可生物降解泡沫塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解的泡沫塑料及其制备方法。制成该所述泡沫塑料的原料包括：１００质量份的ａ或ｂ、０．０１～１０质量份的紫外光引发剂、交联剂和发泡剂；所述ａ为聚丁二酸丁二酯，所述ｂ为由聚丁二酸丁二酯与聚醚形成的共聚物；所述聚丁二酸丁二酯的数均分子量为１０，０００～１００，０００；所述聚丁二酸丁二酯与聚醚的共聚物的数均分子量为１０，０００～１００，０００。本发明专利技术制备所述可降解泡沫塑料的方法是将制备所述泡沫塑料的原料熔融混合，然后压成片材；将得到的片材经紫外光辐照后，进行发泡，得到所述的可生物降解泡沫塑料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可生物降解的泡沫塑料及其制备方法。
技术介绍
泡沫塑料作为一种轻型材料，具有隔热、隔音、缓冲、比强度高、价格低廉等一系列 优点，因此广泛应用于包装业、工业、农业、交通运输业、日用品等领域。目前的主要品种有 聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚烯烃泡沫塑料等，这些泡沫塑料产品在方便了人类 生产生活的同时，也给人类带来了极大的困扰，因为这些泡沫制品大部分在生产过程中存 在有害物质，尤其是废弃物难以回收利用，在自然环境中难以自行分解，或在废弃过程中产 生有害气体或物质而造成交叉感染，从而对人类赖以生存的自然环境造成日益严重的污 染。基于此，各国已相继制定了一些政策、法规，对这样的不可降解产品实施禁用或者限用。 发展可生物降解高分子材料及其制品为解决环境污染和人类需求之间的矛盾提 供了一种可能。可生物降解材料在其使用时具有优良的性能，废弃后可经自然分解为二氧 化碳和水，因此寻求合适的可生物降解高分子材料，制备相应的泡沫塑料制品是治标又治 本的可行方法。 目前可生物降解泡沫塑料集中于对脂肪族聚酯_聚乳酸，聚e _己内酯和淀粉基 生物降解泡沫塑料的研究。中国专利CN1544525和CN1544514分别公开了一种可生物降解 的聚乳酸塑料制备方法和一种含扩链剂可生物降解的聚乳酸泡沫塑料及其制备方法，但是 由这两种技术得到的产品发泡不均匀。中国专利CN1919926公开了一种聚乳酸_淀粉发泡 材料及其制备方法，但是该方法聚合所得的聚乳酸相对分子量分布过宽，强度往往不能满 足要求，脆性高，热变形温度低，抗冲击性能差。聚乳酸热稳定性不好，加工过程中易发生严 重的热降解，导致分子量大幅度下降。同时它的价格比较贵，乳酸价格以及聚合工艺决定了 聚乳酸的成本较高。这些都限制了聚乳酸及其制品的大规模应用。 中国专利CN1544526A，CN1618875A和CN1687231A分别公开了聚e -己内酯，过氧 化物交联聚e-己内酯及聚e-己内酯/无机填料复合材料泡沫塑料及其制备方法，虽然 得到了相应的泡沫塑料，但是力学性能的下降及聚e -己内酯昂贵的价格限制了它们的使 用。 在淀粉基可生物降解泡沫塑料方面，中国专利CN1407006A以丙烯酸淀粉酯与苯 乙烯、丙烯酸酯为原料，经乳液共聚和模压发泡制备一种淀粉基泡沫塑料。其原料的不可完 全降解性势必影响最终泡沫制品的降解性能。 与聚乳酸等脂肪族聚酯相比，聚丁二酸丁二酯(PBS)是一种熔点和强度都相对比 较高的脂肪族聚酯，有望取代通用聚乙烯或聚丙烯进入通用塑料领域。它的来源广泛，既可 以通过石油化工产品满足需求，也可由再生农作物产物经生物发酵途径生产，从而进一步 降低PBS的成本。目前，PBS已可以大规模生产。日本昭和高分子公司及BASF相继推出了 商品名分别为Bionolle，Ecoflex的商品化聚丁二酸丁二酯。