烯、约0.5重量％至60重量％的碳酸钙(caco3)、约0.5重量％至85重量％的食物基淀粉、约0.5重量％至85重量％的食物基蛋白质以及约0.5重量％至10重量％的生物降解性添加剂。16.根据权利要求15所述的组合物，其中所述食物基淀粉为约0.5重量％至30重量％。17.根据权利要求15所述的组合物，其中所述植物基聚乙烯为约25重量％至99重量％。18.根据权利要求15所述的组合物，其中所述碳酸钙(caco3)为约1重量％至50重量％。19.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约1重量％至75重量％的研磨成约0.1至4.0微米的细粉的秆芯。20.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约25重量％至60重量％的研磨成约0.1至4.0微米的细粉的食物基淀粉。21.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约0.5重量％至50重量％的研磨成约0.1至4.0微米的细粉的植物基蛋白质。22.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约1重量％至35重量％的研磨成约0.1至4.0微米的细粉的纤维素材料。23.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约25重量％至99重量％的植物基聚乙烯或聚丙烯、约1重量％至40重量％的碳酸钙(caco3)、约1重量％至50重量％的食物基淀粉、约1重量％至40重量％的食物基蛋白质、约1重量％至40重量％的木纤维或草纤维、约1重量％至50重量％的秆芯以及约0.5重量％至10重量％的生物降解性添加剂。24.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约50重量％的植物基聚乙烯或聚丙烯、约15重量％的碳酸钙(caco3)、约25重量％的食物基淀粉，以15重量％的马铃薯淀粉和10重量％的木薯淀粉表示，约6重量％的秆芯以及约4重量％的生物降解性添加剂。25.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约15重量％至99重量％的植物基聚乙烯，约0.25重量％至60重量％的碳酸钙(caco3)、约0.25重量％至85重量％的食物基淀粉以及约0.5重量％至10重量％的生物降解性添加剂。26.根据权利要求25所述的组合物，其中所述组合物包含约60重量％的植物基聚乙烯、约20重量％的碳酸钙(caco3)、约18重量％的食物基淀粉以及约2重量％的生物降解性添加剂。27.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约90重量％的植物基聚乙烯或聚丙烯，约7重量％的碳酸钙以及约3重量％的生物降解性添加剂。28.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约90重量％的植物基聚乙烯或聚丙烯、约9重量％的碳酸钙以及约1重量％的生物降解性添加剂。29.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含55重量％的植物基聚乙烯或聚丙烯、10重量％的碳酸钙、7重量％的马铃薯淀粉、7重量％的木薯淀粉、2重量％的大豆蛋白、2重量％的豌豆蛋白、2重量％的秆芯、5重量％的竹纤维以及3重量％的生物降解性添加剂。
30.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约1-30重量％的研磨成约0.1至4.0微米的细粉的大豆蛋白或竹草。31.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含63重量％的植物基聚乙烯、14重量％的碳酸钙、10重量％的马铃薯淀粉、10％的木薯淀粉以及3重量％的生物降解性添加剂。32.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含67重量％的植物基聚乙烯、24重量％的碳酸钙、8重量％的食物淀粉以及1重量％的生物降解性添加剂。33.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含99重量％的植物基聚乙烯，0.25重量％的碳酸钙、0.25重量％的食物淀粉以及0.5重量％的生物降解性添加剂。34.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物,所述组合物包含62重量％的植物基聚乙烯、2重量％的食物蛋白、17重量％的碳酸钙、18重量％的食物淀粉以及1重量％的生物降解性添加剂。35.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含65重量％的植物基聚乙烯、19重量％的碳酸钙、13重量％的食物淀粉以及3重量％的生物降解性添加剂。36.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含62重量％的植物基聚乙烯、25重量％的碳酸钙、12重量％的食物淀粉以及1重量％的生物降解性添加剂。