[发明专利]一种可降解发泡材料及其制备方法

说明书

本发明涉及发泡材料技术领域，公开了一种可降解发泡材料及其制备方法，该可降解发泡材料，按照质量份数计，包括如下原料组分：聚己二酸‑对苯二甲酸丁二酯30‑80份；聚乳酸10‑40份；改性淀粉10‑40份；扩链剂1‑2份；增塑剂0.1‑2份；助交联剂1‑4份；抗氧剂0.1‑1.5份；润滑剂0.1‑1.5份，发泡剂3‑20份。通过PBAT共混改性PLA一方面可以显著降低PLA的熔点，进一步的降低后续挤出卷材时的熔融挤出温度，抑制化学发泡剂的分解，将发泡剂的分解完全控制在高温发泡炉发泡阶段；另一方面结合PBAT和PLA材料的优劣势，获得延展性和拉伸强度综合性能优良的可降解发泡材料。

技术领域

本发明涉及发泡材料技术领域，具体涉及一种可降解发泡材料及其制备方法。

背景技术

高分子聚合物以其质轻、成本低和可塑性强等优点，成为继钢铁，木材和水泥之后的第四大新型基础材料。但是许多塑料主要包括塑料袋、塑料包装、一次性聚丙烯快餐盒，塑料餐具杯盘以及电器充填发泡填塞物、塑料饮料瓶、酸奶杯、雪糕皮等在使用后被大量遗弃，由于塑料的不可降解性，对环境造成了巨大的影响，形成了“白色污染”。因此可降解塑料应运而生，有着巨大的需求，来缓解对环境的影响。

聚合物微孔发泡材料具有轻质、多孔等特点，因为广泛应用于包装、阻隔和吸音领域，由于利用超临界二氧化碳发泡，具有安全无毒、价格低廉、环境友好无污染等优点，随着物流快递的全面普及，包装用发泡材料的用量在逐年上升，每年造成的遗弃数量对整个社会已经产生了巨大的影响。

因此可降解发泡材料的开发成为热门的研究，如CN108003584A和CN108264736A公开的可降解发泡材料及其制备方法，将PLA或PBAT熔融形成热熔体一，分子链改性剂和降解剂熔融为热熔体二，两者混合后再加入扩链剂、交联剂、成核剂和发泡剂，发泡成型，模拟DNA序列重组进行“高分子功能碎片化→功能片段序列重构”等过程，生成主链含功能片段和带多功能副链的超高分子结构，优化了发泡时间和温度窗口，实现PLA或PBAT发泡材料的物性增强与连续可控稳定发泡。

但是该种方法制备的发泡材料，其交联均一性(即熔体强度一致性)取决于扩链剂和交联剂的分散程度，且交联剂易产生残留，难充分反应。此外，该方法采用超临界二氧化碳或氮气作为发泡剂，发泡剂流量的注入和混合调控难度较大。目前尚无使用化学发泡剂通过连续挤出方法制备的生物可降解发泡材料的成功案例，这是由于挤出加工温度高，化学发泡剂分解难控等发泡工艺原因。

因此急需提供一种增强可降解材料熔体强度和可操控性强的发泡加工工艺。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中可降解发泡材料的熔体强度不足，发泡剂分解难以调控等问题，提供熔体强度高的一种可降解发泡材料，该发泡材料发泡工艺稳定，易于操作，产品力学性能优良。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可降解发泡材料，按照质量份数计，包括如下原料组分：

针对可降解材料本身熔体强度低及加工温度高易制发泡剂分解等特点，采用PBAT与PLA、增塑剂共混制备低熔点PLA改性料，PLA改性料与发泡母粒在较低温度下共混挤出片材，并通过辐照交联的方法提高熔体强度，随后在高温发泡炉中进行发泡。

通过PBAT和增塑剂改性PLA，一方面可以显著降低PLA改性料的熔点，进而降低后期挤出加工制备卷材所需的挤出温度，抑制化学发泡剂的分解，将发泡剂分解阶段完全控制在高温发泡炉发泡阶段；另一方面，PLA延展性一般，但是其硬度偏高，拉伸强度与弯曲强度要高，加入的PBAT延展性和断裂伸长率较好，但硬度偏软，拉伸强度、弯曲强度较差，两者结合可获得延展性和拉伸强度综合性能优良的产品。

通过辐照交联使得PLA、PBAT、淀粉复合材料分子链段之间产生交联点，提高了熔体强度，且辐照交联制备的复合材料交联度均一，提高了材料的发泡稳定性和均匀性。