CN116496542B - 一种二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法，属于高分子发泡材料技术领域。其特征在于，制备步骤为：将PPCCP、PLA、PGA和增韧剂按照质量比100﹕1~25﹕0~10﹕0~20备料后共混为发泡主材料；将发泡主材料和助剂混合后挤出发泡形成珠粒，然后将珠粒进一步发泡成型即得。本发明的主要利用PLA来改性PPCCP，得到尺寸稳定性和韧性优良的可发泡材料；该发泡材料能够生物降解，发泡倍率高；原料的生产成本较低，能够满足水产等产品的保温包装运输要求。
Description
技术领域
本发明属于高分子发泡材料技术领域，具体涉及一种二氧化碳基生物可降解发泡材料。
背景技术
目前的可降解生物基发泡材料主要以PLA为主，但是PLA的发泡倍率仅在40倍左右，且热变形温度也仅有50℃~55℃，而且PLA材料气体包裹性不足、原料价格相对较高，所以制备成本也较高。
中国专利CN113214618B公开了一种食品级耐热PLA发泡材料，通过使用可生物降解的助溶剂，将聚乳酸(PLA)和己二酸丁二醇酯与对苯二甲酸丁二醇酯的缩聚物(PBAT)共混得到PLA/PBAT合金；然后使用经过聚合的氨基酸对蒙脱土(MMT)进行插层处理得到有机蒙脱土；最后使用PLA/PBAT合金和有机蒙脱土混合挤出并进行发泡。尽管其使用聚合的氨基酸作为插层剂，实现了MMT在PLA/PBAT合金中的均匀分散，提高了PLA的熔体强度和热变形温度，但是其并没有解决制备成本高和发泡倍率低的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种成本低、发泡倍率高的二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于，制备步骤为：
1）将PPCCP、PLA、PGA和增韧剂按照质量比100﹕1~25﹕0~10﹕0~20备料后共混为发泡主材料；所述的增韧剂为PBAT或PCL；
2）将发泡主材料和助剂按照质量比100﹕5~30混合，所述的助剂为增容剂、交联剂、成核剂和发泡剂的预混合物；然后采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机串联的方式挤出发泡形成珠粒，然后将珠粒进一步发泡成型即得。
本发明主要利用PLA来改性PPCCP，得到尺寸稳定性和韧性优良的可发泡材料；该发泡材料能够生物降解，热变形温度达到60℃，原料的生产成本较低，也能够满足水产等产品的保温包装运输要求。本发泡材料中，因为PPCCP本身对气体的包裹性好，在发泡加工的过程中能够有效的阻止发泡气体逃逸，所以发泡倍率较高，发泡倍率在55~100倍以上。
另外在一些韧性要求较高的包装方面，本发明中也需要加入聚己内酯（PCL）或聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）作为增韧剂，来提高韧性，PPCCP还能提高PLA与PCL或PBAT的相容性，保证共混时均匀混合。
另外在一些需要快速降解和尺寸稳定性要求更高的领域，本发明可以加入适量PGA进行调节，可以进一步提高发泡倍率的同时调节发泡材料的结晶度，得到强度更高、尺寸稳定性更好，且降解更迅速的发泡材料。
优选的，步骤1）中所述的增韧剂为PBAT，PPCCP、PLA、PGA和PBAT的质量比100﹕5~15﹕1~5﹕5~10。优选的配比达到本发明最佳的发泡性能、尺寸稳定性能和韧性，更加适合作为保温包装材料。
优选的，上述二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法中，所述的PPCCP的制备工艺为：将环氧丙烷、环氧环己烷、邻苯二甲酸酐、催化剂投入到高压反应器中，环氧丙烷、环氧环己烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为10﹕3~7﹕2~6，环氧丙烷与催化剂的摩尔比为1000~1500﹕1；充入二氧化碳控压至4MPa~6MPa，加热至65℃~75℃进行开环聚合，生成的胶液经洗涤、脱挥、干燥后得到成品。本发明也提供一种适合独立作为发泡材料的PPCCP的制备方法，通过控制单体的物料配比和加工工艺，协调所得无规PPCCP的发泡性能和气体包裹性能，使其适合作为发泡材料的主料。
优选的，上述PPCCP的制备工艺中，所述的催化剂为三乙基硼和四正丁基溴化铵按摩尔比5﹕2~4的复配催化剂。优选的催化剂能够得到分子量分布更均匀的PPCCP，发泡过程中对气体的包裹性更好，能更有效防止气体逃逸，从而更好的保证其发泡性能。
优选的，上述二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法中，所述的助剂为增容剂、交联剂、成核剂和发泡剂按质量比2﹕0.5~1﹕0.5~1﹕0.1~0.5的预混合物。在发泡材料中加入适量的助剂能够调整发泡材料的发泡加工性能，制得发泡均匀的。
优选的，上述助剂中，所述的增容剂为琥珀酸酐与聚三亚甲基碳酸酯以质量比1~6﹕5的复合增容剂。优选的增容剂能够更好的促进材料互容，使各助剂均匀的分散在发泡材料中，从而更好的保证材料的各项性能。
