專利名稱：全降解聚甲基乙撐碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法，具體系涉及一種全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料的配方，制備方法。
背景技術(shù)：
泡沫塑料是一種新型材料，它以塑料為基本組份，具有質(zhì)輕，隔熱性能好，能吸收沖擊載荷，比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。由于這些性能，使它在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，特別是在包裝、生活用品、建筑和高技術(shù)領(lǐng)域，泡沫塑料已占有不可取代的地位。但隨之而帶來的白色污染問題也越來越嚴(yán)重，尤其是一次性餐飲具及包裝用的發(fā)泡材料，如聚苯乙烯，聚氯乙稀和聚氨酯等，降解時(shí)間慢且回收不易，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，因此開發(fā)其替代產(chǎn)品成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。聚甲基乙撐碳酸酯是一類降解環(huán)保型材料，因其原料主要利用二氧化碳，制成品又具有可降解性，正愈來愈受到重視。對聚甲基乙撐碳酸酯發(fā)泡材料的開發(fā)和研究不僅在一定程度可緩解環(huán)境矛盾，而且對日益枯竭的石油資源也是一個(gè)補(bǔ)充。目前，聚甲基乙撐碳酸酯發(fā)泡材料的研究已取得了一定的進(jìn)展，但因其本身部分性能的缺陷而限制了其應(yīng)用。利用其它高分子材料對聚甲基乙撐碳酸酯進(jìn)行共混改性來制備復(fù)合發(fā)泡材料，是提高聚甲基乙撐碳酸酯發(fā)泡材料性能的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法，該方法工藝簡單，所得到的材料可完全降解，適應(yīng)范圍廣。
本發(fā)明中所用的原料配方為原料 組成比(重量比)聚甲基乙撐碳酸酯 100份乙烯乙烯醇共聚物 5～50份發(fā)泡劑2～8份成核劑1～10份助劑 1～2份本發(fā)明所用的甲基乙撐碳酸酯是由環(huán)氧丙烷與二氧化碳交替共聚的產(chǎn)物，可降解，其數(shù)均分子量為20,000至200,000，化學(xué)結(jié)構(gòu)為 其中100-1000；本發(fā)明所用的乙烯乙烯醇共聚物是乙烯含量為5％-95％的共聚物，其數(shù)均分子量為5,000至100,000，化學(xué)結(jié)構(gòu)為 ，其中a為1-2000，b為1-1000，p為1-1000。
本發(fā)明所用的發(fā)泡劑為本領(lǐng)域常用的發(fā)泡劑，可以是化學(xué)發(fā)泡劑，如偶氮二甲酰胺，二硝基五次甲基四胺，4，4′-氧化雙苯磺酰肼等，或這些的組合物；也可以是物理發(fā)泡劑，如低沸點(diǎn)脂肪烴，醇，醚，惰性氣體等，或這些的組合物。發(fā)泡劑的種類和用量是決定發(fā)泡倍率和泡孔質(zhì)量的重要因素之一。為達(dá)到高的發(fā)泡倍率，優(yōu)選發(fā)氣量大，發(fā)泡效率高的有機(jī)發(fā)泡劑。發(fā)泡劑的用量少則發(fā)泡倍率低，用量過多，發(fā)泡倍率和泡孔質(zhì)量也會(huì)降低，優(yōu)選4～6份。
本發(fā)明所用的成核劑為輕質(zhì)或重質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、硅灰土、蒙脫土、高嶺土等中的一種或兩種以上的粉體混合物。加入適量的成核劑可明顯提高發(fā)泡倍率，改善泡孔結(jié)構(gòu)，其用量優(yōu)選8～10份。
本發(fā)明所用的助劑有助發(fā)泡劑，如氧化鋅、尿素等；抗氧劑，如抗氧劑1010、抗氧劑168等；潤滑劑，如石蠟、聚乙烯蠟等；顏料，如二氧化鈦等。
本發(fā)明所用合成樹脂、發(fā)泡劑、成核劑和各種助劑都是無毒無害物質(zhì)，符合食品衛(wèi)生要求，生產(chǎn)過程無三廢污染。
本發(fā)明全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料的制備方法，其步驟包括a.聚甲基乙撐碳酸酯和乙烯乙烯醇共聚物按組成比在室溫下預(yù)混合后，在150℃～190℃的溫度下進(jìn)行熔融共混，共混時(shí)間5～20分鐘，混合均勻后，造粒。
b.將發(fā)泡劑、成核劑和助劑按組成比與上述粒料混合，在160℃～180℃下擠出，模壓或壓延，制備發(fā)泡材料。
實(shí)施本發(fā)明方法涉及的制造設(shè)備，主要有雙輥開煉機(jī)、密煉機(jī)、或雙螺桿擠出機(jī)、高速攪拌機(jī)、擠出拉片延壓機(jī)和熱烘發(fā)泡烘道等，所用設(shè)備均為塑料制品生產(chǎn)通用設(shè)備。
本發(fā)明所制得的全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料，主要用于制造一次性餐飲具、包裝用品、食品用托盤或相關(guān)制品。對于某些有特殊要求的產(chǎn)品，可以在擠出拉片延壓過程中，采用表面復(fù)膜工藝，使材料表面復(fù)合一層0.1～0.2mm的薄膜。所得產(chǎn)品的可降解性能好，如果采取回收再利用的話，可用作填充物制備其它塑料制品。
本發(fā)明中所用的可降解聚甲基乙撐碳酸酯樹脂是由環(huán)氧丙烷與二氧化碳交替共聚的產(chǎn)物，是一種具有良好應(yīng)用前景的可降解高分子材料。在聚甲基乙撐碳酸酯樹脂中加入乙烯乙烯醇共聚物不僅提高了發(fā)泡材料的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能，而且由于乙烯乙烯醇共聚物的吸水特性，加速了復(fù)合發(fā)泡材料的生物降解性能。聚甲基乙撐碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物復(fù)合發(fā)泡材料是一種新型的綠色環(huán)保材料。與傳統(tǒng)的聚苯乙烯發(fā)泡材料相比，本發(fā)明的復(fù)合發(fā)泡材料具有機(jī)械性能好、質(zhì)輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，且易降解，屬環(huán)保型材料，可作為現(xiàn)行發(fā)泡材料的替代品。
具體實(shí)施例方式