37.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含50重量％的植物基聚乙烯、24重量％的碳酸钙、12重量％的马铃薯淀粉、12％的木薯淀粉以及2重量％的生物降解性添加剂。38.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含60重量％的植物基聚乙烯、17重量％的碳酸钙、10重量％的马铃薯淀粉、10％的木薯淀粉以及3重量％的生物降解性添加剂。39.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含70重量％的植物基聚乙烯、15重量％的碳酸钙、6重量％的马铃薯淀粉、6％的木薯淀粉以及3重量％的生物降解性添加剂。40.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含80重量％的植物基聚乙烯、9重量％的碳酸钙、4重量％的马铃薯淀粉、4％的木薯淀粉以及3重量％的生物降解性添加剂。41.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含90重量％的植物基聚乙烯、5重量％的碳酸钙、1重量％的马铃薯淀粉、1％的木薯淀粉以及3重量％的生物降解性添加剂。42.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含62重量％的植物基聚乙烯、14重量％的碳酸钙、10重量％的马铃薯淀粉、10％的木薯淀粉、1重量％的生物降解性添加剂以及2重量％的着剂。43.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物,所述组合物包含90重
量％的植物基聚乙烯、6重量％的碳酸钙、2重量％的生物降解性添加剂以及2重量％的着剂。44.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物,所述组合物包含95重量％的植物基聚乙烯、1重量％的碳酸钙、1重量％的生物降解性添加剂以及3重量％的着剂。45.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约90重量％至99重量％的植物基聚乙烯和约1重量％至10重量％的生物降性解添加剂。46.根据权利要求45所述的组合物，其中所述组合物包含99重量％的植物基聚乙烯和1重量％的生物降解性添加剂。47.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含51重量％的植物基聚乙烯、22重量％的碳酸钙、20重量％的食物淀粉、4重量％的着剂和3重量％的生物降解性添加剂。48.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约15重量％至95重量％的植物基聚乙烯、约5重量％至50重量％的pcr聚乙烯或聚丙烯、约1重量％至30重量％的碳酸钙(caco3)、约1重量％至30重量％的食物淀粉、约0.5重量％至10重量％的生物降解性添加剂、1重量％至30重量％的食物蛋白质以及约1重量％至50重量％的秆芯、竹草和木屑中的至少一种。49.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约5重量％的pcr聚乙烯、约60重量％的植物基聚乙烯、约12重量％的碳酸钙、约10重量％的马铃薯淀粉、约10重量％的木薯淀粉以及约3重量％的生物降解性添加剂。50.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约10重量％的pcr聚乙烯树脂、约60重量％的植物基聚乙烯、约15重量％的碳酸钙、约12重量％的食物淀粉以及约3重量％的生物降解性添加剂。51.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约15重量％的pcr聚乙烯树脂、约60重量％的植物基聚乙烯、约10重量％的碳酸钙、约12重量％的食物淀粉以及约3重量％的生物降解性添加剂。52.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约25重量％的pcr聚乙烯树脂、约50重量％的植物基聚乙烯、约15重量％的碳酸钙、约8重量％的食物淀粉以及约2重量％的生物降解性添加剂。53.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约50重量％的pcr聚乙烯树脂、约35重量％的植物基聚乙烯、约12重量％的碳酸钙、以及约3重量％的生物降解性添加剂。54.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约75重量％的pcr聚乙烯树脂、约15重量％的植物基聚乙烯、约8重量％的碳酸钙以及约2重量％的生物降解性添加剂。55.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约95重量％至99重量％的pcr聚乙烯树脂和约1重量％至5重量％的生物降解性添加剂。56.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约1重量％至99重量％的pcr树脂和约0.5重量％至10重量％的生物降解性添加剂。
