CN1749320A - 全降解聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合发泡材料及其制备方法 - Google Patents

全降解聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合发泡材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及了一种全降解塑料复合发泡材料及其制备方法，该全降解塑料复合发泡材料以由二氧化碳和环氧丙烷合成的可降解聚甲基乙撑碳酸酯聚合物为基体，先添加乙烯乙烯醇共聚物，再与优选的发泡剂、成核剂及助剂共混，最后通过挤出，模压和延压的方式在加热条件下发泡制得。该材料可应用于制造一次性发泡塑料制品，如一次性餐饮具、包装用品以及食品用托盘等。本发明工艺简单，适用范围广。在聚甲基乙撑碳酸酯中引入乙烯乙烯醇共聚物，不仅有利于发泡材料机械性能的改善，同时因乙烯乙烯醇共聚物具有吸水性，还可促进聚甲基乙撑碳酸酯降解性能的提高。该材料具有机械性能好、质轻、成本低等优点，且易降解，属环保型材料。

Description

全降解聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种全降解塑料复合发泡材料及其制备方法，具体系涉及一种全降解塑料复合发泡材料的配方，制备方法。
技术背景
泡沫塑料是一种新型材料，它以塑料为基本组份，具有质轻，隔热性能好，能吸收冲击载荷，比强度高等优点。由于这些性能，使它在许多领域都有广泛的应用，特别是在包装、生活用品、建筑和高技术领域，泡沫塑料已占有不可取代的地位。但随之而带来的白色污染问题也越来越严重，尤其是一次性餐饮具及包装用的发泡材料，如聚苯乙烯，聚氯乙稀和聚氨酯等，降解时间慢且回收不易，对环境造成了严重的污染，因此开发其替代产品成为该领域的研究热点。聚甲基乙撑碳酸酯是一类降解环保型材料，因其原料主要利用二氧化碳，制成品又具有可降解性，正愈来愈受到重视。对聚甲基乙撑碳酸酯发泡材料的开发和研究不仅在一定程度可缓解环境矛盾，而且对日益枯竭的石油资源也是一个补充。目前，聚甲基乙撑碳酸酯发泡材料的研究已取得了一定的进展，但因其本身部分性能的缺陷而限制了其应用。利用其它高分子材料对聚甲基乙撑碳酸酯进行共混改性来制备复合发泡材料，是提高聚甲基乙撑碳酸酯发泡材料性能的有效方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全降解塑料复合发泡材料及其制备方法，该方法工艺简单，所得到的材料可完全降解，适应范围广。
本发明中所用的原料配方为：
          原料                  组成比(重量比)
          聚甲基乙撑碳酸酯      100份
          乙烯乙烯醇共聚物      5～50份
          发泡剂                2～8份
          成核剂                1～10份
      助剂                 1～2份
本发明所用的甲基乙撑碳酸酯是由环氧丙烷与二氧化碳交替共聚的产物，可降解，其数均分子量为20,000至200,000，化学结构为：
其中100-1000；
本发明所用的乙烯乙烯醇共聚物是乙烯含量为5％-95％的共聚物，其数均分子量为5,000至100,000，化学结构为：
Figure A20051010034200042
，其中a为1-2000，b为1-1000，p为1-1000。
本发明所用的发泡剂为本领域常用的发泡剂，可以是化学发泡剂，如偶氮二甲酰胺，二硝基五次甲基四胺，4，4′-氧化双苯磺酰肼等，或这些的组合物；也可以是物理发泡剂，如低沸点脂肪烃，醇，醚，惰性气体等，或这些的组合物。发泡剂的种类和用量是决定发泡倍率和泡孔质量的重要因素之一。为达到高的发泡倍率，优选发气量大，发泡效率高的有机发泡剂。发泡剂的用量少则发泡倍率低，用量过多，发泡倍率和泡孔质量也会降低，优选4～6份。
本发明所用的成核剂为轻质或重质碳酸钙、滑石粉、硅灰土、蒙脱土、高岭土等中的一种或两种以上的粉体混合物。加入适量的成核剂可明显提高发泡倍率，改善泡孔结构，其用量优选8～10份。
本发明所用的助剂有：助发泡剂，如氧化锌、尿素等；抗氧剂，如抗氧剂1010、抗氧剂168等；润滑剂，如石蜡、聚乙烯蜡等；颜料，如二氧化钛等。
本发明所用合成树脂、发泡剂、成核剂和各种助剂都是无毒无害物质，符合食品卫生要求，生产过程无三废污染。
本发明全降解塑料复合发泡材料的制备方法，其步骤包括：
a.聚甲基乙撑碳酸酯和乙烯乙烯醇共聚物按组成比在室温下预混合后，在150℃～190℃的温度下进行熔融共混，共混时间5～20分钟，混合均匀后，造粒。
b.将发泡剂、成核剂和助剂按组成比与上述粒料混合，在160℃～180℃下挤出，模压或压延，制备发泡材料。
实施本发明方法涉及的制造设备，主要有双辊开炼机、密炼机、或双螺杆挤出机、高速搅拌机、挤出拉片延压机和热烘发泡烘道等，所用设备均为塑料制品生产通用设备。
本发明所制得的全降解塑料复合发泡材料，主要用于制造一次性餐饮具、包装用品、食品用托盘或相关制品。对于某些有特殊要求的产品，可以在挤出拉片延压过程中，采用表面复膜工艺，使材料表面复合一层0.1～0.2mm的薄膜。所得产品的可降解性能好，如果采取回收再利用的话，可用作填充物制备其它塑料制品。
本发明中所用的可降解聚甲基乙撑碳酸酯树脂是由环氧丙烷与二氧化碳交替共聚的产物，是一种具有良好应用前景的可降解高分子材料。在聚甲基乙撑碳酸酯树脂中加入乙烯乙烯醇共聚物不仅提高了发泡材料的热稳定性和机械性能，而且由于乙烯乙烯醇共聚物的吸水特性，加速了复合发泡材料的生物降解性能。聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合发泡材料是一种新型的绿色环保材料。与传统的聚苯乙烯发泡材料相比，本发明的复合发泡材料具有机械性能好、质轻、成本低等优点，且易降解，属环保型材料，可作为现行发泡材料的替代品。
具体实施方式
下面用实施例进一步描述本发明。
实施例1-4
复合发泡材料的组成及发泡倍率如表1所示。将聚甲基乙撑碳酸酯和乙烯乙烯醇共聚物(乙烯含量44％)计量后，放入熔融混炼设备中，转子转速60转/分，于170℃下混炼5分钟出料，即得聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物母料。将母料、发泡剂偶氮二甲酰胺和助发泡剂氧化锌及颜料二氧化钛按配比放入熔融混炼设备中，转子转速60转/分，于140℃下混炼10分钟，混合均匀后，在挤出拉片延压机于160～180℃挤出拉片，即得复合发泡片材，再在模压机上热压成型，可得各种发泡制品。
实施例5-8
复合发泡材料的组成及发泡倍率如表2所示。将聚甲基乙撑碳酸酯和乙烯乙烯醇共聚物(乙烯含量44％)计量后，放入熔融混炼设备中，转子转速60转/分，于170℃下混炼5分钟出料，即得聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物母料。将母料、成核剂碳酸钙、发泡剂偶氮二甲酰胺和助发泡剂氧化锌及颜料二氧化钛按配比放入熔融混炼设备中，转子转速60转/分，于140℃下混炼10分钟，混合均匀后，在挤出拉片延压机于160～180℃挤出拉片，即得复合发泡片材。最后在模压机上热压成型，可得各种发泡制品。
表1聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合发泡材料的组成及发泡倍率
实施例 1  2  3  4
聚甲基乙撑碳酸酯 质量/份 100  100  100  100
乙烯乙烯醇共聚物 质量/份 10  20  30  40
偶氮二甲酰胺     质量/份 4  5  6  8
氧化锌           质量/份 0.4  0.5  0.6  0.8
二氧化钛         质量/份 2  2  2  2
发泡倍率 8  13  12  9
表2聚甲基乙撑碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物复合发泡材料的组成及发泡倍率
实施例 5  6  7  8
聚甲基乙撑碳酸酯 质量/份 100  100  100  100
乙烯乙烯醇共聚物 质量/份 10  20  30  40
碳酸钙           质量/份 10  10  10  10
偶氮二甲酰胺     质量/份 4  5  6  8
氧化锌           质量/份 0.4  0.5  0.6  0.8
二氧化钛         质量/份 2  2  2  2
发泡倍率 11  17  14  10