聚丁二酸丁二酯和聚醚通过 熔融縮聚、溶液共聚等方法制备成的聚丁二酸丁二酯/聚醚共聚物，将聚醚的低毒性，良好的生物相容性，以及宽广的力学性能等一系列优点和聚丁二酸丁二酯的其他优势有效地结 合起来，使得到的热塑性弹性体极大地改善了脂肪族聚酯的机械性能，使其更适合应用于 对抗冲击强度有更高要求的领域。 采用聚丁二酸丁二酯及其聚酯聚醚共聚物作为基体进行发泡时，因材料本身的熔 体强度比较低，发泡时易出现大泡、串泡等现象，甚至会由于熔体强度太低而保留不住其 中的气体，导致熔体破裂，气体逸散，最终导致发泡失败。K.Bahari等人[Polym. Degrad. Stab. 62， 551-557. (1998)]对聚丁二酸丁二酯进行辐射处理提高熔体强度后，采用化学发 泡方法得到了相应的泡沫塑料，其降解性能较好。但是这一方法对设备的要求比较高，劳动 保护要求严格，对环境也易造成污染，难以实现工业化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可生物降解的泡沫塑料及其制备方法。 本专利技术所提供的可生物降解的泡沫塑料，制成所述泡沫塑料的原料包括100质 量份的a或b、0. 01 10质量份的紫外光引发剂、交联剂和发泡剂；所述a为聚丁二酸丁 二酯，所述b为由聚丁二酸丁二酯与聚醚形成的共聚物；所述聚丁二酸丁二酯的数均分子 量为10， 000 100， 000 ;所述聚丁二酸丁二酯与聚醚的共聚物的数均分子量为10， 000 100， 000。所述交联剂的质量份可为0. 5 40 ;所述发泡剂的质量份可为0. 1 20。 制成所述泡沫塑料的原料还可包括发泡助剂以及下述添加剂中的至少一种成核齐U、泡沫稳定齐U、增塑齐U、表面活性齐U、阻燃齐U、抗静电齐iJ、流动助齐iJ、有机及无机填充齐iJ、促进剂和颜料。本专利技术所用的发泡助剂可以为热塑性塑料泡沫材料制备中使用的任何已知发 泡剂。 本专利技术中用于制备所述由聚丁二酸丁二酯与聚醚形成的共聚物的聚醚的数均分 子量为500 20， 000 ;用于制备所述由聚丁二酸丁二酯与聚醚形成的共聚物的聚丁二酸丁 二酯的数均分子量为500 5000 ;用于制备所述由聚丁二酸丁二酯与聚醚形成的共聚物的所述聚醚和所述聚丁二酸丁二酯的质量比为i : i i : 20。 所述聚醚可为均聚醚或共聚醚；所述均聚醚具体可为聚乙二醇(PEG)、聚环氧乙 烷(PE0)、聚环氧丙烷(PPG，PPO)或聚四氢呋喃聚醚(PTMO，PTMG); 所述共聚醚可为无规共聚醚或嵌段共聚醚；所述无规共聚醚主要是环氧乙烷和环 氧丙烷无规共聚醚；所述嵌段共聚醚包括PE0-PP0-PE0， PE0-PTM0-PE0， PP0-PTM0-PP0等多 种形式，优选为PE0-PP0-PE0。 所述紫外光引发剂为下述物质中的一种苯偶姻及其醚衍生物、a ， a-二甲基苯 偶酰縮酮、二烷氧基苯乙酮、a-羟烷基苯酮、a-胺烷基苯酮、酰基磷氧化物、芳基过氧酯 化合物、卣代甲基芳酮、有机含硫化合物、苯甲酰甲酸酯、二苯甲酮、硫杂蒽酮及其衍生物、 蒽醌、香豆酮及樟脑醌； 所述交联剂为下述物质中的一种三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基三聚氰酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、季戊醇丙烯酸酯、季戊醇四甲基丙烯酸酯、双烯丙基邻苯二甲酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯； 所述发泡剂为无机发泡剂或有机发泡剂；5 所述无机发泡剂具体可为碳酸盐、拧檬酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐、硼氢化物或碳化 物，优选为柠檬酸盐或碳酸氢盐； 所述有机发泡剂可为亚硝基化合物、偶氮化合物或磺酰肼类化合物； 所述亚硝基化合物具体可为N， N- 二亚硝基五次甲基四胺(DPT)或N， N- 二甲基-N，N-二亚对苯二甲酰胺(NTA); 所述偶氮化合物具体可为偶氮二甲酰胺(ADC)、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸 二乙酯、偶氮二甲酸钡；优选为偶氮二甲酰胺。 