本发明专利技术提供了一种将ＰＬＡ树脂挤出为具有高闭孔含量的低密度泡沫的经济方法。容易并且可重现地生产了优质、低密度的泡沫。所述泡沫中ＰＬＡ树脂的重均分子量至少为５００，０００，特性粘数至少为１．４分升／克。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由具有高分子量和高特性粘数的聚丙交酯制得的挤出泡沬本申请要求2008年4月30日提交的美国临时申请61/049，170的权益。本专利技术涉及挤出的聚合物泡沫及其制备方法。聚丙交酯聚合物(PLA，有时称为聚乳酸)现在可以以商用数量获得。已经尝试将 这种聚合物挤出成为泡沫，但是PLA加工成泡沫很困难。尚不能获得良好质量的、低密度的 挤出PLA泡沫。像PLA这样的具有低熔体强度的树脂即使能发泡，通常也只能在非常窄的 加工温度范围内发泡。在商业规模的生产条件下，保持这种窄操作范围是不可行的。W02005/097878描述了使用二氧化碳作为发泡剂制备的PLA泡沫。使用了比提供 所期望的泡沫密度所需的量过量的二氧化碳以塑化熔体并改善加工过程。这个方法具有某 些局限性。许多制造商缺少将压缩气体注入其泡沫生产线中所需的设备。其他制造商更喜 欢使用液体或者低沸点的碳氢化合物或者氢氟碳化合物发泡剂。其他改善PLA树脂的挤出发泡的方法集中在熔融聚合物的流变特性上。PLA是一 种低熔体强度材料，并且据信是这种低熔体强度使得难以由PLA树脂生产挤出泡沫。通过 增加分子量可以改善熔体强度，但这种方法本身并没有导致可行的泡沫挤出工艺。分子量 增加可能引起其他问题，例如增加剪切粘度、造成增加的功率消耗、降低加工速度和/或需 要更重、更昂贵的设备。另一种方法是通过向聚合物中引入少量长链支化使分子量分布加 宽。通过使线形PLA树脂与环氧官能的丙烯酸酯聚合物或者聚合物反应，W02006/002372中 已经报道了重均分子量高达大约400，000的支化PLA树脂。在美国专利第5，359，026号、第 5，594，059 号、第 5，798，435 号、第 5，210，108 号和第 5，225，521 号、GB 2277324,EP 632081 和WO 02/100921A1中描述了其他的支化方法。不幸地是，这些支化的PLA树脂仍然不能很好地加工。尤其是，已经证实难以以商 业合理速度制备低密度(<5磅/立方英尺，80kg/m3)、高闭孔(90+%闭孔)板材或者片材 泡沫。在能够以商业规模制备良好质量泡沫的情况下，它们必须以低生产速率生产，这大大 提高了它们的成本。因此，仍然需要提供一种制备高闭孔、低密度挤出片材和板材泡沫的经济方法。本专利技术是一种方法，所述方法包括形成基于聚丙交酯(PLA)树脂的重量含有约2 至约20%重量物理发泡剂的可熔融加工的支化的聚丙交酯树脂的加压的熔融混合物，和将 该熔融混合物通过模头挤出到具有降低的压力的区域，使得所述发泡剂膨胀并且所述PLA 树脂同时冷却以形成稳定的泡沫，其中该PLA树脂具有500，000至1，500, 000的重均分子 量和至少1. 40分升/克的特性粘数。该方法可生产具有1-5磅/立方英尺(16-80kg/m3)密度的泡沫，其具有90%或更 多的闭孔，且以商业上可接受的操作速度进行生产。在这些方法中制备了非常高质量的挤 出泡沫。该方法可用于生产代表挤出泡沫产品的最高体积类型的泡沫片材和板材(或者板 (board))产品。这里使用的PLA树脂用其重均分子量和特性粘数表征。该PLA树脂的重均分子量 (Mw)至少为500，000，并且可以最高达到1，500，000。其优选至少为550，000、更优选至少 750，000、并且优选最高为1，100，000。对于本专利技术，重均分子量是由使用聚苯乙烯标准物的凝胶渗透色谱法测量的。合适方法的细节在下面的实施例中描述。特性粘数根据ASTM D5225的原理测量。聚合物浓度由折射率测量计算，特性粘数 由粘度计检测结合浓度确定。合适方法的细节在下面的实施例中描述。该PLA树脂具有至 少1. 40分升/克(dl/g)的特性粘数。其优选具有至少1. 57分升/克、更优选至少1. 585 分升/克、更加优选至少1. 6分升/克的特性粘数。该特性粘数可以最高达到1. 8分升/ 克、更优选最高达到1. 70分升/克。所述PLA树脂的特性粘数被认为受到PLA树脂的许多属性的影响，包括重均分子 量、分子量分布和支化程度。在本专利技术中使用的相对高特性粘数的PLA树脂一般是具有有 点宽的分子量分布的高支化聚合物。