[发明专利]一种聚乳酸发泡珠粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乳酸发泡珠粒及其制备方法，该聚乳酸发泡粒子由聚乳酸、成核剂、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂、紫外吸收剂、发泡稳定剂组成，经高混机、密炼机、挤出机挤出得到改性聚乳酸粒子。然后将改性聚乳酸粒子、分散介质、消泡剂、分散助剂置于高压反应釜中，开启搅拌，用发泡气体将釜内残余空气排出，注入发泡气体，经过筛，得到聚乳酸发泡珠粒。本发明产品具有良好的阻燃性、耐侯性、韧性、收缩率小。用该发泡产品包装和运输物体时，物体表面不易受到震动而损坏，发泡产品在切削过程中也不容易产生碎末。该聚乳酸发泡珠粒不易熔融粘连，用该发泡珠粒制备的发泡产品具有发泡均匀的特点，有利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及聚乳酸发泡珠粒领域，具体涉及一种聚乳酸发泡珠粒及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(polylactic acid,PLA)是一种具有完全生物降解性能的优良高分子材料，由于其具有许多优异的性能，如良好的生物相容性、环境友好性、能源经济性以及可热塑成型等，从而在加工过程中，成为经过反应可能产生污染的石油基高分子材料的最佳取代物，因而逐渐成为近些年来国内外加工应用领域和学者们进行科研学习的重要材料之一。作为一类热塑性脂肪族聚酯，PLA的原料是玉米和甘蔗等天然物质，经过发酵最后利用化学聚合的方法制备而得。PLA基树脂可以用绝大多数的通用加工成型设备进行成型，比如注塑、挤出、纺丝、压延、吸塑、流延和吹膜等，也可以经过改性后进行珠粒发泡，制得所需形状的发泡制品，因此具有广阔的发展前景，而PLA之所以不如传统塑料在各个行业得到广泛的应用，是因为材料本身的某些缺点的限制。如较低的耐热变形温度和较慢的结晶速率，使得其尺寸稳定性不高；结晶度较低，韧性较差，质脆且硬，导致其缺乏柔性和弹性；耐热性差使得其制得的产品更容易燃烧。

中国专利CN 101613487 B公开了一种结晶性高聚物物理发泡材料的制备方法，但该方法有以下不足：即投料量小，难以工业化生产；此外，在没有搅拌及隔离剂存在的情况下，粒子很容易发生粘连，难以得到分散性良好的粒子。中国专利CN 104140659A公布了一种聚乳酸发泡粒子及其制备方法，该专利通过搅拌将无机粉体与聚乳酸混合均匀，创新地以无机填料作为隔离剂从而减少聚乳酸发泡粒子之间的粘连，但是以粉料作为隔离剂隔绝聚乳酸，受形态及重力作用影响，无机粉料起到的隔离作用相对有限，同时无机粉料虽然可以阻止聚乳酸之间的粘连，但是沾在聚乳酸发泡珠粒上也会对聚乳酸珠粒的性能产生影响。

综上所述，开发具有发泡效果好，聚乳酸粘连情况少，且具有良好的阻燃性、耐侯性、韧性等性能的聚乳酸发泡珠粒势在必行。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种具有良好的阻燃性、耐候性、韧性的改性聚乳酸粒子，且用其制备的聚乳酸发泡珠粒具有收缩率小，后期发泡产品不容易产生碎末。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种聚乳酸发泡珠粒的制备方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种改性聚乳酸粒子，由如下重量配比的组分制成：

其中，所述的聚乳酸为聚-L-乳酸、聚-D-乳酸、聚-DL-乳酸中的一种或几种的混合物或共聚物。

所述成核剂为超细硫酸钡、纳米氧化锌、凹凸棒土、磷酸锆、层状双氢氧化物、蒙脱土等中的一种或多种(两种以上，包括两种)。进一步改进，所述的成核剂为凹凸棒土，这是因为①凹凸棒土(ATT)是具有链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物,有利于PLA分子链插入。②其上Mg²⁺的配位水分子可与PLA分子链中的羰基配位形成氢键,氢键相互作用强烈，增加了界面相容性,利于形成晶核,为PLA创造了较佳的结晶条件。③有效提高了基体树脂与水和发泡剂的浸润性，从而有利于后期发泡效果，④凹凸棒价格低廉，由于起到氢键作用与物理缠绕点的作用，有利于提升体系的韧性。

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂330等中的一种或多种(两种以上，包括两种)。