本发明专利技术提供一种可生物降解聚丁二酸丁二醇酯ＰＢＳ发泡材料的制备方法，采用传统化学发泡法并对原料配方和工艺条件进行了改进和控制，原料中除了ＰＢＳ和发泡剂外，还加入交联剂、交联助剂、发泡助剂、增粘剂、抗氧剂、泡孔稳定剂、增塑剂和脱模剂来改变ＰＢＳ的熔体性质和调节发泡剂的分解温度。先将各种原料在高速搅拌机上混合均匀，然后在混炼机上塑化得到粒料或片材，再进行化学发泡，最终制备出的ＰＢＳ发泡材料具有密度可控、力学均衡性好、耐化学腐蚀、易加工、防震、隔热和可生物降解等特点，可替代聚苯乙烯硬质泡沫，广泛用于各类食品包装、医药、医疗器械或包装制造业等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚丁二酸丁二醇酯(PBS)发泡材料的制备方法，具体涉及一种采 用传统化学发泡法通过配方和工艺条件的控制制备可生物降解且综合性能优开的PBS发 泡材料的方法。本专利技术属于聚合物加工
技术介绍
高分子材料的废弃物给环境带来的负面影响已经日益引起人们的广泛关注，解决 日益严重的“白色污染”问题已成为人们普遍关注的焦点。因此，现在国内外降解塑料的研 制开发工作非常活跃，并已有部分开始了工业化生产，发展相当迅速。生物降解塑料既能在 使用时发挥塑料本身的优良性能，义具有用后废弃不给环境带来污染，能被各种生物(酶) 迅速分解的特征。因此大力开发和推广可生物降解高分子材料，才是治标和治本的方法，也 符合当今高分子材料绿色化的潮流。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是可完全生物降解聚合物，由丁二酸和丁二醇经缩聚制 得，它可以在细菌或酶的作用下最终降解成为二氧化碳和水等物质，对环境无害。而且由于 合成所用原料相对易得，合成工艺相对微生物发酵法等也要简便，所以在成本上有明显的 优势。PBS在常温下性能稳定，但在高温或富氧及微生物的作用下会自动降解，最终生成二 氧化碳和水。不仅如此，聚丁二酸丁二醇酯的熔点较高，性能良好，有希望取代通用聚乙烯 或聚丙烯而进入通用塑料领域，可缓解传统塑料使用引起的环境污染问题。泡沫塑料的应用在工业和日常生活中非常广泛，常见的泡沫材料种类主要有聚氨 酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、乙丙橡胶和乙烯-醋酸乙烯共聚物等。以聚丁二 酸丁二醇酯等生物全降解高分子材料制备发泡材料及其制品，并以其取代不可降解的聚苯 乙烯等传统化工热塑性塑料的发泡材料及其制品具有非常的现实意义。目前，对于PBS泡 沫材料的开发在国内外基本上处于起步阶段，较少有文章和专利的介绍，如将PBS作为共 混物改性二氧化碳-环氧丙烷(PPC)(专利CN101045814A)；采用过氧化物交联PBS，添加多 官能团单体提高PBS交联效率的方法(专利CN101029167A)，但都没有提及制备PBS发泡 材料。Sang-Kyim Lim等报道了加入两种不同的开氰酸酯增加PBS基体粘度从而制备发泡 材料的方法(Macromolecular Research, Vol. 16, No. 3,pp 218-2232008)，但该方法较为繁 复，发泡材料密度不可控，且交联剂毒性大，不可取。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可生物降解聚丁二酸丁二醇酯 发泡材料的制备方法，可直接采用传统化学发泡工艺，无需添加任何特殊设备，制备的发泡 材料泡孔分布均勻、密度可控、耐热性好、有较好的机械性能，且可完全生物降解。为实现这样的目的，本专利技术对传统化学发泡法进行了配方和工艺条件的改进和控 制。如果单纯用PBS和发泡剂进行发泡，由于PBS的熔体粘度和熔体强度低，而难于得到发 泡材料。故本专利技术采用的原料除了 PBS和发泡剂外，还通过加入交联剂、交联助剂、发泡助齐U、增粘剂、抗氧剂、泡孔稳定剂、增塑剂和脱模剂来改变PBS的熔体性质和调节发泡剂的 分解温度。先将PBS、发泡剂、交联剂及其各种原料在高速搅拌机上混合均勻，然后在混炼机 上塑化得到粒料或片材，再进行化学发泡，最终制备出PBS发泡材料，可替代聚苯乙烯硬质 泡沫，广泛用于各类食品包装、医药、医疗器械或包装制造业等领域。本专利技术的方法具体为按重量计，原料组分为60_95份聚丁二酸丁二醇酯、 0. 1-15份交联剂、0. 05-10份交联助剂、1-30份发泡剂、0. 1-20份发泡助剂、0. 05-5份增粘 齐IJ、0. 02-2份抗氧剂、0. 1-3份泡孔稳定剂、0-10份增塑剂和0-5份脱模剂，各成分的总和为 100份。首先将各组分在高速搅拌机中室温-70°c混合5-30分钟，转速500-5000转/分钟， 物料冷却后，在真空烘箱中60-100°C干燥5-30小时，得到初混物，在70-120°C的混合设备 中进行塑化混合，然后在150-200°C进行化学发泡，时间为5-60分钟，制得PBS发泡材料。