57.根据权利要求56所述的组合物，所述组合物包含约25重量％的pcr聚乙烯树脂、约50重量％的植物基聚乙烯树脂、约10重量％的碳酸钙、约5重量％的棉花废料、约7重量％的食物淀粉以及约3重量％的生物降解性添加剂。58.根据权利要求56所述的组合物，所述组合物包含约5重量％的pcr聚丙烯树脂、约60重量％的植物基聚丙烯树脂、约12重量％的碳酸钙、约10重量％的马铃薯淀粉、约10重量％的木薯淀粉以及约3重量％的生物降解性添加剂。59.根据权利要求56所述的组合物，所述组合物包含约10重量％的pcr聚乙烯树脂、约60重量％的植物基聚丙烯、约15重量％的碳酸钙、约12重量％的食物淀粉以及约3重量％的生物降解性添加剂。60.根据权利要求56所述的组合物，所述组合物包含约15重量％的pcr聚丙烯树脂、约60重量％的植物基聚丙烯树脂、约10重量％的碳酸钙、约12重量％的食物淀粉以及约3重量％的生物降解性添加剂。61.根据权利要求56所述的组合物，所述组合物包含约50重量％的pcr聚丙烯树脂、约35重量％的植物基聚丙烯、约12重量％的碳酸钙以及约3重量％的生物降解性添加剂。62.根据权利要求56所述的组合物，所述组合物包含约75重量％的pcr聚丙烯树脂、约15重量％的植物基聚丙烯、约8重量％的碳酸钙以及约2重量％的生物降解性添加剂。63.根据权利要求56所述的组合物，其中所述组合物包含约99重量％的植物基聚丙烯树脂和约1重量％的生物降解性添加剂。64.根据权利要求56所述的组合物，所述组合物包含约25重量％的pcr聚丙烯树脂、约50重量％的植物基聚丙烯、约10重量％的碳酸钙、约5重量％的棉花废料、约7重量％的食物淀粉以及约3重量％的生物降解性添加剂重量。65.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约15重量％至约99重量％的植物基聚丙烯或植物基聚乙烯和约0.5重量％至约10重量％的生物降解性添加剂。66.根据权利要求65所述的组合物，其进一步包含约0.5重量％至约60重量％的碳酸钙(caco3)。67.根据权利要求65所述的组合物，其进一步包含约0.5重量％至约85重量％的食物基淀粉。68.根据权利要求65所述的组合物，其进一步包含约约0.5重量％至约85重量％的食物基蛋白质。69.根据权利要求65所述的组合物，其进一步包含抗冲改性剂。70.根据权利要求65所述的组合物，其进一步包含着剂。71.一种用于生产可堆肥和可生物降解的生物塑料的组合物，所述组合物包含约25重量％至约99重量％的植物基聚合物和约1重量％至10重量％的食物淀粉、碳酸钙和生物降解性添加剂的共混混合物。72.一种生产可堆肥和可生物降解的生物聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：将第一组分研磨成0.1至4.0微米的第一细粉；将第二组分研磨成0.1至4.0微米的第二细粉；将第一细粉加入混合机中；
将第二细粉加入混合机中；在混合机内将第一细粉和第二细粉混合干燥；和将所得混合物加热至约220至430℉。73.一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于鞋或其他软材料应用的生物塑料的组合物，所述组合物包含约28％至60％范围的聚乙烯、30重量％至75重量％的eva、1重量％至25重量％的caco3、1重量％至20重量％的淀粉以及1重量％至4重量％的生物降解性添加剂。74.根据权利要求73所述的组合物，所述组合物包含约18重量％的植物基聚乙烯、29重量％的聚乙烯、38重量％的乙烯-醋酸乙烯酯(eva)、8重量％的caco3、4重量％的淀粉以及3重量％的生物降解性添加剂。75.根据权利要求73所述的组合物，所述组合物包含约24重量％的植物基聚乙烯、23重量％的聚乙烯、40重量％的eva、6重量％的caco3、4重量％的淀粉以及3重量％的生物降解性添加剂。76.根据权利要求73所述的组合物，所述组合物包含约52重量％的植物基聚乙烯、28重量％的eva、12重量％的caco3、4重量％的淀粉以及4重量％的生物降解性添加剂。77.根据权利要求73所述的组合物，所述组合物包含约47重量％的植物基聚乙烯、40重量％的bio-eva、6重量％的caco3、4重量％的淀粉以及3重量％的生物降解性添加剂。78.一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于鞋或其他软材料应用的生物塑料的组合物，所述组合物包含约30重量％至60重量％范围的植物基聚乙烯、30重量％至75重量％的eva、4重量％至20重量％的caco3、1重量％至20重量％的淀粉以及1重量％至4重量％的生物降解性添加剂。79.一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于鞋或其他软材料应用的生物塑料的组合物，所述组合物包含约22重量％至60重量％的植物基聚乙烯、22重量％至60重量％的植物基聚丙烯、30重量％至70重量％的eva、1重量％至25重量％的caco3、1重量％至20重量％的淀粉、1重量％至4重量％的生物降解性添加剂、1重量％至30重量％的、1重量％至25重量％的棉花废料和1重量％至20重量％的植物蛋白。