[發明專利]聚乳酸發泡方法

有效

• 申請號: 201010239065.3
• 申請日: 2010-07-28
• 公開（公告）號: CN101899167A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 李雅明;楊義滸
• 申請（專利權）人: 深圳市光華偉業實業有限公司
• 主分類號: C08J9/32
• 分類號: C08J9/32;C08J3/24;C08L67/04;C08K5/14
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及利用一種新型生物降解材料聚乳酸(PLA)的發泡方法。

背景技術

聚乳酸作為一種日益成熟的生物降解材料，在注塑，薄膜，片材加工等方面取得不少成熟的產品。而聚乳酸的發泡材料研制仍處于初級階段，目前多數是利用聚乳酸與淀粉為基材及適當添加AC發泡劑來生產低發泡倍率的微發泡產品。AC發泡劑由于其發泡量大及分解溫度可調節，廣泛運用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、ABS及各種橡膠等低剪切速率下的高黏度、剪切變稀、高黏彈性的合成材料。但聚乳酸屬于結晶型聚合物，熔體強度不高，并且由于其加工的不穩定性(如熱降解、氧化、水解等)，容易造成分子鏈斷裂，使熔體強度進一步降低，如果用AC發泡劑，則在泡孔長大過程中，因熔體強度不夠高，無法維持泡孔形態，容易出現泡孔合并、塌陷。而且由于采用AC發泡劑屬二次發泡技術(即先在低溫將材料與發泡劑共混，共混材料經過一個升溫過程將發泡劑分解后生成發泡材料)，問題更為突出。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有發泡方法容易出現泡孔合并、塌陷的問題。

為此，本發明提出一種聚乳酸發泡方法，其特征是包括如下步驟：A、將聚乳酸與微球混合；B、將聚乳酸顆粒和微球在擠出機中擠成聚乳酸片材，在擠出過程中使聚乳酸顆粒和微球充分混合在一起，并使微球受熱產生膨脹，使得聚乳酸熔體呈現發泡形態；C、經雙軸壓輥機，得到光滑平整的聚乳酸發泡體材料。

優選地：

所述微球包括封入氣體和熱塑性聚合物外殼，其平均直徑范圍6～45微米，密度為1000～1300千克/立方米，膨脹溫度范圍80～190℃，當加熱微球時熱塑性聚合物外殼軟化，冷卻微球導致熱塑性聚合物外殼再次變硬。

在步驟A中的混合過程中，還添加過氧化物交聯劑，所述過氧化物交聯劑是下述物質中的一種或多種：過氧化二叔丁基，過氧化二異丙苯，過氧化苯甲酰，雙叔丁過氧化二異丙苯，叔丁基過氧化苯甲酸鹽，過氧化苯甲酸叔丁酯。

在步驟A中的混合過程中，還添加助交聯劑，所述助交聯劑是下述物質中的一種或多種：甲基丙烯酸甲酯，鄰苯二甲酸二烯丙酯，三烯丙基氰脲酸酯，馬來酰胺類。

所述微球是EXPANCEL微球。

在步驟A之前還包括以下步驟：A1、將聚乳酸材料充分干燥；A2、對交聯劑、助交聯劑、微球進行預處理。

所述步驟A1中，將聚乳酸材料于60-110℃條件下，真空干燥2-5小時；所述步驟A2中，所述預處理是將交聯劑、助交聯劑和微球于真空60℃干燥三小時；擠出時的溫度為100～200℃；混合時相對于聚乳酸的質量含量為：交聯劑wt0.1-1.0％，助交聯劑wt0.05-0.1％，微球wt1-10％。

本發明采用新型熱塑性微球制作聚乳酸發泡材料，不容易出現泡孔合并、塌陷；且是一次發泡成型技術，較之傳統二次發泡技術，沒有發泡劑分解過程，因而具有快速、節能高效、清潔、操作簡便、產品性能佳、工藝簡單、成本較低等優點。

本發明還采用輕度交聯，有效的解決了聚乳酸熔體強度不高的難題。

具體實施方式

在下述本發明實施例中，通過采用如下手段，解決了微球發泡聚乳酸材料研制中的以上問題：

其一，添加過氧化物交聯劑：如過氧化二叔丁基，過氧化二異丙苯，過氧化苯甲酰，雙叔丁過氧化二異丙苯，叔丁基過氧化苯甲酸鹽。過氧化苯甲酸叔丁酯。

并添加助交聯劑：甲基丙烯酸甲酯，鄰苯二甲酸二烯丙酯，三烯丙基氰脲酸酯，馬來酰胺類等對聚乳酸進行輕度交聯，使其達到空間立體網狀結構。

實驗證實，聚乳酸分子量越高及適量的網狀結構的存在，PLA熔體的熔體強度會越高，并且可以抵消加工過程中PLA降解導致分子量降低的影響，提高PLA的發泡性能，避免因熔體強度不夠而無法維持泡孔形態，出現泡孔合并、塌陷的現象。