优选的PLA树脂具有平均至少8个支链每分子。更优选的PLA树脂具有平均至 少10个支链每分子。所述PLA树脂可以具有最高20个支链每分子，优选具有最高大约 15个支链每分子。每分子支链数量是使用Viscotek 0mniSEC4.5版软件计算的。计算 中使用具有与样品相同对映体组成的线形PLA的已知Mark-Howink常数和0. 75的结构 因子。PLA 树脂的 Mark-Houwink 常数由 Dorgan 等人描述，“Fundamental solution and single-chain properties ofpolylactides, Journal ofPolymer Science, Part B Polymer Physics (2005)，43(21)，3100—3111。所述PLA树脂优选包含至少2. 5重量％，优选至少3重量％的高分子量级分。该高 分子量级分可以构成所述PLA树脂的多达10重量％，但是优选不构成大于其6重量％。对 于本专利技术，所述高分子量级分由3百万或更高分子量的PLA分子组成，根据下文描述的GPC 方法测定。所述PLA树脂优选包含不多于4重量％、更优选不多于3重量％、甚至更优选不多 于2重量％的低分子量级分。对于本专利技术，所述低分子量级分由30，000分子量或者更低的 分子组成，根据下文描述的GPC方法测定。本专利技术使用的一种优选PLA树脂具有至少550，000的Mw，1. 4至1. 8分升/克、更 优选1. 570至1. 8分升/克的特性粘数，和平均至少10个支链/分子。另一种优选PLA树 脂具有至少700，000的轧，1. 4至1. 8分升/克、特别是1. 585至1. 8分升/克的特性粘数， 和平均至少10个支链/分子。另一种优选PLA树脂具有700，000至1，100, 000的Mw，1. 4 至1. 7分升/克、尤其是1. 585至1. 7分升/克的特性粘数，和平均至少10个支链/分子。对本专利技术来说，PLA树脂是含有至少50%重量的聚合的乳酸重复基团的聚合物或 共聚物。该PLA树脂可含有至少80%、至少90%、至少95%或者至少99%重量的聚合的乳 酸单元。当所述PLA树脂是乳酸与另一种单体的共聚物时，该另一种单体可以是将与丙交 酯共聚合的任何单体。优选的其它单体为羟基羧酸或优选地环酯，例如羟基乙酸。所述乳酸重复单元可为L-或D-对映体或它们的混合物。乳酸对映体的比例和它 们共聚合的方式(即，无规、嵌段、多嵌段、接枝等)极大地影响聚合物的结晶行为。其中一 种乳酸对映体含量非常高(即，基于全部乳酸单元一种对映体为93%或更高，特别是96% 或更高)的聚合物趋向于是半结晶的。基于全部乳酸单元含有7%或更高的每种对映体的 聚合物趋向于是更为非晶态的。一种优选的PLA树脂是L-乳酸或D-乳酸的均聚物(不包括任何支化剂)、L-乳 酸和D-乳酸的无规共聚物、L-乳酸和D-乳酸的嵌段共聚物，或它们的两种或更多种的混合物。本文档来自技高网...
【技术保护点】
方法，该方法包括：形成基于聚丙交酯（ＰＬＡ）树脂的重量含有约３至约２５％重量发泡剂的可熔体加工的支化的ＰＬＡ树脂的加压的熔融混合物，和将该熔融混合物通过模头挤出到具有降低的压力的区域，使得所述发泡剂膨胀并且所述ＰＬＡ树脂同时冷却以形成稳定的泡沫，其中该泡沫中的ＰＬＡ树脂具有５００，０００至１，５００，０００的重均分子量和至少１．４０分升／克的特性粘数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-4-30 61/0491701.方法，该方法包括形成基于聚丙交酯(PLA)树脂的重量含有约3至约25%重量发 泡剂的可熔体加工的支化的PLA树脂的加压的熔融混合物，和将该熔融混合物通过模头挤 出到具有降低的压力的区域，使得所述发泡剂膨胀并且所述PLA树脂同时冷却以形成稳定 的泡沫，其中该泡沫中的PLA树脂具有500，0001，500, 000的重均分子量和至少1. 40分 升/克的特性粘数。2.权利要求2的方法，其中该发泡剂是物理发泡剂。3.权利要求1或2的方法，其中该泡沫的密度不大于5磅/立方英尺(80kg/m3)。4.权利要求1、2或3...
【专利技术属性】
技术研发人员：J南格罗尼，JR兰达尔，
申请(专利权)人：自然工作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。