[发明专利]可生物降解泡沫塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可生物降解的泡沫塑料及其制备方法。

背景技术

泡沫塑料作为一种轻型材料，具有隔热、隔音、缓冲、比强度高、价格低廉等一系列优点，因此广泛应用于包装业、工业、农业、交通运输业、日用品等领域。目前的主要品种有聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚烯烃泡沫塑料等，这些泡沫塑料产品在方便了人类生产生活的同时，也给人类带来了极大的困扰，因为这些泡沫制品大部分在生产过程中存在有害物质，尤其是废弃物难以回收利用，在自然环境中难以自行分解，或在废弃过程中产生有害气体或物质而造成交叉感染，从而对人类赖以生存的自然环境造成日益严重的污染。基于此，各国已相继制定了一些政策、法规，对这样的不可降解产品实施禁用或者限用。

发展可生物降解高分子材料及其制品为解决环境污染和人类需求之间的矛盾提供了一种可能。可生物降解材料在其使用时具有优良的性能，废弃后可经自然分解为二氧化碳和水，因此寻求合适的可生物降解高分子材料，制备相应的泡沫塑料制品是治标又治本的可行方法。

目前可生物降解泡沫塑料集中于对脂肪族聚酯-聚乳酸，聚ε-己内酯和淀粉基生物降解泡沫塑料的研究。中国专利CN1544525和CN1544514分别公开了一种可生物降解的聚乳酸塑料制备方法和一种含扩链剂可生物降解的聚乳酸泡沫塑料及其制备方法，但是由这两种技术得到的产品发泡不均匀。中国专利CN1919926公开了一种聚乳酸—淀粉发泡材料及其制备方法，但是该方法聚合所得的聚乳酸相对分子量分布过宽，强度往往不能满足要求，脆性高，热变形温度低，抗冲击性能差。聚乳酸热稳定性不好，加工过程中易发生严重的热降解，导致分子量大幅度下降。同时它的价格比较贵，乳酸价格以及聚合工艺决定了聚乳酸的成本较高。这些都限制了聚乳酸及其制品的大规模应用。

中国专利CN1544526A，CN1618875A和CN1687231A分别公开了聚ε-己内酯，过氧化物交联聚ε-己内酯及聚ε-己内酯/无机填料复合材料泡沫塑料及其制备方法，虽然得到了相应的泡沫塑料，但是力学性能的下降及聚ε-己内酯昂贵的价格限制了它们的使用。

在淀粉基可生物降解泡沫塑料方面，中国专利CN1407006A以丙烯酸淀粉酯与苯乙烯、丙烯酸酯为原料，经乳液共聚和模压发泡制备一种淀粉基泡沫塑料。其原料的不可完全降解性势必影响最终泡沫制品的降解性能。

与聚乳酸等脂肪族聚酯相比，聚丁二酸丁二酯(PBS)是一种熔点和强度都相对比较高的脂肪族聚酯，有望取代通用聚乙烯或聚丙烯进入通用塑料领域。它的来源广泛，既可以通过石油化工产品满足需求，也可由再生农作物产物经生物发酵途径生产，从而进一步降低PBS的成本。目前，PBS已可以大规模生产。日本昭和高分子公司及BASF相继推出了商品名分别为：Bionolle，Ecoflex的商品化聚丁二酸丁二酯。聚丁二酸丁二酯和聚醚通过熔融缩聚、溶液共聚等方法制备成的聚丁二酸丁二酯/聚醚共聚物，将聚醚的低毒性，良好的生物相容性，以及宽广的力学性能等一系列优点和聚丁二酸丁二酯的其他优势有效地结合起来，使得到的热塑性弹性体极大地改善了脂肪族聚酯的机械性能，使其更适合应用于对抗冲击强度有更高要求的领域。

采用聚丁二酸丁二酯及其聚酯聚醚共聚物作为基体进行发泡时，因材料本身的熔体强度比较低，发泡时易出现大泡、串泡等现象，甚至会由于熔体强度太低而保留不住其中的气体，导致熔体破裂，气体逸散，最终导致发泡失败。K.Bahari等人[Polym.Degrad.Stab.62，551-557.(1998)]对聚丁二酸丁二酯进行辐射处理提高熔体强度后，采用化学发泡方法得到了相应的泡沫塑料，其降解性能较好。但是这一方法对设备的要求比较高，劳动保护要求严格，对环境也易造成污染，难以实现工业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种可生物降解的泡沫塑料及其制备方法。

本发明所提供的可生物降解的泡沫塑料，制成所述泡沫塑料的原料包括：100质量份的a或b、0.01～10质量份的紫外光引发剂、交联剂和发泡剂；所述a为聚丁二酸丁二酯，所述b为由聚丁二酸丁二酯与聚醚形成的共聚物；所述聚丁二酸丁二酯的数均分子量为10,000～100,000；所述聚丁二酸丁二酯与聚醚的共聚物的数均分子量为10,000～100,000。

所述交联剂的质量份可为0.5～40；所述发泡剂的质量份可为0.1～20。