Claims (7)

1.一种全降解塑料复合发泡材料，其特征在于其各组分的重量比为：聚甲基乙撑碳酸酯100份，乙烯乙烯醇共聚物5～50份，发泡剂2～8份，成核剂1～10份，助剂1～2份。
2.如权利要求l所述的全降解塑料复合发泡材料，其特征是所述聚甲基乙撑碳酸酯是由环氧丙烷与二氧化碳交替共聚的、可降解的产物，其数均分子量为20,000至200,000，化学结构为：
Figure A2005101003420002C1
其中100-1000；
3.如权利要求1所述的全降解塑料复合发泡材料，其特征是所述乙烯乙烯醇共聚物是乙烯含量为5％-95％的共聚物，其数均分子量为5,000至100,000，化学结构为：
Figure A2005101003420002C2
其中a为1-2000，b为1-1000，p为1-1000。
4.如权利要求1所述的全降解塑料复合发泡材料，其特征是所述发泡剂为化学发泡剂偶氮二甲酰胺、二硝基五次甲基四胺或4，4＇-氧化双苯磺酰肼中的一种或一种以上的组合物；或物理发泡剂低沸点脂肪烃、醇、醚或惰性气体中的一种或一种以上的组合物。
5.如权利要求1所述的全降解塑料复合发泡材料，其特征是所述成核剂为轻质或重质碳酸钙、滑石粉、硅灰土、蒙脱土、高岭土中的一种或一种以上的粉体混合物。
6.如权利要求1所述的全降解塑料复合发泡材料，其特征是所述助剂包括：助发泡剂氧化锌、尿素；抗氧剂抗氧剂1010、抗氧剂168；润滑剂石蜡、聚乙烯蜡；二氧化钛颜料。
7.如权利要求1所述的全降解塑料复合发泡材料的制备方法，其特征在于该方法的步骤为：
a.聚甲基乙撑碳酸酯和乙烯乙烯醇共聚物按组成比在室温下预混合后，在150℃～190℃的温度下进行熔融共混，共混时间5～20分钟，混合均匀后，造粒；
b.将发泡剂、成核剂和助剂按组成比与步骤a)的粒料混合，在160℃～180℃下挤出，模压或压延，制备发泡材料。
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