[发明专利]一种生物可降解聚酯发泡珠粒及成型体材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物可降解聚酯发泡珠粒及成型体材料的制备方法。步骤（A）：将生物可降解聚酯、淀粉、成核剂制备生物可降解聚酯微粒；步骤（B）：将生物可降解聚酯微粒、水、有机隔离剂、无机隔离剂先后加入高压釜中，并搅拌、注入高压流体，加热釜体内水的温度至预定温度，体系流体压力达到预定压力，快速泄压释放釜体内的物料，经离心脱水、破碎、干燥、筛分得到生物可降解聚酯一次发泡珠粒；步骤（C）：将一次发泡珠粒在高压容器内载压空气，经二次加热发泡、干燥、筛分得到倍率高达20~50倍的二次发泡珠粒；经水蒸气成型机加热、冷水冷却得到可生物降解的、低密度高强度发泡珠粒成型体材料，可应用于缓冲包装领域。

技术领域：

本发明涉及生物可降解聚酯材料领域，具体地说，涉及一种生物可降解聚酯发泡珠粒及成型体材料的制备方法。

背景技术：

聚合物发泡珠粒如EPS、EPO、EPE、EPP具有超高的膨胀倍率，如15-60倍，可以通过水蒸气成型而制备具有三维形状及复杂结构的制件，已广泛应用于电子电器、工业品等的缓冲包装材料。不过，上述聚合物发泡珠粒材料不能环境降解，EPS等由于回收成本高，使用后抛弃到环境中易引起白色污染问题。为了规范泡沫包装材料的回收，国内外政府纷纷出台关税和惩处法规，这显著增加了企业的经营成本。

生物可降解聚酯如聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯（PBAT）、聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸己二酸丁二酯（PBSA）、聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯（PBST）可以堆肥的环境下微生物降解，降解周期在几周内，具有生物可降解、可堆肥、生物相容性等优势，可以通过欧盟、美国、中、日、韩等的生物降解标准。由生物可降解聚酯制造的聚合物发泡珠粒成型体材料可满足现行的生物降解标准，因此是EPS等缓冲包装材料理想的替代者。

CN101386685、CN101613486、CN106967280、CN108264736公开了釜压发泡制备PBAT发泡材料的方法。CN101386685和CN101613486采用超临界流体来制备PBAT发泡材料，系统压力高达8-20MPa，饱和温度分别为80-110°C和120-142°C，制备的PBAT发泡粒子的倍率一般不大于10倍，这远远低于传统EPS、EPO、EPP等发泡粒子的膨胀倍率，高的系统压力给加工过程带来安全风险也增加了加工的成本，同时，专利中没有涉及发泡粒子的水蒸气成型验证。CN106967280公开了釜压发泡制备高膨胀倍率PLA/PBAT共混物发泡材料的方法，选择的发泡剂为超临界CO₂流体，饱和压力为15-30MPa，饱和温度为120-200°C，通过快速泄压制备了膨胀倍率高达60-80倍的发泡材料，PLA/PBAT复合物在高温条件下会发生熔融，难以得到形状规整的聚合物发泡粒子，所选择的高温高压对加工过程带来安全风险，同时，高倍发泡材料极易收缩，材料的形态难以有效控制。CN108264736公开了超临界流体连续挤出发泡PBAT的制备方法，此技术添加扩链剂，并通过水下切粒来制备PBAT发泡粒子，连续挤出发泡制备的发泡粒子存在开孔率高的问题，PBAT发泡粒子的水蒸气成型效果也没有涉及。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种生物可降解聚酯发泡珠粒及成型体材料的制备方法，其特点是加工条件温和、发泡珠粒的倍率高、珠粒可以水蒸气成型，珠粒成型体粘结强度高等。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生物可降解聚酯发泡珠粒的制备方法，包括如下步骤：

步骤（A）：将生物可降解聚酯、淀粉、成核剂经干燥、预混合、双螺杆连续挤出拉条切粒或者水下切粒制备生物可降解聚酯微粒；

步骤（B）：将生物可降解聚酯微粒、水、有机隔离剂、无机隔离剂先后加入高压釜中，并搅拌、注入高压流体，加热釜体内水的温度至预定温度，体系流体压力达到预定压力，快速泄压释放釜体内的物料，经离心脱水、破碎、干燥、筛分得到生物可降解聚酯一次发泡珠粒；