[發明專利]一種聚乳酸發泡方法

在審

• 申請號: 201911147905.0
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110920018A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 吳永升;朱錦;湯兆賓;劉斐;張傳芝;馬松琪;李俊
• 申請（專利權）人: 佛山碧嘉高新材料科技有限公司
• 主分類號: B29C48/25
• 分類號: B29C48/25;B29C48/92;C08L67/04;C08J9/08;C08J3/24
• 代理公司: 佛山市保晉專利代理事務所(普通合伙) 44624
• 代理人: 高淑怡;賴秀芳

本發明公開了一種聚乳酸發泡方法,包括以下步驟：步驟A：將產氣劑溶于水中制成溶液；步驟B：將單體或低聚物、熱交聯劑與步驟A的水溶液混合反應得到初反應混合液，將該初反應混合液在冷凍干燥裝置中冷凍干燥后磨碎；步驟C：將聚乳酸樹脂與步驟B的磨碎后的初反應混合物粉體混合均勻；步驟D：將步驟C混合均勻后的物料加入到擠出機中，設定擠出機的工藝參數進行熔融擠出，在擠出過程中使產氣劑受熱產生膨脹，使得聚乳酸熔體呈現發泡形態；步驟E：將步驟D中的聚乳酸熔體通過擠出機擠出并經冷卻定型后制得聚乳酸發泡材料。該發泡方法簡單高效，無需特殊設備，成本低廉，易操作易控制，所得發泡材料質量穩定、泡孔尺寸均勻、發泡倍率高。

技術領域

本發明涉及高分子材料加工技術領域，具體涉及一種聚乳酸發泡方法。

背景技術

聚合物泡沫具有密度低、隔熱、減震和緩沖等性能，廣泛應用于緩沖和包裝等領域。根據所用發泡劑的不同，發泡過程可分為化學發泡和物理發泡。微孔發泡聚合物是指泡孔尺寸為1～100μm的聚合物多孔材料。自20世紀80年代以來，微孔發泡技術一直受到世界各國科學工作者的關注。微孔發泡過程通常使用超臨界二氧化碳(CO₂)或氮氣(N₂)作為發泡劑。

聚乳酸樹脂(PLA)是一種生物可降解、可再生材料。此外，與其他具有生物降解性的聚酯材料相比，PLA有著力學性能和熱塑性好、回彈性和卷曲持久性好、抗油性及染色性好、光澤度及透明度高等諸多優點，是替代石油基塑料應用于食品包裝、一次性塑料用具、農業地膜、生物醫用載體及封裝、衣飾織物等方面的理想材料。目前，材料節能環保的方法之一是制成發泡材料以減輕質量、減少材料消耗，此外，發泡后能賦予材料緩沖減震、隔音隔熱、保溫等優點，在汽車、包裝、運動用品、海上產品、建筑、航天等方面都有大量需求。

但因為PLA屬于結晶型材料，其分子長支鏈少，熔體強度低，并且PLA熔體對溫度敏感，隨溫度升高，熔體黏度降低很多，這些使得PLA發泡時熔體無法包裹住氣泡、阻止發泡劑的逃逸，泡膜不穩定易破裂，發泡成型比較困難，很難得到高發泡倍率、泡孔均勻的發泡材料。

上述使用超臨界二氧化碳(CO₂)或氮氣(N₂)作為發泡劑的發泡方法，常由于氣體受到氣壓控制釋放，容易導致表面外觀缺陷；并且需要進行設備改造，增加氣體發生器、氣體水泵送裝置或者流量調節裝置等，設備控制不便，工藝復雜，生產成本高。

發明內容

基于上述現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種聚乳酸發泡方法，本發明的聚乳酸發泡方法簡單高效，無需特殊設備及原料，成本低廉，工藝流程易操作易控制，所得聚乳酸發泡材料質量穩定、泡孔尺寸均勻、泡孔密度高、發泡倍率高。

本發明的目的之一采用如下技術方案實現：一種聚乳酸發泡方法，包括以下步驟：

步驟A：將產氣劑溶于水中配制成質量濃度為1％-20％的水溶液；

步驟B：將單體或低聚物、熱交聯劑與步驟A的水溶液混合反應得到初反應混合液，將該初反應混合液在冷凍干燥裝置中冷凍干燥后磨碎成粉；

步驟C：將聚乳酸樹脂與步驟B的磨碎后的粉體按比例混合均勻；

步驟D：將步驟C混合均勻后的物料加入到擠出機中，設定擠出機的工藝參數進行熔融擠出，在擠出過程中使產氣劑受熱產生膨脹，使得聚乳酸熔體呈現發泡形態；

步驟E：將步驟D中的聚乳酸熔體通過擠出機擠出并經冷卻定型后制得聚乳酸發泡材料。

進一步地，在步驟A中，所述產氣劑為尿素、碳酸銨、碳酸氫銨中的一種或兩種以上的混合物。

進一步地，在步驟B中，所述單體或低聚物為丙烯酸、甲基丙烯酸、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酸酯類或丙烯酰胺類中的一種。