下面用實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例1-4復(fù)合發(fā)泡材料的組成及發(fā)泡倍率如表1所示。將聚甲基乙撐碳酸酯和乙烯乙烯醇共聚物(乙烯含量44％)計(jì)量后，放入熔融混煉設(shè)備中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分，于170℃下混煉5分鐘出料，即得聚甲基乙撐碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物母料。將母料、發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺和助發(fā)泡劑氧化鋅及顏料二氧化鈦按配比放入熔融混煉設(shè)備中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分，于140℃下混煉10分鐘，混合均勻后，在擠出拉片延壓機(jī)于160～180℃擠出拉片，即得復(fù)合發(fā)泡片材，再在模壓機(jī)上熱壓成型，可得各種發(fā)泡制品。
實(shí)施例5-8復(fù)合發(fā)泡材料的組成及發(fā)泡倍率如表2所示。將聚甲基乙撐碳酸酯和乙烯乙烯醇共聚物(乙烯含量44％)計(jì)量后，放入熔融混煉設(shè)備中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分，于170℃下混煉5分鐘出料，即得聚甲基乙撐碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物母料。將母料、成核劑碳酸鈣、發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺和助發(fā)泡劑氧化鋅及顏料二氧化鈦按配比放入熔融混煉設(shè)備中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分，于140℃下混煉10分鐘，混合均勻后，在擠出拉片延壓機(jī)于160～180℃擠出拉片，即得復(fù)合發(fā)泡片材。最后在模壓機(jī)上熱壓成型，可得各種發(fā)泡制品。
表1聚甲基乙撐碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物復(fù)合發(fā)泡材料的組成及發(fā)泡倍率

表2聚甲基乙撐碳酸酯/乙烯乙烯醇共聚物復(fù)合發(fā)泡材料的組成及發(fā)泡倍率

權(quán)利要求
1.一種全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料，其特征在于其各組分的重量比為聚甲基乙撐碳酸酯100份，乙烯乙烯醇共聚物5～50份，發(fā)泡劑2～8份，成核劑1～10份，助劑1～2份。
2.如權(quán)利要求l所述的全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料，其特征是所述聚甲基乙撐碳酸酯是由環(huán)氧丙烷與二氧化碳交替共聚的、可降解的產(chǎn)物，其數(shù)均分子量為20,000至200,000，化學(xué)結(jié)構(gòu)為 其中100-1000；
3.如權(quán)利要求1所述的全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料，其特征是所述乙烯乙烯醇共聚物是乙烯含量為5％-95％的共聚物，其數(shù)均分子量為5,000至100,000，化學(xué)結(jié)構(gòu)為 其中a為1-2000，b為1-1000，p為1-1000。
4.如權(quán)利要求1所述的全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料，其特征是所述發(fā)泡劑為化學(xué)發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺、二硝基五次甲基四胺或4，4＇-氧化雙苯磺酰肼中的一種或一種以上的組合物；或物理發(fā)泡劑低沸點(diǎn)脂肪烴、醇、醚或惰性氣體中的一種或一種以上的組合物。
5.如權(quán)利要求1所述的全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料，其特征是所述成核劑為輕質(zhì)或重質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、硅灰土、蒙脫土、高嶺土中的一種或一種以上的粉體混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料，其特征是所述助劑包括助發(fā)泡劑氧化鋅、尿素；抗氧劑抗氧劑1010、抗氧劑168；潤滑劑石蠟、聚乙烯蠟；二氧化鈦顏料。
7.如權(quán)利要求1所述的全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于該方法的步驟為a.聚甲基乙撐碳酸酯和乙烯乙烯醇共聚物按組成比在室溫下預(yù)混合后，在150℃～190℃的溫度下進(jìn)行熔融共混，共混時(shí)間5～20分鐘，混合均勻后，造粒；b.將發(fā)泡劑、成核劑和助劑按組成比與步驟a)的粒料混合，在160℃～180℃下擠出，模壓或壓延，制備發(fā)泡材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法，該全降解塑料復(fù)合發(fā)泡材料以由二氧化碳和環(huán)氧丙烷合成的可降解聚甲基乙撐碳酸酯聚合物為基體，先添加乙烯乙烯醇共聚物，再與優(yōu)選的發(fā)泡劑、成核劑及助劑共混，最后通過擠出，模壓和延壓的方式在加熱條件下發(fā)泡制得。該材料可應(yīng)用于制造一次性發(fā)泡塑料制品，如一次性餐飲具、包裝用品以及食品用托盤等。本發(fā)明工藝簡單，適用范圍廣。在聚甲基乙撐碳酸酯中引入乙烯乙烯醇共聚物，不僅有利于發(fā)泡材料機(jī)械性能的改善，同時(shí)因乙烯乙烯醇共聚物具有吸水性，還可促進(jìn)聚甲基乙撐碳酸酯降解性能的提高。該材料具有機(jī)械性能好、質(zhì)輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，且易降解，屬環(huán)保型材料。
文檔編號(hào)B29C67/20GK1749320SQ20051010034
公開日2006年3月22日 申請日期2005年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日
發(fā)明者孟躍中, 焦建, 肖敏, 關(guān)麗濤, 王勛林 申請人:中山大學(xué)