80.一种用于生产可堆肥和可生物降解的用于化妆品工业或其他刚性应用的生物塑料的组合物，所述组合物包含约55％至65％范围的聚乙烯、20重量％至30重量％的casio3硅灰石、7重量％至15重量％的caco3以及2重量％至3重量％的生物降解性添加剂。81.根据权利要求80所述的组合物，其包含约40重量％的植物基聚乙烯、15重量％的非植物基聚乙烯、25重量％的casio3硅灰石、10重量％的caco3、7重量％的淀粉以及3重量％的生物降解性添加剂。82.根据权利要求80所述的组合物，其包含约65重量％的植物基聚乙烯、25重量％的casio3硅灰石、7重量％的caco3以及3重量％的生物降解性添加剂。83.根据权利要求80所述的组合物，其包含约35重量％的植物基聚乙烯、25重量％的非植物基聚乙烯、30重量％的casio3硅灰石、8重量％的caco3以及2重量％的生物降解性添加剂。84.根据权利要求80所述的组合物，其包含约62重量％的植物基聚乙烯、20重量％的casio3硅灰石、15重量％的caco3以及3重量％的生物降解性添加剂。85.一种用于生产生物塑料的组合物，其包含约96重量％至99重量％的植物基聚乙烯、
pp-聚丙烯或植物基聚丙烯以及1重量％至4重量％的生物降解性添加剂。86.根据权利要求85所述的组合物，其中所述组合物包含98重量％的植物基聚乙烯和2重量％的生物降解性添加剂。87.根据权利要求85所述的组合物其中所述组合物包含97重量％的植物基聚乙烯和3重量％的生物降解性添加剂。88.根据权利要求85所述的组合物其中所述组合物包含96重量％的植物基聚乙烯和4重量％的生物降解性添加剂。89.根据权利要求85所述的组合物其中所述组合物包含99重量％的植物基聚丙烯和1重量％的生物降解性添加剂。90.根据权利要求85所述的组合物，其中所述组合物包含98重量％的植物基聚丙烯和2重量％的生物降解性添加剂。91.根据权利要求85所述的组合物其中所述组合物包含97重量％的植物基聚丙烯和3重量％的生物降解性添加剂。92.根据权利要求85所述的组合物其中所述组合物包含96重量％的植物基聚丙烯和4重量％的生物降解性添加剂。93.根据权利要求85所述的组合物，其中所述组合物包含95重量％的植物基聚丙烯和5重量％的生物降解性添加剂。94.根据权利要求85所述的组合物，其中所述组合物包含99重量％的聚丙烯和1重量％的生物降解性添加剂。95.根据权利要求85所述的组合物，其中所述组合物包含98重量％的聚丙烯和2重量％的生物降解性添加剂。96.根据权利要求85所述的组合物其中所述组合物包含97重量％的聚丙烯和3重量％的生物降解性添加剂。97.一种用于生产生物塑料的组合物，所述组合物包含90重量％至95重量％的聚丙烯、2重量％至7重量％的caco3、2重量％至4重量％的生物降解性添加剂、1重量％至5重量％的淀粉。98.根据权利要求97所述的组合物，其中所述组合物包含90重量％的聚丙烯、5重量％的caco3、2重量％的淀粉、3重量％的生物降解性添加剂。99.一种用于生产生物塑料的组合物，其中所述组合物包含96重量％的聚丙烯和4重量％的生物降解性添加剂。100.一种用于生产生物塑料的组合物，所述组合物包含90重量％的聚丙烯、7重量％的caco3和3重量％的生物降解性添加剂。101.一种用于生产生物塑料的组合物，所述组合物包含95重量％的聚丙烯、2重量％的caco3和3重量％的生物降解性添加剂。102.一种用于生产生物塑料的组合物，其中所述组合物包含92重量％的聚丙烯、4重量％的caco3和4重量％的生物降解性添加剂。103.一种用于生产发光生物塑料的组合物，所述组合物包含约30重量％至80重量％的植物基聚乙烯、20重量％至80重量％的聚丙烯、20重量％至60重量％的bio eva、1重量％至20重量％的淀粉、10重量％至30重量％的发光添加剂以及1重量％至4重量％的可生物降解
性添加剂。104.一种用于生产发光生物塑料的组合物，所述组合物包含约70重量％的植物基聚乙烯、15重量％的发光添加剂、5重量％的淀粉、6重量％的caco3以及4重量％的生物降解性添加剂。105.一种用于生产发光生物塑料的组合物，所述组合物包含约65重量％的植物基聚乙烯、10重量％的pcr、15重量％的发光添加剂、6重量％的caco3以及4重量％的生物降解性添加剂。106.一种用于生产发光生物塑料的组合物，所述组合物包含约21重量％的植物基聚乙烯、60重量％的bio eva(乙烯-醋酸乙烯酯)、15重量％的发光添加剂以及4重量％的生物降解性添加剂。107.一种用于生产发光生物塑料的组合物，所述组合物包含约21重量％的pp-聚丙烯、60重量％的bio-eva、15重量％的发光添加剂以及4重量％的生物降解性添加剂。

技术总结

一种用于形成生物塑料的土壤植物基可堆肥可生物降解的组合物和生产所述树脂的方法，所述组合物包含：约17.5至45重量％的乙醇基绿聚乙烯、约20至25重量％的碳酸钙、约2至12重量％的秆芯或大豆蛋白、约32至45重量％的淀粉、和约0.5至1重量％的生物降解性添加剂，以使生物塑料能够生物降解和堆肥；其中所述组合物是通过如下方法生产的：首先将乙醇基绿聚乙烯、碳酸钙、秆芯或大豆蛋白、淀粉和生物降解性添加剂研磨成细粉，然后将细粉逐一机械干燥混合成最终混合物，一次约5-25分钟，不加热，然后将最终混合物加热至约220-430℉。430℉。430℉。