[发明专利]脂肪芳香共聚酯发泡组合物、脂肪芳香共聚酯发泡珠粒及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及高分子领域，公开了一种脂肪芳香共聚酯发泡组合物、脂肪芳香共聚酯发泡珠粒及其制备方法与应用。该组合物包括改性脂肪芳香共聚酯和泡孔成核剂；泡孔成核剂为马来酸酐‑苯乙烯‑α‑甲基苯乙烯共聚物微球，其粒径为500‑1600nm；改性脂肪芳香共聚酯在190℃和载荷2.16kg的熔融指数为0.1‑5g/10min；基于100重量份的改性脂肪芳香共聚酯，泡孔成核剂的用量为0.01‑10重量份。由该脂肪芳香共聚酯发泡组合物制得发泡珠粒具有生物可控降解、泡孔致密及孔径分布均匀等优点，可应用于食品包装及家居体育用品等对塑料制品轻量化、能量吸收、生物可降解有较高要求的场合。

技术领域

本发明涉及高分子领域，具体地，涉及一种脂肪芳香共聚酯发泡组合物、脂肪芳香共聚酯发泡珠粒及其制备方法与应用。

背景技术

塑料制品具有稳定性强、质轻、生产成本低等优点，因而深受人们的亲睐。近几十年来塑料工业获得迅猛发展，大量塑料制品尤其是一次性塑料制品的使用，给人类的生活带来了极大的方便。但是，由于通用塑料(PE，PS，PVC等)本身的化学稳定性，当其被遗弃后会在环境中长期稳定存在，造成大量塑料废弃物在环境中的累积，给环境带来严重的危害，如白色污染、农业白色癌症等问题。随着环境问题的日益突出，以及人类环境保护意识的不断提高，塑料废弃物的处理问题，己经成为国际社会广泛关注的焦点。目前解决这一问题的办法主要有焚烧法，填埋法和回收利用等。以上几种方法目前仍是众多国家处理塑料废弃物的常用方法，随着各自存在的问题的日益突出，上述几种方法已经不能满足人类对环境保护的要求。从根本上解决塑料废弃物污染问题、寻求新的问题解决途径，是人类迫切希望实现的。可降解塑料废弃后，可以利用环境中的某些因素发生降解，故而可以降低塑料废弃物在环境中的累积，进而从根本上解决塑料废弃物对环境的污染问题。因此，发展可降解塑料己经成为解决塑料废弃物污染问题的最终途径。一直以来，发泡材料的基础树脂一般是聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等通用树脂，因其轻质性、隔热性、缓冲性优良而应用于许多领域。但上述高分子材料制备的发泡体在使用周期结束后不能自行降解，易于对土壤，河流及海洋造成污染。近年来可降解发泡材料逐渐得到工业界及学术界的关注。聚(丁二酸丁二醇-对苯二甲酸丁二醇)酯(PBST)是一种生物降解的高分子化合物，在自然环境中可以通过细菌发酵方式生物降解。通过对聚(丁二酸丁二醇-对苯二甲酸丁二醇)酯的分子量进行调控，可以保证其在使用过程中不发生降解，且具有一定熔体强度满足发泡过程孔壁拉伸而不发生破裂。利用反应釜浸渍法得到PBST发泡珠粒具有多个熔融峰，其中低温峰有利于后续的模压成型过程中降低所需蒸汽压力及温度，从而降低设备能耗。

制备热塑性树脂发泡珠粒，为了提高发泡效率，泡孔密度，通常需要加入泡孔成核剂，使得发泡过程中产生异相成核。异相成核中气泡的生成效率取决于成核剂的种类、形状、固体-气体和固体-熔体的界面张力等，此外，要获得泡孔密度大且尺寸小的泡沫，就要使成核剂在聚合物中有良好的分散，避免团聚的发生。在相同的压力降情况下，异相成核所需的活化能较低，成核点能够轻易地产生比均相成核多几个数量级的气泡。通常使用的成核剂是一种无机粉末，包括硼酸锌、二氧化硅、滑石、碳酸钙、硼砂或氢氧化铝。但是无机成核剂与聚合物基体的相容性差，需要表面改性防止团聚并改善与聚合物基体的界面结合，导致最终的发泡珠粒的泡孔密度等性能无法满足需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在无机成核剂与聚合基体相容性差而导致的脂肪芳香共聚酯发泡珠粒的闭孔率低、泡孔致密度低且密度不可控，所需成型压力高的问题，提供一种脂肪芳香共聚酯发泡组合物、脂肪芳香共聚酯发泡珠粒及其制备方法与应用，由本发明所提供的脂肪芳香共聚酯发泡组合物制得发泡珠粒具有生物可控降解、泡孔致密及孔径分布均匀等优点，可应用于食品包装及家居体育用品等对塑料制品轻量化、能量吸收、生物可降解有较高要求的场合。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种脂肪芳香共聚酯发泡组合物，其特征在于，所述组合物包括改性脂肪芳香共聚酯和泡孔成核剂；

所述泡孔成核剂为马来酸酐-苯乙烯-α-甲基苯乙烯共聚物微球，所述马来酸酐-苯乙烯-α-甲基苯乙烯共聚物微球的粒径为500-1600nm；