所述磺酰肼类化合物J具体可为4，4_ 二磺酰肼二苯醚(0BSH)、对甲苯磺酰肼、3，3_ 二磺酰肼二苯砜、4，4- 二苯二磺酰肼、1，3-苯二磺酰肼、1，4-苯二磺酰肼； 本专利技术所提供的制备可生物降解的泡沫塑料的方法，包括以下步骤 1)将制成泡沫塑料的原料聚丁二酸丁二酯或聚丁二酸丁二酯与聚醚形成的共聚物、紫外光引发剂、交联剂和发泡剂，熔融混合后压成片材； 2)将步骤1)的片材经紫外光辐照后得到不同凝胶含量的交联聚丁二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可生物降解的泡沫塑料，制成所述泡沫塑料的原料包括：１００质量份的ａ或ｂ、０．０１～１０质量份的紫外光引发剂、交联剂和发泡剂；所述ａ为聚丁二酸丁二酯，所述ｂ为由聚丁二酸丁二酯与聚醚形成的共聚物；所述聚丁二酸丁二酯的数均分子量为１０，０００～１００，０００；所述聚丁二酸丁二酯与聚醚的共聚物的数均分子量为１０，０００～１００，０００。

【技术特征摘要】
一种可生物降解的泡沫塑料，制成所述泡沫塑料的原料包括100质量份的a或b、0.01～10质量份的紫外光引发剂、交联剂和发泡剂；所述a为聚丁二酸丁二酯，所述b为由聚丁二酸丁二酯与聚醚形成的共聚物；所述聚丁二酸丁二酯的数均分子量为10,000～100,000；所述聚丁二酸丁二酯与聚醚的共聚物的数均分子量为10,000～100,000。2. 根据权利要求1所述的泡沫塑料，其特征在于所述交联剂的质量份为0. 5 40 ;所 述发泡剂的质量份为0. 1 20。3. 根据权利要求1或2所述的泡沫塑料，其特征在于用于制备所述由聚丁二酸丁二 酯与聚醚形成的共聚物的聚醚的数均分子量为500 20， 000 ;用于制备所述由聚丁二酸 丁二酯与聚醚形成的共聚物的聚丁二酸丁二酯的数均分子量为500 5000 ;用于制备所 述由聚丁二酸丁二酯与聚醚形成的共聚物的所述聚醚和所述聚丁二酸丁二酯的质量比为i : i i : 20 ;所述聚醚为均聚醚或共聚醚；所述均聚醚为下述四种物质中的一种聚乙二醇、聚环 氧乙烷、聚环氧丙烷和聚四氢呋喃聚醚；所述共聚醚为无规共聚醚或嵌段共聚醚；所述无 规共聚醚为环氧乙烷环氧丙烷无规共聚醚。4. 根据权利要求1或2所述的泡沫塑料，其特征在于所述紫外光引发剂为下述物质 中的一种苯偶姻及其醚衍生物、a， a-二甲基苯偶酰縮酮、二烷氧基苯乙酮、a _羟烷基 苯酮、a _胺烷基苯酮、酰基磷氧化物、芳基过氧酯化合物、卣代甲基芳酮、有机含硫化合物、 苯甲酰甲酸酯、二苯甲酮、硫杂蒽酮及其衍生物、蒽醌、香豆酮及樟脑醌；所述交联剂为下述物质中的一种三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基三聚氰酸 酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、季戊醇丙烯酸酯、季戊醇四甲基丙烯酸酯、双烯丙基邻苯二甲 酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；所述发泡剂为无机发泡剂或有机发泡剂；所述无机发泡剂为碳酸盐、...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄希，李春成，张栋，管国虎，肖耀南，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]