优选的，上述助剂中，所述的交联剂为过氧化苯甲酰或过氧化二异丙苯。给出尤其适用于本发明的交联剂，加入后在成型过程中能使材料内的PPCCP和PGA、PBAT发生均匀的交联，从而增加发泡材料的强度。
优选的，上述助剂中，所述的成核剂为滑石粉、二氧化硅、二氧化钛和氧化镁中的一种。
优选的，上述助剂中，所述的发泡剂为二氧化碳或偶氮二甲酰胺。
优选的成核剂和发泡剂能过够在本材料中更均匀的分散，从而在发泡过程中均匀发泡。
优选地，所述的双螺杆挤出机的长径比为35:1，单螺杆挤出机的长径比为32:1。调整双螺杆和单螺杆的长径比，控制前后挤出速率，达到更好的混合效果。
优选地，所述的双螺杆挤出机的温度设定为：一区40℃~80℃，二区135℃~145℃，三区140℃~150℃，四区150℃~160℃；所述的单螺杆挤出机的温度设定为：一区150℃~160℃，二区145℃~155℃，三区140℃~150℃，四区140℃~150℃。通过温度设定，调整物料在挤出机中的软化或熔融状态，让物料混合更均匀，使交联剂更充分反应，发泡效果也更理想。
在双螺杆挤出机与单螺杆挤出机的交接处通入二氧化碳。利用二氧化碳气体保护，防止有残留的可燃性单体逸散、发生危险。
与现有技术相比，本发明的一种二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法具有以下有益效果：本本发泡材料以PPCCP主体材料，利用PGA和PBAT改性，发泡倍率大，拉伸强度高，尺寸稳定性好。利用助剂调整性能后，组合物材料加工性能更好，起泡更均匀。该发泡材料具有优良的发泡性能并能够生物降解，热变形温度达到60℃，发泡倍率在55倍以上；原料的生产成本较低，能够满足水产等产品常温下的保温包装运输要求。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。PPCCP产自山东联欣环保科技有限公司实验室自行制备。实施例中的PLA采购自安徽丰原福泰来聚乳酸有限公司，型号为FY601；PGA采购自武汉华翔科洁生物技术有限公司，CAS号为：26124-68-5；PBAT采购自新疆蓝山屯河科技股份有限公司，牌号为TH801T。各助剂材料也都是市售得到，在此不再一一说明。为了便于实施例的组分用量的对比，发泡工艺采用相同工艺。
实施例1
PPCCP的制备工艺为：将环氧丙烷、环氧环己烷、邻苯二甲酸酐、催化剂投入到高压反应器中，环氧丙烷、环氧环己烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为10﹕5﹕3.5，环氧丙烷与催化剂的摩尔比为1200﹕1，催化剂为三乙基硼和四正丁基溴化铵按摩尔比5﹕3的复配催化剂；充入二氧化碳控压至5MPa，加热至70℃进行开环聚合，生成的胶液经洗涤、脱挥、干燥后得到PPCCP。
PPCCP、PLA、PGA和PBAT的质量比100﹕10﹕3﹕7；发泡主材料和助剂的质量比100：15；助剂为增容剂、过氧化苯甲酰、滑石粉和二氧化碳按质量比2﹕0.7﹕0.7﹕0.3的预混合物；增容剂琥珀酸酐与聚三亚甲基碳酸酯以质量比3﹕5的复合增容剂。
首先利用双螺杆挤出机将PPCCP、PLA、PGA和PBAT在140℃~150℃挤出共混造粒得到发泡主材料，然后发泡主材料与助剂混合均匀后采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机串联的方式挤出发泡形成珠粒，将珠粒转移至发泡桶内加热至120℃发泡，发泡后的发泡料转移到流化床内利用鼓入的55℃的热空气熟化120min得到熟化料；熟化料转移至成型板机内加热至110℃成型为发泡板材。其中双螺杆挤出机的长径比为35:1，单螺杆挤出机的长径比为32:1；双螺杆挤出机的温度设定为：一区40℃~80℃，二区135℃~145℃，三区140℃~150℃，四区150℃~160℃；所述的单螺杆挤出机的温度设定为：一区150℃~160℃，二区145℃~155℃，三区140℃~150℃，四区140℃~150℃。
实施例2
PPCCP的制备工艺为：将环氧丙烷、环氧环己烷、邻苯二甲酸酐、催化剂投入到高压反应器中，环氧丙烷、环氧环己烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为10﹕3﹕6，环氧丙烷与催化剂的摩尔比为1000﹕1，催化剂为三乙基硼和四正丁基溴化铵按摩尔比5﹕2的复配催化剂；充入二氧化碳控压至6MPa，加热至75℃进行开环聚合，生成的胶液经洗涤、脱挥、干燥后得到PPCCP。
PPCCP、PLA、PGA和PBAT的质量比100﹕5﹕1﹕10；发泡主材料和助剂的质量比100：10；助剂为增容剂、过氧化二异丙苯、二氧化硅和二氧化碳按质量比2﹕0.6﹕8﹕0.2的预混合物；增容剂琥珀酸酐与聚三亚甲基碳酸酯以质量比1﹕5的复合增容剂。
