專利名稱：：一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體及其生產方法
技術領域：
：本發明屬于可生物降解高分子材料領域，具體是涉及一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體及其生產方法。
背景技術：
：人類日常生活中使用的免洗餐飲具、食品包裝容器、飲料瓶、托盤、農藥品、真空成型品等一次性材料越來越多，其中絕大部分都是石油基塑料，它們雖然價格低廉，但降解性能差，使用后成為破壞環境的污染源。為了取代降解性能差的石油基高分子材料，人們采用生物或化學方法合成了一些可完全生物降解的高分子材料，例如美國生產聚乳酸的公司Cargill，其采用玉米等谷類為原料，采用淀粉水解發酵成乳酸再開環聚合的方法合成了可完全生物降解的聚乳酸，聚乳酸可經由水解反應以及微生物分解作用而完全分解成二氧化碳與水，其在大氣環境下、在土壤或水中、在垃圾掩埋場中以及在堆肥中所需的分解時間分別為3-5年、2-3年、2-4月以及l-4周。因此聚乳酸在適當處理后，可完全分解，對大自然生態環境不會造成負擔。在現有公開的專利U.S.Pat5348983，U.S.Pat5378792，U.S.Pat5422053,CN101151310，CN1810877和日本專利公開2002-20525號公報中均公開了聚乳酸類發泡體的制備方法，雖然聚乳酸具有上述優點，但聚乳酸的價格成本很高，而很多天然高分子具有很好的生物降解性能，且價格非常低廉，但采用一般高分子材料成型方法加工后，材料的水溶性大，材料耐熱性能不足，難以滿足免洗餐飲具、食品包裝容器、飲料瓶、托盤、農藥品、真空成型品的使用要求。因此，基于上述原因，人們致力于研究合成可降解高分子材料與天然高分子材料的共混，以期解決成本-綜合性能的問題，目前研究較多的是采用淀粉與合成高分子復合的技術。聚乳酸是一種綜合性能良好的可生物降解高分子材料，但其價格偏高，直接與淀粉共混用作免洗餐飲具、食品包裝容器、飲料瓶、托盤、農藥品、真空成型品等用具，成本仍嫌較高，若能將其制成發泡制品，則可以大大降低成本，改善機械性能，但是其自身發泡性很差。而且聚乳酸/淀粉復合材料的復合發泡技術中，由于聚乳酸的降解，所得發泡材料發泡倍率低，機械性能差，沒有能得到實際性應用。
發明內容技術問題本發明的目的是為了解決上述聚乳酸類發泡材料發泡倍率低、單獨使用成本又太高的缺點，提供一種低成本的可生物降解的用于制造免洗餐飲具、食品包裝容器、飲料瓶、托盤、農藥品、真空成型品的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體及其生產方法。技術方案為了達到上述之目的，本發明提出的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體，按重量份數由下列組分組成聚乳酸60-80，熱塑性淀粉20-40，脂肪族-芳香族聚酯的共聚物5-10，聚乳酸增韌劑2-10，成核劑1-10，助劑1.1-13，發泡劑0.5-10。上述的聚乳酸為聚-L-乳酸、聚-D-乳酸、聚-DL-乳酸中的一種或其混合物或其共聚物，重均分子量為650萬。更優選為8-40萬，特別優選為10-30萬。分子量分布為l-2，結晶度為15-60%。分子量過小，其機械物性和耐熱性等實際物性不顯現，分子量過大，熔融黏度過高從而影響到成型加工性能。上所述的熱塑性淀粉為經化學或物理改性的熱塑性淀粉。該熱塑性淀粉采用的市售產品。上述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物為丁二醇或己二酸與對苯二甲酸經縮聚反應得到的共聚物。上述的聚乳酸增韌劑為聚酯和聚醚類嵌段共聚物、含環氧官能團的丙烯酸類共聚物、含甲基丙烯酸縮水甘油酯基團的苯乙烯-丙烯共聚物、丙烯酸酯類核殼增韌劑中的一種。上述的成核劑為滑石粉、碳酸鈣、云母、蒙脫土或粘土中的一種。上述的助劑為內潤滑劑、外潤滑劑、抗氧劑、增強劑、抗紫外劑。其中，內潤滑劑為油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺、亞乙基雙硬脂酰胺、亞垸基二硬脂酰胺中一種；外潤滑劑為硬脂酸鋅鹽、鎂鹽、鈣鹽或鋇鹽中一種；抗氧劑為四[^(3，5-二叔丁基-4-輕基)丙銜季戊四醇酯、鄰二苯酚或對苯二酚中一種；增強劑為甲基纖維素或乙基纖維素中一種；抗氧劑為四[(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基)丙酸]季戊四醇酯、鄰二苯酚或對苯二酚中一種。上述的發泡劑為物理發泡劑和/或化學發泡劑。其中，物理發泡劑為二氧化碳、丁垸、戊烷、己烷或氟氯碳化合物中的任意一種；化學發泡劑為偶氮二甲酰胺(AC)發泡劑或碳酸氫鈉。本發明的另一個目的是提供一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的生產方法，其步驟為A、混合聚乳酸、脂肪族-芳香族聚酯的共聚物、熱塑性淀粉、增韌劑、成核劑、潤滑劑抗氧劑、增強劑與抗紫外劑混合后形成發泡前驅物；B、將該發泡前驅物加入至雙螺桿擠出機中熔融共混，并同時加入發泡劑后拉條、水冷、切粒，以獲得聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體；或者是將發泡前驅物加入至壓出機中，同時加入發泡劑后壓出成型獲得聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體。