[發明專利]可降解發泡包裝材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710539779.8
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107418169A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 劉威
• 申請（專利權）人: 佛山杰致信息科技有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08L97/02;C08L71/00;C08K3/34;C08K5/09;C08K3/26;C08K5/1539;C08J9/08;C08J9/10
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙)11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發明涉及生包裝材料，具體地說涉及一種可降解發泡包裝材料。

背景技術

塑料的用途特別廣泛，比如塑料瓶，塑料包裝，塑料袋等，我們生活中很多包裝材料都是塑料制品。目前，世界上各種工業產品的緩沖包裝物大多采用聚烯烴類的發泡材料制作，如發泡聚苯乙烯EPS、聚氯乙烯PVC等。由于這些材料的不可降解，造成了嚴重的“白色污染”，給環境帶來了巨大的壓力；再者，聚苯乙烯EPS以不可再生的石化資源為原料，而石化資源正面臨著能源日益緊缺的危機。因此，這無疑是一種有悖于低碳經濟和可持續發展的材料，尋求一種全新的、可降解的、環境友好型材料變得刻不容緩。

近年來，以農作物秸稈等植物纖維為主要成分的環保塑料材料的開發與應用逐漸興起，然而，由于可降解塑料與天然纖維的相容性差，使得植物纖維增強和可降解塑料的發泡材料難以制備。

發明內容

本發明的目的是克服上述技術缺陷，提供一種植物纖維與樹脂界面相容性好，制備出的包裝材料具有良好的拉伸強度和斷裂伸長率，耐沖擊性能好，可生物降解，無環境污染等特點，可代替聚烯烴類發泡包裝材料的可降解發泡包裝材料。

實現本發明的技術方案為：一種可降解發泡包裝材料，由以下重量份數的原料制成：

所述改性植物纖維是將植物纖維在2-5MPa，220-240℃，惰性氣體保護下干燥至含水率為3-5％；粉碎后在惰性氣體保護下進行電磁輻射處理5-10分鐘得到。

優選地，由以下重量份數的原料制成：

所述改性植物纖維是將植物纖維在2-5MPa，240℃，氮氣保護下干燥至含水率為3％；粉碎至粒徑過80目篩的植物纖維粉，在氮氣保護下，用X射線輻射處理5-8分鐘得到。

優選地，所述發泡劑為碳酸氫銨、碳酸氫鈉、偶氮二甲酰胺中的一種或者一種以上的混合物。

優選地，所述無機粉體為滑石粉和碳酸鈣中的一種或者一種以上的混合物。

優選地，所述融合劑為乙酸酐、鄰苯二甲酸酐、聚醚胺的一種或者一種以上的混合物。

優選地，所述植物纖維為玉米秸稈、稻草、竹纖維、稻殼、大麻纖維、棉纖維、苧麻纖維中的一種或幾種的混合物。

本發明還提供了上述可降解發泡包裝材料的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)按配方比例將聚-β-羥基丁酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、改性植物纖維、發泡劑、無機粉體、融合劑稱取備料；

(2)在溫度為120-170℃，轉速為100-300r/min條件下，將聚-β-羥基丁酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、改性植物纖維和融合劑，攪拌30-45min，得到混合物Ⅰ；往混合物Ⅰ中加入無機粉體和發泡劑，在100-120℃，轉速700-1000轉/分鐘，攪拌10-20分鐘，得到混合物Ⅱ；

(3)惰性氣體保護下，在烘干箱中80-100℃條件下，將混合物Ⅱ烘干，得到初混物，將初混物放入10-40MPa，120-200℃的硫化機上進行壓膜發泡5-10分鐘，即得到。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：1、本發明中，以聚-β-羥基丁酸酯(PHB)為基體，再用可降解的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和植物纖維作為增強材料，提高了包裝材料的斷裂伸長率、沖擊強度和耐沖擊性，并且對植物纖維進行改性后，有效保證不破壞植物纖維結構的情況下除去植物纖維結合水和游離水，使植物纖維親水性降低，再通過惰性氣體電磁輻射處理植物纖維，能夠激發植物纖維表面活性點，使植物纖維活性大大提高，最后采用乙酸酐、鄰苯二甲酸酐、聚醚胺等融合劑，能夠使植物纖維表面親水羥基基團的酯化、醚化和酰化，生成疏水性非極性化學官能基團，并具有熱流動性，使植物纖維表面與塑料表面的溶解度相似，降低植物纖維與塑料表面的相斥性，使兩者界面充分融合，避免材料受外力時，發生界面的斷裂及分層，提高了復合包裝材料的強度性能以及斷裂、拉伸和抗沖擊性能；發泡劑在加熱過程中釋放二氧化碳和氮氣等氣體，使材料成孔，形成發泡體；無機粉體的使用能夠加快結晶速率，提高材料的表面光澤、抗拉強度、抗沖擊性、抗蠕變性等機械性能；

2、以以聚-β-羥基丁酸酯(PHB)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和植物纖維為主要原料，從而降低了生產成本；而且這兩種主要原料都可完全生物降解，并可有效控制降解速率，從而無環境污染，屬于理想的環境友好型材料，大大減少聚苯乙烯EPS、聚氯乙烯PVC等的使用，減少“白色污染”的產生；

3、本發明生產工藝簡單，成本低，對儀器沒有特殊要求，無需二次發泡，一次發泡即可完成，生產效率高。

具體實施方式