[發(fā)明專利]一種組合發(fā)泡聚乳酸耐熱阻燃改性材料和產品的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910994881.6
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN111040397B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 譚卓華;黃煒嵐;譚曉露
• 申請（專利權）人: 廣州綠徽新材料研究院有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K5/20;C08K5/14;C08K3/22;C08K5/11;C08K3/26;C08K3/34;C08K13/02;C08J9/12;C08J9/10;C08J9/08;C08J9/06
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

本發(fā)明涉及一種組合發(fā)泡聚乳酸耐熱阻燃改性材料和產品的制備方法，屬于生物降解發(fā)泡材料技術領域；按照重量份配比稱取阻燃劑、擴鏈劑、過氧化物、天然植物油精制的脂肪酰胺類化合物、改性劑、可降解輔助材料、聚乳酸樹脂、成核劑；制備方法為將上述原料按配方在混料機中混合，混合物在雙螺桿擠出機160～210℃下熔融反應擠出得到聚乳酸阻燃改性母粒，可進一步通過各種塑料加工方式，將得到的聚乳酸阻燃改性母粒和復配化學發(fā)泡劑混合后，配合超臨界流體發(fā)泡劑輸送裝置注入復配物理發(fā)泡劑，規(guī)模化加工成產品即可；該技術可增加發(fā)泡速率，有效改善發(fā)泡材料的綜合性能，制備的發(fā)泡材料和產品具有表觀密度低，廣泛應用于絕熱、緩沖和包裝領域。

技術領域

本發(fā)明涉及一種組合發(fā)泡聚乳酸耐熱阻燃改性材料和產品的制備方法，具體涉及一種組合發(fā)泡聚乳酸耐熱阻燃改性材料和產品的制備方法，屬于生物降解發(fā)泡材料和產品制備技術領域。

背景技術

聚乳酸（PLA）發(fā)泡材料能夠取代石油基發(fā)泡塑料應用于包裝和生活消費品領域。同時聚乳酸發(fā)泡材料的應用也受到兩大問題的制約：一是室溫脆性、韌性差、熱穩(wěn)定性差等缺點，表現為制品因沖擊韌性差而不能作為緩沖材料；二是熔融溫度低，普通聚乳酸的熔融溫度只有150℃左右，軟化溫度不超過90℃，大大限制了聚乳酸發(fā)泡材料的應用。盡管聚乳酸發(fā)泡材料具有許多優(yōu)良的性能，但是在加工過程中還存在一些問題，PLA 屬于結晶型聚合物，結晶速率較慢，耐熱性不好，熔體強度不高，在發(fā)泡過程中，無法維持泡孔形態(tài)，容易出現泡孔塌陷合并，并且由于其加工的不穩(wěn)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，這些都是不利于發(fā)泡的，這些都可以通過添加發(fā)泡劑優(yōu)化其工藝。

目前傳統(tǒng)制備可降解的聚乳酸發(fā)泡材料的發(fā)泡方法，根據使用的發(fā)泡劑主要包含物理發(fā)泡劑或化學發(fā)泡劑，發(fā)泡技術據此可分為化學發(fā)泡與物理發(fā)泡法：如申請?zhí)枮?01811637504.9的發(fā)明“一種高倍率聚乳酸發(fā)泡片材的制備方法”其權利3表述：根據權利要求2所述的一種高倍率聚乳酸發(fā)泡片材的制備方法，其特征在于：所述發(fā)泡劑為二氟一氯甲烷、三氟三氯乙烷或者四氟二氯乙烷中的任何一種；所述助劑為氮氣。

如申請?zhí)枮?201610826922.7的發(fā)明“一種聚乳酸/熱塑性淀粉發(fā)泡體及其生產方法”其權利8.表述：根據權利要求7所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發(fā)泡體，其特征在于，所述的物理發(fā)泡劑為二氧化碳、丁烷、戊烷、己烷或氟氯碳化合物中的任意一種，所述的化學發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺(AC)發(fā)泡劑或碳酸氫鈉。

但是，這些工藝采用的發(fā)泡劑，存有嚴重的易燃易爆、環(huán)境危害隱患和單一添加發(fā)泡劑致發(fā)泡率低等問題：

⒈烷烴類發(fā)泡劑易燃易爆，且發(fā)泡時加工溫度高，對發(fā)泡設備的要求高且危險性大，是塑料泡沫制品廠發(fā)生火災和爆炸事故的主要隱患。

⒉二氟一氯甲烷、三氟三氯乙烷或者四氟二氯乙烷釋放到大氣中將破壞臭氧層，造成很大的環(huán)境危害。根據《蒙特利爾議定書》的規(guī)定，已淘汰或逐步淘汰對這些發(fā)泡劑的使用。

⒊氮氣發(fā)泡劑:成本低，ODP值為零，安全性也好；缺點是與樹脂間的相容性差，單一添加發(fā)泡效果不好。

⒋二氧化碳發(fā)泡劑，存在溶解度較低、擴散系數大等不足，大部分的氣體擴散到空氣中去，單一添加在發(fā)泡過程中：

①只有少量的二氧化碳發(fā)泡劑在聚乳酸熔體中成核發(fā)泡，在泡孔增長階段沒有足夠的氣體可以使泡孔成長；

②由于二氧化碳發(fā)泡劑的量不足，因而只有較小的發(fā)泡倍率；同樣由于發(fā)泡劑的不足，不易成核，因而泡孔密度很小，泡孔壁很厚；

③由于熔體溫度很高，物料的熔體黏度小，強度低，因而即使在泡孔密度很小的情況下，也出現了泡孔合并和破裂的現象。因而并不能生產出很高倍率的制品；