[发明专利]一种耐热聚乳酸发泡热成型体及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐热聚乳酸发泡热成型体，所述耐热聚乳酸发泡热成型体，聚乳酸树脂所占重量比为95~99%，成核剂所占重量比为0.5~4.5%，其它助剂所占重量比为0.5~4.5%；本发明还提供上述发泡热成型体的制备方法，通过选取聚乳酸树脂的结晶特性、控制发泡片的加热温度时间，来控制其热成型时的拉伸性能和结晶速度相对平衡，在最适宜聚乳酸结晶的温度范围内进行热模成型，使聚乳酸短时间内充分结晶。本发明制备的聚乳酸发泡热成型体，成型周期短，脱模顺利，无变形；表面光滑，壁厚均匀。本发明制备的聚乳酸发泡热成型体结晶度达到40%~50%，耐热温度达120℃以上，1.5kg载荷变形率＜2%。

技术领域

本发明涉及耐热型的聚乳酸发泡热成型体及其制备方法，属于聚乳酸技术领域。

背景技术

聚乳酸是一种生物基来源、绿色降解材料，具有良好的食品接触安全性能、机械性能以及加工性能，作为一次性包装，如食品托盘、餐盒、化妆品及电子产品包装使用，具有及其广泛的应用前景。

然而，普通聚乳酸耐温性不佳，限制了其应用范围。要解决聚乳酸耐热产品，通常需要退火结晶的方式，但是因为加工周期大幅延长，降低了效率，导致产品单价更高。注塑类聚乳酸产品可以通过添加成核剂及大量无机填料来降低其收缩率，冷模注塑后，采取烘箱或蒸箱加热的方式使产品退火结晶，从而提高耐热性，如专利CN 201510670959 .0及CN108424627A所涉及的方法。

但热成型制品因产品壁薄，生产周期短，工艺因受烘烤时间与成型时间配合等条件限制，更难获得耐热型聚乳酸制品。专利CN 105916925 A公布了一种聚乳酸发泡成型体的制备方法，主要是通过电子束辐照交联的方式来产品的耐热性能，但电子束辐射危险性大，投入高，且会造成材料强度变差。专利CN101153088A公开了一种聚乳酸发泡体热成型方法，采取热模结晶的方法提高聚乳酸结晶度，从而提高制品的耐热温度。通过设定模具温差以及延迟脱模的方法改善产品难脱模的问题。但这种方法成型及脱模时间较长，超过20秒，生产效率低，不适合批量生产；此外，一面模具温度较低而另外一面模具温度较高，导致产品内外面温差大、结晶度差别较多，极易造成产品表面收缩不均匀，产生凹凸感。专利CN102615814A公布的热模成型法，最终产品结晶度只能到20-30%，耐热温度不够高，虽然模具表面喷涂特氟龙，但实质上并不能解决脱模变形问题。CN 102476444A虽然对聚乳酸胶片结晶度、胶片温度及表面温度都作了详细规定，但在聚乳酸中添加了15wt%-25wt%，熔点仅为120℃的软质剂，一方面，必然会降低聚乳酸结晶速率，另一方面，最终得到的产品耐热温度有限，而当耐热温度低于模具温度时，则不可能实现顺利脱模。综上所述，以上专利虽然都采用了热模成型方法，但关于片材温度、模具温度、产品耐热温度等几个温度的关系，似乎都未明确更具体的范围，最终的产品其实都未达到较高的结晶度及耐热温度。

综上所述，现有技术制备的聚乳酸发泡成型体，存在以下不足：

无法实现在缩短对模时间的同时，提高产品的机械强度、耐温性能和结晶度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种耐热聚乳酸发泡热成型体及其制备方法，实现以下发明目的：

（1）具有较高的机械强度；

（2）脱模顺利，无变形；表面光滑，壁厚均匀；

（3）聚乳酸发泡热成型体耐热达120℃以上；

（4）缩短对模时间的同时提高结晶度达到40%~50%。

为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种耐热聚乳酸发泡热成型体，由结晶性聚乳酸树脂发泡片经过热成型制得；所述耐热聚乳酸发泡热成型体，聚乳酸树脂所占重量比为95~99%，成核剂所占重量比为0.5~4.5%，其它助剂所占重量比为0.5~4.5%，所述聚乳酸树脂，其光学纯度为97~99.9%；所述耐热聚乳酸发泡热成型体，结晶度达到40~50%。