[发明专利]一种高熔体强度PLA合金、一种发泡料及其制备方法

说明书

本发明公开一种高熔体强度PLA合金、一种发泡料及其制备方法。所述PLA合金包含以下组分：高酸值PLA树脂，滑石粉、抗水解剂、扩链剂、抗氧剂、增塑剂。所述高酸值PLA树脂的酸值为2‑4mgKOH/g。因为羧基与环氧的反应活性比羟基高，高酸值PLA树脂与扩链剂反应活性更高，制备得到高熔体强度PLA合金，高熔体强度PLA在发泡过程中可提供一定的刚性，不易破泡，制备的到的发泡材料泡孔密度高，发泡倍率高，且多为闭孔结构。

技术领域

本发明属于可降解塑料领域，尤其涉及一种高熔体强度PLA合金及其制备方法，还涉及一种用于制备高发泡倍率材料的发泡料。

背景技术

随着人们对生态环境保护的意识加强，各国先后出台“限塑、禁塑”政策法规，生物可降解塑料得到越来越多的关注，应用领域在不断扩大。

目前快递行业的缓冲包装、外卖行业的发泡餐盒，用量很大且均为不可降解的发泡材料，回收困难，对环境造成一定的影响。未来开发可降解发泡材料越来越引起大家的重视。

聚乳酸(PLA)是一种性能优良的生物可降解材料，堆肥环境下180天后降解率大于90％，且强度高，加工性好，可用于制备硬质发泡材料，但是其为线性结构，熔体强度低限制了其发泡倍率，发泡过程中容易串孔、破泡，形成大量的开孔结构，从而限制了其在发泡领域的应用。

CN109762313A公开了一种高倍率聚乳酸发泡片材的制备方法，此合金是由聚乳酸、成核剂、发泡剂、其他助剂组成，经过一级挤出、二级挤出、挤出发泡片材，片材发泡倍率为13～16倍，泡孔直径均匀，片材厚度均匀，材料无穿孔、破泡现象，片材泡孔结构稳定。但是该发明采用含氟发泡剂，不利于环保，不符合可持续发展的理念。

CN109776848A公开了一种聚乳酸聚合熔体直接制备聚乳酸发泡制品的方法及装置，所述聚乳酸聚合熔体直接制备聚乳酸发泡制品的方法，包括：聚乳酸熔体准备、进料和二次挤出处理；该方法不需经过水冷切粒、反复的干燥冷却、升温熔融混炼等过程，避免了对发泡性的影响，既可保证可发泡性能，又可确保品质，能耗节约1/3以上，得到的产品发泡倍率3-25倍可调，但是该方法所用设备占地大，聚合工艺不容易控制，很难工业化。

CN112940468A公开了一种聚乳酸基发泡粒子及其制备方法，制备得到的 PLA发泡珠粒膨胀倍率高，泡孔尺寸分布均匀。但是其发泡制品的制备过程较为复杂，先进行饱和，随后发泡得到一次发泡粒子，再进行饱和，后二次发泡，最后再蒸汽热成型得到发泡制品，不利于工业化，且通过高压釜设备进行发泡的发泡倍率不易控制，难以满足客户要求的倍率稳定的发泡材料。

纯PLA由于其熔体强度较低，难以制备均匀稳定的发泡材料，目前的技术是通过扩链剂与PLA反应来提高熔体强度，但是目前市面上的PLA牌号端羧基含量有限(酸值：0.5-1.5mgKOH/g)，与扩链剂反应活性较弱，制备出的改性 PLA材料的熔体强度提升有限，难以制备出高发泡倍率，泡孔均匀稳定的发泡制品。

发明内容

本发明的目的在于一种高熔体强度PLA基合金、一种高发泡倍率PLA基发泡料。制备得到高酸值PLA树脂(酸值为2-4mgKOH/g)，由于端羧基与扩链剂反应活性明显高于端羟基，在后续的改性过程中，得到高熔体强度PLA基合金。用于制备发泡料，发泡倍率高，泡孔均匀稳定，机械性能好。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种高熔体强度PLA合金，包含以下组分：

本发明所述高酸值PLA树脂的酸值为2-4mgKOH/g。

本发明通过Koch-Haaf反应将PLA的端羟基反应生成端羧基，得到高酸值 PLA树脂。

本发明所述高酸值PLA树脂的制备方法，包括以下步骤：PLA溶解于溶剂中，与甲酸在浓硫酸酸催化下反应。