[發(fā)明專利]一種生物可降解材料聚己二酸-對苯二甲酸-丁二醇酯發(fā)泡粒子的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910059990.5
• 申請日: 2009-07-14
• 公開（公告）號: CN101613486A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文光;王亞;虞晨陽;吳炳田
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C08J9/30
• 分類號: C08J9/30;C08L67/02
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司
• 代理人: 鄧?yán)^軒

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及的是一種生物可降解材料聚己二酸-對苯二甲酸-丁二醇酯 (PBAT)發(fā)泡粒子的制備方法，屬于生物可降解高分子發(fā)泡材料的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

泡沫塑料是一種以高聚物為基體的聚合物/氣體復(fù)合材料。由于這種材料一 般都具有比強(qiáng)度高、抗沖擊強(qiáng)度高、隔熱性好、電絕緣性好的性能，所以被廣泛 應(yīng)用在包裝、飛機(jī)和汽車部件、運(yùn)動器材、建筑材料和保溫絕緣材料、以及醫(yī)學(xué) 等領(lǐng)域中。現(xiàn)有泡沫塑料品種主要有聚氨酯(EPU)、聚苯乙烯(EPS)、聚乙烯 (EPE)三大類，但都有其局限性。EPU存在對人體有害的單體殘留物，且無法 除盡；EPS則因?yàn)椤鞍咨廴尽痹缫言?005年被聯(lián)合國組織禁止在全球范圍內(nèi)的 餐飲和包裝行業(yè)生產(chǎn)和使用；EPE耐熱性差，雖可回收利用，但成本很高。由于 它們都是生物不可降解材料，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越受到來自環(huán)保的壓力和限制。隨 著當(dāng)今社會對環(huán)境保護(hù)的日益重視，研發(fā)生物可降解的發(fā)泡塑料，在某些領(lǐng)域替 代現(xiàn)有的泡沫塑料已是當(dāng)務(wù)之急。

生物可降解材料主要有脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉、纖維素、聚酰胺等，當(dāng) 前發(fā)泡研究的主要是聚乳酸、淀粉及多元組合物。中國專利CN101362833、 CN1495223，日本專利JP2008231283、JP2008231284，世界專利WO2006/038548、 WO2006/103969、WO2007/083705涉及聚乳酸發(fā)泡的研究；CN1357562涉及植 物淀粉為主體原料的發(fā)泡方法；CN101386703、CN1919926、CN1786072涉及聚 乳酸/淀粉等制備的多元組合可降解發(fā)泡塑料的發(fā)泡方法。聚己二酸-對苯二甲酸 -丁二醇酯(PBAT)是一種新型的生物可降解材料，具有與低密度聚乙烯(LDPE) 相似的機(jī)械性能，因此在發(fā)泡材料、吹塑薄膜的應(yīng)用中將有很好的應(yīng)用前景。在 2007年高分子年會上四川大學(xué)向明介紹了國內(nèi)PBAT在吹塑薄膜方面的研究工 作。US6,703,431B2中涉及到了PBAT開孔發(fā)泡材料的制備和應(yīng)用。CN101386685 公開了利用超臨界CO₂制備PBAT發(fā)泡材料的方法。

隨著對環(huán)境保護(hù)和制品性價比等要求的提高，以CO₂、N₂、丁烷和戊烷等作 為發(fā)泡劑的物理發(fā)泡方法受到廣泛重視。CN101386685是用超臨界CO₂制備 PBAT發(fā)泡材料，此方法是在溫度60～110℃范圍內(nèi)，將PBAT材料置于超臨界 CO₂流體中進(jìn)行溶脹至少2小時，然后快速卸壓得到PBAT發(fā)泡材料，但是該方 法生產(chǎn)周期長，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。因此目前急需研制能夠滿足工業(yè)發(fā)展需要的 PBAT物理發(fā)泡方法。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種聚己二酸-對苯二甲酸-丁 二醇酯(PBAT)發(fā)泡粒子的制備方法，其特點(diǎn)是設(shè)備要求低，工藝流程簡單， 易于操作，生產(chǎn)周期短，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的目的有以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)

生物可降解材料PBAT發(fā)泡粒子的制備方法

將PBAT粒子置于溫度為120～142℃的密閉容器內(nèi)，保證粒子總體積不超過 模具體積的1/25，向密閉容器內(nèi)充入8～20MPa的高壓氣體，恒溫保壓5～30min， 使高壓氣體能夠在PBAT粒子中充分溶解，隨后以5～20MPa/s的速度卸壓至常 壓，取出后在常溫下冷卻，獲得PBAT發(fā)泡粒子。

PBAT粒子為PBAT或用各種添加劑改性的PBAT粒子。

添加劑為擴(kuò)鏈劑、成核劑、增塑劑、抗氧劑、抗靜電劑、阻燃劑和染色劑中 的至少一種。

高壓氣體為二氧化碳、氮?dú)狻⒍⊥椤⒒蛭焱橹械娜我环N。

本發(fā)明中純PBAT的密度為1.23g/cm³，擴(kuò)鏈PBAT的密度為1.16g/cm³；獲 得發(fā)泡粒子的密度為0.13～0.35g/cm³，泡孔直徑為10～260μm，發(fā)泡倍率為3～9 倍。

本發(fā)明使用的擴(kuò)鏈劑、成核劑、增塑劑、抗氧劑、抗靜電劑、阻燃劑和染色 劑都是本領(lǐng)域公知的技術(shù)，可以分別或共同使用，其前提條件是這些添加劑對實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的目的以及對本發(fā)明優(yōu)良效果的取得不產(chǎn)生不利影響。

性能測試：

采用的孔徑分析測試儀器為光學(xué)顯微鏡。