本专利技术所述的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是丁二酸和丁二醇的缩聚物，分子量范围 15000-500000g/molo本专利技术所述的交联剂是偶氮二开丁腈AIBN、偶氮开丁氰基甲酰胺V30、偶氮二开 丁脒盐酸盐AIBA、偶氮二开丁咪唑啉盐酸盐AIBI、偶氮二开庚腈ABVN、过氧化二开丙苯 DCP、过氧化苯甲酰ΒΡ0、过氧化二碳酸二(对叔丁基环己酯)TBCP、2，2-二(叔丁基过氧) 丁烷DBPB、开丙苯过氧化氢CHP、叔丁基过氧化氢TBH、过氧化特戊酸叔丁酯BPP、二叔丁基 过氧化物DTBP、二环己酯DCPD或过氧化苯甲酸叔丁酯TBPB，或是它们的混合物。本专利技术所述的交联助剂是三羟基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基苯三酸酯、 双烯丙基邻苯二甲酸酯、季戊醇四甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙 烯酸酯、三烯丙基氰尿酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，或是它们的混合物。本专利技术所述的发泡剂是磺酰胼类发泡剂如0BSH、偶氮类发泡剂如AC或ACDC、无机 类发泡剂如碳酸氢钠，或是它们的复合物。本专利技术所述的发泡助剂是高岭土、碳酸钙、氧化镁、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、 氧化铝、滑石粉、粘土、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、硅灰石或云母，或是它们的混合物。本专利技术所述的增粘剂是聚己内酯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、不饱和聚酯树 脂、饱和聚酯树脂、乙烯_醋酸乙烯酯共聚物、甲苯二开氰酸酯、乙烯_丙烯酸酯共聚物、酚 醛树脂、六亚甲基二开氰酸酯、二苯基甲烷二开氰酸酯或双噁唑啉，或是它们的混合物。本专利技术所述的抗氧剂是N，N'-双胼 (抗氧剂1098)、硫代二丙酸二月桂酯(抗氧剂DLTP)、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯 (抗氧剂168)、亚磷酸三苯酯(抗氧剂TPP)、四季戊四醇酯(抗氧剂1010)、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂264)及4，4’-(β， β ’-二羟基二丙氧苯基)2，2_丙烷(抗氧剂BPA)中的两种组分或两种以上组分的混合物。本专利技术所述的泡孔稳定剂是α -烯基磺酸钠、钛酸酯偶联剂、山梨酸钾、山梨酸 钠、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、硅烷偶联剂、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸 钠、椰油醇硫酸钠、月桂醇硫酸钠、柠檬酸钠、烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧 乙烯醚，或是它们的混合物。本专利技术所述的增塑剂是环氧大豆油、柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸 酯、丁酰柠檬酸酯、环烷油或白蜡油，或是它们的混合物。本专利技术所述的脱模剂是硅油、硅酮或者硅脂，或是它们的混合物。本专利技术采用可完全生物降解聚合物聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制得发泡材料，工艺 简单，成本低，无需添加任何特殊的设备。制备的发泡材料具有泡孔分布均勻、密度可控、耐 热性好、力学均衡性好、耐化学腐蚀、易加工、防震、隔热和可生物降解等特点，综合性能优 开，可替代聚苯乙烯硬质泡沫，制成隔热、隔音、防震材料，广泛用于各类食品包装、医药、医 疗器械或包装制造业等领域。使用后能被自然界中的微生物完全降解，最终生成二氧化碳 和水，不污染环境，非常有利于发展绿色制造业和保护环境。具体实施例方式以下通过具体的实施例对本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可生物降解聚丁二酸丁二醇酯发泡材料的制备方法，其特征在于：按重量计，原料组分为：６０－９５份聚丁二酸丁二醇酯、０．１－１５份交联剂、０．０５－１０份交联助剂、１－３０份发泡剂、０．１－２０份发泡助剂、０．０５－５份增粘剂、０．０２－２份抗氧剂、０．１－３份泡孔稳定剂、０－１０份增塑剂和０－５份脱模剂，各成分的总和为１００份；将各组分在高速搅拌机中室温－７０℃混合５－３０分钟，转速５００－５０００转／分钟，物料冷却后，在真空烘箱中６０－１００℃干燥５３０小时，得到初混物，在７０－１２０℃的混合设备中进行塑化混合，然后在１５０－２００℃进行化学发泡，时间为５－６０分钟，制得聚丁二酸丁二醇酯发泡材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李冠，戚嵘嵘，陆佳琦，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31
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