首先利用双螺杆挤出机将PPCCP、PLA、PGA和PBAT在140℃~150℃挤出共混造粒得到发泡主材料，然后发泡主材料与助剂混合均匀后采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机串联的方式挤出发泡形成珠粒，将珠粒转移至发泡桶内加热至120℃发泡，发泡后的发泡料转移到流化床内利用鼓入的55℃的热空气熟化120min得到熟化料；熟化料转移至成型板机内加热至110℃成型为发泡板材。其中双螺杆挤出机的长径比为35:1，单螺杆挤出机的长径比为32:1；双螺杆挤出机的温度设定为：一区40℃~80℃，二区135℃~145℃，三区140℃~150℃，四区150℃~160℃；所述的单螺杆挤出机的温度设定为：一区150℃~160℃，二区145℃~155℃，三区140℃~150℃，四区140℃~150℃。
实施例3
PPCCP的制备工艺为：将环氧丙烷、环氧环己烷、邻苯二甲酸酐、催化剂投入到高压反应器中，环氧丙烷、环氧环己烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为10﹕7﹕2，环氧丙烷与催化剂的摩尔比为1500﹕1，催化剂为三乙基硼和四正丁基溴化铵按摩尔比5﹕4的复配催化剂；充入二氧化碳控压至4MPa，加热至65℃进行开环聚合，生成的胶液经洗涤、脱挥、干燥后得到PPCCP。
PPCCP、PLA、PGA和PBAT的质量比100﹕15﹕5﹕5；发泡主材料和助剂的质量比100：20；助剂为增容剂、过氧化苯甲酰、二氧化钛和二氧化碳按质量比2﹕0.8﹕0.6﹕0.3的预混合物；增容剂琥珀酸酐与聚三亚甲基碳酸酯以质量比6﹕5的复合增容剂。
首先利用双螺杆挤出机将PPCCP、PLA、PGA和PBAT在140℃~150℃挤出共混造粒得到发泡主材料，然后发泡主材料与助剂混合均匀后采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机串联的方式挤出发泡形成珠粒，将珠粒转移至发泡桶内加热至120℃发泡，发泡后的发泡料转移到流化床内利用鼓入的55℃的热空气熟化120min得到熟化料；熟化料转移至成型板机内加热至110℃成型为发泡板材。其中双螺杆挤出机的长径比为35:1，单螺杆挤出机的长径比为32:1；双螺杆挤出机的温度设定为：一区40℃~80℃，二区135℃~145℃，三区140℃~150℃，四区150℃~160℃；所述的单螺杆挤出机的温度设定为：一区150℃~160℃，二区145℃~155℃，三区140℃~150℃，四区140℃~150℃。
实施例4
实施例1得到的得到PPCCP。
PPCCP、PLA和PCL的质量比100﹕1﹕20；发泡主材料和助剂的质量比100： 30；助剂为聚三亚甲基碳酸酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰和二氧化碳按质量比2﹕0.5﹕1﹕0.1的预混合物。
首先利用双螺杆挤出机将PPCCP、PLA和PCL在140℃~150℃挤出共混造粒得到发泡主材料，然后发泡主材料与助剂混合均匀后采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机串联的方式挤出发泡形成珠粒，将珠粒转移至发泡桶内加热至120℃发泡，发泡后的发泡料转移到流化床内利用鼓入的55℃的热空气熟化120min得到熟化料；熟化料转移至成型板机内加热至110℃成型为发泡板材。其中双螺杆挤出机的长径比为35:1，单螺杆挤出机的长径比为32:1；双螺杆挤出机的温度设定为：一区40℃~80℃，二区135℃~145℃，三区140℃~150℃，四区150℃~160℃；所述的单螺杆挤出机的温度设定为：一区150℃~160℃，二区145℃~155℃，三区140℃~150℃，四区140℃~150℃。
实施例5
实施例1得到的得到PPCCP。
PPCCP和PLA的质量比100﹕25；发泡主材料和助剂的质量比100：5；助剂为琥珀酸酐、过氧化二异丙苯、滑石粉和二氧化碳按质量比2﹕1﹕0.5﹕0.5的预混合物。
首先利用双螺杆挤出机将PPCCP和PLA在140℃~150℃挤出共混造粒得到发泡主材料，然后发泡主材料与助剂混合均匀后采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机串联的方式挤出发泡形成珠粒，将珠粒转移至发泡桶内加热至120℃发泡，发泡后的发泡料转移到流化床内利用鼓入的55℃的热空气熟化120min得到熟化料；熟化料转移至成型板机内加热至110℃成型为发泡板材。其中双螺杆挤出机的长径比为35:1，单螺杆挤出机的长径比为32:1；双螺杆挤出机的温度设定为：一区40℃~80℃，二区135℃~145℃，三区140℃~150℃，四区150℃~160℃；所述的单螺杆挤出机的温度设定为：一区150℃~160℃，二区145℃~155℃，三区140℃~150℃，四区140℃~150℃。
性能测试：
1、热变形温度：依据GB/T1634.1分析测试；
2、生物降解率：依据GB/T19277.1、GB/T19277.2分析测试。
3、尺寸稳定性按照GB/T 8811-2008试验。
脱粒率指将1dm3的立方体样品，顶部放置0.5kg的砝码后在摩擦系数0.2的松木板上拖行10m后的质量损失率。
本发明实施例1至5所制备的发泡材料的性能对比如表1：
表1 样品的热学性能表
