[发明专利]一种低成本多功能化PBAT发泡改性料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低成本多功能化PBAT发泡改性料及其制备方法，主要针对PBAT熔体强度差，生物降解材料成本高，功能化差，开发的一种多功能化低成本PBAT发泡改性料的制备技术，利用低成本的多羟基糖类，与功能化基团反应，并通过扩链剂、增容剂、功能助剂等与PBAT进行扩链功能化反应，实现了对PBAT降本增熔的同时，也赋予了其一定的功能化作用，如抗菌、阻隔、吸附等，其倍率在2～30倍可调，开闭孔可调，推进了生物降解材料在食品保鲜、电子包装、医疗、鞋材等领域的应用。

技术领域

本发明涉及一种低成本多功能化PBAT发泡改性料及其制备方法，主要针对PBAT熔体强度差，生物降解材料成本高，功能化差，开发的一种多功能化低成本PBAT发泡改性料的制备技术。

背景技术

高分子材料行业对生物降解材料的研究及应用掀起了高潮，但生物降解材料的成本高，一定程度上限制了其的广泛推广，因此在保证其的生物可降解下特性下的绿色轻量化降本技术需求迫切。

目前生物降解材料主要类别为PLA、PBAT、PBS等，其中PBAT的价位最低，但目前轻量化的应用以PLA材质的为主，如挤出发泡PLA，以及低倍率的PLA吸塑泡沫产品且多用在餐盒、饮杯等低端耗品领域，低成本PBAT材质的轻量化产品应用很少，特别是低成本高倍率发泡产品，这些主要是由于PBAT的低熔体强度有关，因此急需开发一类低成本功能化PBAT发泡料，以便推进生物降解材料在高低端领域应用的低成本化。

专利CN 113549305 A公布了一种全生物降解改性PBAT发泡板材及其制备方法，其主要是采用PBAT与聚乳酸、低密度聚乙烯LDPE、聚丙烯PP其中的一种刚性聚合物,并通过与环氧基扩链剂共混完成对PBAT分子结构上的增熔、增刚作用，且其中刚性聚合物与PBAT的质量比为(5～30):100。但环氧类扩链剂主要与羟基、羧基基团反应剧烈，与聚乙烯、聚丙烯中的C-H键反应有限，且LDPE、PP属于完全不降解材料，高含量也一定程度上影响了产品的全生物降解性能，与PLA聚合物共混扩链，能一定程度上实现增刚作用，但高分子量的PLA对PBAT分子链上的反应增刚有限，且成本较高。

发明内容

本发明涉及发泡领域，主要针对PBAT熔体强度差，生物降解材料成本高，功能化差，旨在开发的一种多功能化低成本PBAT发泡改性料的制备技术，利用低成本的多羟基糖类，与功能化基团反应，并通过扩链剂、增容剂、功能助剂等与PBAT进行扩链功能化反应，实现了对PBAT降本增熔的同时，也赋予了其一定的功能化作用，如抗菌、阻隔、吸附等，其倍率在2～30倍可调，开闭孔可调，推进了生物降解材料在食品保鲜、电子包装、医疗、鞋材等领域的应用。

本发明的发泡料的制备技术如下：

1、将多羟基糖类、功能化聚合基团供体、催化剂、扩链剂按照一定比例共混后利用缩聚反应釜反应，反应得到预聚物后，通过冷冻干燥得到疏水型酯化多羟基糖Ⅰ；

2、将步骤1中所得改性多羟基糖Ⅰ按照一定比例与PBAT、扩链剂、增容剂、功能助剂通过螺杆设备加工得到功能化低成本可发PBAT改性材料Ⅱ或者PBAT改性泡沫Ⅲ；

3、将步骤2中制得的功能化低成本可发PBAT改性材料Ⅱ经过超临界气体发泡得到功能化低成本的PBAT泡沫材料Ⅳ。

其中步骤1中所述的多羟基糖为含2个及2个以上羟基基团单体的天然糖类聚聚合物，如玉米淀粉、红薯淀粉、木质纤维、竹纤维等的一种或者多种的组合；

步骤1中所述的功能化聚合基团供体为乙交酯、丙交酯、低分子量聚乳酸、低分子量聚乙醇酸、乙醇酸、醋酸酐、马来酸酐、多元酸、PPC等带有羧基、乙酰基、羟基等活性基团的多官能团物质的一种或者两种以上的共混物，与多羟基糖羟基基团摩尔比为1：1～2；

步骤1催化剂为钛酸四丁酯、醋酸锌、氧化锌、氯化亚锡、辛酸亚锡、磷酸、三氧化二锑、咪唑类、DMAP、醇铁等常用的酯化缩聚或者开环聚合的催化剂，其占多羟基糖和功能化聚合基团供体总质量的1％～5％；；