[发明专利]一种高倍率聚乳酸发泡片材的制备方法

说明书

本发明提供一种高倍率聚乳酸发泡片材的制备方法，包括一级挤出、二级挤出、挤出发泡片材；原料由下述成分按重量份组成：聚乳酸88～94份、成核剂1～2份、发泡剂2～5份、助剂2～5份。本发明有效解决了工业生产中使用二氧化碳发泡倍率低、强度不高等难点，制备的高发泡倍率、表面性能优良的聚乳酸片材可以用于食品包装以及一次性全降解餐盒等领域。

技术领域

本发明属于聚乳酸发泡技术领域，具体涉及一种制备高倍率聚乳酸发泡片材的方法。

背景技术

针对近几年呈爆发式增长的快递产业及其产生的包装废弃物带来的污染，2016年，国家邮政局出台《推进绿色快递业包装工作实施方案》，2018年2月，国家质检总局、国家标准委发布《快递封装用品》系列国家标准，根据减量化、绿色化、可循环的要求，对快递包装减量提出新要求，要求快递包装袋宜采用生物降解塑料，减少白色污染。2018年是“限塑令”发布十年，国家发改委网站开设“我为塑料垃圾污染防治建言献策”专栏，邀请社会各界人士在1月5日至1月31日期间，围绕不同领域塑料制品的管理要求，提出意见建议。这是继2008年实施《国务院办公厅关于限制生产销售塑料购物袋的通知》以来，国家层面就防治“白色污染”采取的进一步举措。而以美团、饿了么为主体的点餐平台迫于社会压力，正在着手绿色一次性餐具的推广；2018年2月28日，菜鸟联合阿里巴巴公益基金会，中华环境保护基金会、中通、圆通、申通、天天、百世快递、韵达等主要快递公司共同发布“中国绿色物流研发资助计划”，希望用科技的力量助力行业升级，让中国更加绿色、智慧、高效。

聚乳酸是一种来源于可再生资源的全生物降解材料。原料乳酸由木薯、玉米、甜菜等高糖分含量的植物发酵而成，经缩聚生成丙交酯后，再开环聚合为聚乳酸。聚乳酸可以进行注塑、吸塑、吹瓶、吹膜以及纺丝等多种方式进行加工，制品在丢弃后可在土壤中微生物及水氧的作用下分解成二氧化碳和水，又被植物生长所利用。因此，聚乳酸的整个生命周期没有多余的二氧化碳排放，是一种真正意义上的绿色低碳环保材料。聚乳酸本身无毒副作用，无有害物质释放，是一种理想的食品接触安全的包装材料。

目前制约聚乳酸发展的主要是性能和价格这两大方面，将其做成发泡材料能够大大降低其成本，价格可以与市面上常见的PP餐具相媲美，甚至更低，具有明显的竞争优势。在当今以PP和ps为主的塑料市场拥有一席之地。随着石油能源的日益匮乏以及以石油基为主的传统塑料对环境破坏和生态污染日益增重，国内外生物全降解材料特别是聚乳酸发泡材料的需求呈逐年上升趋势，聚乳酸发泡材料可谓是市场潜力巨大。近年来，随着高分子材料科学的不断进步，聚乳酸的问题正不断地被破解，全降解聚乳酸材料将来很有希望全面代替传统石油基塑料，成为市场的主流塑料产品。

CN105038161A公开了一种改性埃洛石、聚乳酸发泡材料及其制备与应用，对埃洛石表面羟基化改性、表面有机硅烷化改性，然后将改性的埃洛石吸附二氧化碳和聚乳酸、交联剂一起制备聚乳酸发泡材料，发泡密度为0.038g/cm³，发泡倍率超过30倍，孔径10～30μm，同时公开了发泡材料的熔融指数、熔融强度、拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度等。该专利的埃洛石提纯相对而言较为复杂，而且用到的的溶剂大多都是对人体有害的危险品，违背了绿色环保要求，不利于聚乳酸发泡材料的工业化。

CN106967280A公开一种高倍率全生物降解发泡材料的制备方法，将聚乳酸、反应相容剂EC、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和有机改性蒙脱土进行密炼，获得混合改性母粒，注入超临界二氧化碳发泡制得泡沫密度为0.0155～0.0205g/cm3，发泡倍率为60～80倍的产物。虽然此专利能够得到超高倍率的发泡材料，但是随着倍率的提升，材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度等机械性能都有明显的下降，这影响了在一次性餐盒领域的应用。

CN106750486A公开了一种超临界流体制备微发泡聚乳酸基木塑复合材料的方法，将聚乳酸、木粉、增韧剂、扩链剂、润滑剂、成核剂混合，采用双螺杆挤出机制备聚乳酸发泡材料，泡孔均匀，发泡倍率为5～50倍，表观密度为0.03～0.3g/cm3，孔直径为10～200微米。该专利中木粉的添加，泡孔尺寸差距较大，