由此可见，本发明制备的发泡材料降解性能好、发泡倍率高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于，制备步骤为：
1)将PPCCP、PLA、PGA和PBAT按照质量比100﹕5～15﹕1～5﹕5～10备料后共混为发泡主材料；
2)将发泡主材料和助剂按照质量比100﹕5～30混合后采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机串联的方式挤出发泡形成珠粒，然后将珠粒进一步发泡成型即得；
所述的PPCCP的制备工艺为：将环氧丙烷、环氧环己烷、邻苯二甲酸酐、催化剂投入到高压反应器中，环氧丙烷、环氧环己烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为10﹕3～7﹕2～6，环氧丙烷与催化剂的摩尔比为1000～1500﹕1；充入二氧化碳控压至4MPa～6MPa，加热至65℃～75℃进行开环聚合，生成的胶液经洗涤、脱挥、干燥后得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为三乙基硼和四正丁基溴化铵按摩尔比5﹕2～4的复配催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的助剂为增容剂、交联剂、成核剂和发泡剂按质量比2﹕0.5～1﹕0.5～1﹕0.1～0.5的预混合物。
4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的增容剂琥珀酸酐与聚三亚甲基碳酸酯以质量比1～6﹕5的复合增容剂。
5.根据权利要求3所述的一种二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的交联剂为过氧化苯甲酰或过氧化二异丙苯。
6.根据权利要求3所述的一种二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的成核剂为滑石粉、二氧化硅、二氧化钛和氧化镁中的一种。
7.根据权利要求3所述的一种二氧化碳基生物降解发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的发泡剂为二氧化碳或偶氮二甲酰胺。
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|---|---|---|---|---|
| CN109054337A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-12-21 | 广东奔迪新材料科技有限公司 | 一种改性聚苯醚发泡珠粒的配方、制备方法及其应用 |
| CN109679307A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-26 | 泸州天浩新材料研究所(普通合伙) | 一种可生物降解的珍珠棉及其制备方法 |
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| CN115891368A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-04-04 | 山东联欣环保科技有限公司 | 一种高阻隔的生物可降解复合包装膜及其应用 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109054337A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-12-21 | 广东奔迪新材料科技有限公司 | 一种改性聚苯醚发泡珠粒的配方、制备方法及其应用 |
| CN109679307A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-26 | 泸州天浩新材料研究所(普通合伙) | 一种可生物降解的珍珠棉及其制备方法 |
| CN115521591A (zh) * | 2022-11-07 | 2022-12-27 | 山东联欣环保科技有限公司 | 一种二氧化碳基四元共聚物的高韧组合物及其制备方法 |
| CN115891368A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-04-04 | 山东联欣环保科技有限公司 | 一种高阻隔的生物可降解复合包装膜及其应用 |
| CN115612085A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-01-17 | 山东联欣环保科技有限公司 | 一种合成二氧化碳基多元共聚物同时联产pc的方法 |
| CN116120730A (zh) * | 2023-04-12 | 2023-05-16 | 山东联欣环保科技有限公司 | 一种二氧化碳基生物可降解瓶状塑料容器及其组合物 |
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