[发明专利]一种组合发泡聚乳酸耐热阻燃改性材料和产品的制备方法

说明书

本发明涉及一种组合发泡聚乳酸耐热阻燃改性材料和产品的制备方法，属于生物降解发泡材料技术领域；按照重量份配比称取阻燃剂、扩链剂、过氧化物、天然植物油精制的脂肪酰胺类化合物、改性剂、可降解辅助材料、聚乳酸树脂、成核剂；制备方法为将上述原料按配方在混料机中混合，混合物在双螺杆挤出机160～210℃下熔融反应挤出得到聚乳酸阻燃改性母粒，可进一步通过各种塑料加工方式，将得到的聚乳酸阻燃改性母粒和复配化学发泡剂混合后，配合超临界流体发泡剂输送装置注入复配物理发泡剂，规模化加工成产品即可；该技术可增加发泡速率，有效改善发泡材料的综合性能，制备的发泡材料和产品具有表观密度低，广泛应用于绝热、缓冲和包装领域。

技术领域

本发明涉及一种组合发泡聚乳酸耐热阻燃改性材料和产品的制备方法，具体涉及一种组合发泡聚乳酸耐热阻燃改性材料和产品的制备方法，属于生物降解发泡材料和产品制备技术领域。

背景技术

聚乳酸（PLA）发泡材料能够取代石油基发泡塑料应用于包装和生活消费品领域。同时聚乳酸发泡材料的应用也受到两大问题的制约：一是室温脆性、韧性差、热稳定性差等缺点，表现为制品因冲击韧性差而不能作为缓冲材料；二是熔融温度低，普通聚乳酸的熔融温度只有150℃左右，软化温度不超过90℃，大大限制了聚乳酸发泡材料的应用。尽管聚乳酸发泡材料具有许多优良的性能，但是在加工过程中还存在一些问题，PLA 属于结晶型聚合物，结晶速率较慢，耐热性不好，熔体强度不高，在发泡过程中，无法维持泡孔形态，容易出现泡孔塌陷合并，并且由于其加工的不稳定性（如热降解、氧化、水解等），容易造成分子链断裂，使熔体强度进一步降低，这些都是不利于发泡的，这些都可以通过添加发泡剂优化其工艺。

目前传统制备可降解的聚乳酸发泡材料的发泡方法，根据使用的发泡剂主要包含物理发泡剂或化学发泡剂，发泡技术据此可分为化学发泡与物理发泡法：如申请号为201811637504.9的发明“一种高倍率聚乳酸发泡片材的制备方法”其权利3表述：根据权利要求2所述的一种高倍率聚乳酸发泡片材的制备方法，其特征在于：所述发泡剂为二氟一氯甲烷、三氟三氯乙烷或者四氟二氯乙烷中的任何一种；所述助剂为氮气。

如申请号为 201610826922.7的发明“一种聚乳酸/热塑性淀粉发泡体及其生产方法”其权利8.表述：根据权利要求7所述的一种聚乳酸/热塑性淀粉发泡体，其特征在于，所述的物理发泡剂为二氧化碳、丁烷、戊烷、己烷或氟氯碳化合物中的任意一种，所述的化学发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)发泡剂或碳酸氢钠。

但是，这些工艺采用的发泡剂，存有严重的易燃易爆、环境危害隐患和单一添加发泡剂致发泡率低等问题：

⒈烷烃类发泡剂易燃易爆，且发泡时加工温度高，对发泡设备的要求高且危险性大，是塑料泡沫制品厂发生火灾和爆炸事故的主要隐患。

⒉二氟一氯甲烷、三氟三氯乙烷或者四氟二氯乙烷释放到大气中将破坏臭氧层，造成很大的环境危害。根据《蒙特利尔议定书》的规定，已淘汰或逐步淘汰对这些发泡剂的使用。

⒊氮气发泡剂:成本低，ODP值为零，安全性也好；缺点是与树脂间的相容性差，单一添加发泡效果不好。

⒋二氧化碳发泡剂，存在溶解度较低、扩散系数大等不足，大部分的气体扩散到空气中去，单一添加在发泡过程中：

①只有少量的二氧化碳发泡剂在聚乳酸熔体中成核发泡，在泡孔增长阶段没有足够的气体可以使泡孔成长；

②由于二氧化碳发泡剂的量不足，因而只有较小的发泡倍率；同样由于发泡剂的不足，不易成核，因而泡孔密度很小，泡孔壁很厚；

③由于熔体温度很高，物料的熔体黏度小，强度低，因而即使在泡孔密度很小的情况下，也出现了泡孔合并和破裂的现象。因而并不能生产出很高倍率的制品；