其中，步驟B中所述的雙螺桿擠出機，擠出后的物質為條狀發泡體，雙螺桿擠出步驟的操作溫度為100-180°C，螺桿轉速為100r/min-600r/min,螺桿的長徑比為30:1-45:1;步驟B中所述的壓出成型機，壓出成型步驟的操作溫度為100-230'C，在壓出成型中前段的溫度必須要高，較佳溫度為大于150。C，而后段溫度要低，這樣有利于發泡體凝固成型。壓出得發泡體。有益效果本發明的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體及其生產方法，其優點和有益效果主要是發泡倍率較高，工藝簡單，便于操作，生產的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡材料成本大大降低，并且使用后可生物降解，易于處理，減少了白色污染。具體實施方式下面通過實施例，對本技術發明的技術方案作進一步具體的說明，但本發明并不限于這些實施例。表1:聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體原料組分(按重量份)及發泡比重<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>其中，實施例1中所述的聚-L-乳酸的重均分子量為20萬；所述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物為BASF公司的Ecoflex;;所述的聚乳酸增韌劑為乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物；所述的成核劑為滑石粉；所述的內潤滑劑為亞乙基雙硬脂酰胺；所述的外潤滑劑為硬脂酸鋅；所述的抗氧劑為四[P-(3,5-二叔丁基-4-羥基)丙酸]季戊四醇酯；所述的發泡劑為AC發泡劑；所述的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的發泡比重為0.12g/ml。實施例2中所述的聚-L-乳酸的重均分子量為18萬；所述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物為Ecoflex;;所述的聚乳酸增韌劑為苯乙烯-丙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物；所述的成核劑為蒙脫土；所述的內潤滑劑為芥酸酰胺；所述的外潤滑劑為硬脂酸鎂；所述的抗氧劑為四[(3-(3，5-二叔丁基-4-羥基)丙酌季戊四醇酯；所述的發泡劑為氟里昂；所述的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的發泡比重為0.21g/ml。實施例3中所述的聚-L-乳酸的重均分子量為24萬；所述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物為Ecoflex;;所述的聚乳酸增韌劑為RohmandHass公司的ACR;所述的成核劑為云母；所述的內潤滑劑為硬脂酰胺；所述的外潤滑劑為硬脂酸鋅；所述的抗氧劑為鄰二苯酚；所述的發泡劑為二氧化碳；所述的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的發泡比重為0.42g/ml。實施例4中所述的聚-L-乳酸的重均分子量為20萬；所述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物為Ecoflex;;所述的聚乳酸增韌劑為PLA-PEO共聚物；所述的成核劑為滑石粉;所述的內潤滑劑為亞乙基雙硬脂酰胺；所述的外潤滑劑為硬脂酸鋅；所述的抗氧劑為四[p-(3，5-二叔丁基-4-羥基)丙酸]季戊四醇酯；所述的發泡劑為AC發泡劑；所述的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的發泡比重為0.56g/ml。實施例5中所述的聚-L-乳酸的重均分子量為20萬；所述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物為Ecoflex;;所述的聚乳酸增韌劑為RohmandHass公司的BMPS-265;所述的成核劑為滑石粉；所述的內潤滑劑為油酸酰胺；所述的外潤滑劑為硬脂酸鋅；所述的抗氧劑為對苯二酚；所述的發泡劑為AC發泡劑；所述的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的發泡比重為0.68g/ml。實施例6中所述的聚-L-乳酸的重均分子量為20萬；所述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物為Ecoflex;;所述的聚乳酸增韌劑為RohmandHass公司的BMPS-255;所述的成核劑為滑石粉；所述的內潤滑劑為亞乙基雙硬脂酰胺；所述的外潤滑劑為硬脂酸鈣；所述的抗氧劑為四[l3-(3,5-二叔丁基-4-羥基)丙酸]季戊四醇酯；所述的發泡劑為戊垸發泡劑；所述的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的發泡比重為0.75g/ml。實施例7中所述的聚-L-乳酸的重均分子量為20萬；所述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物為Ecoflex;所述的聚乳酸增韌劑為RohmandHass公司的苯乙烯-丙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物；所述的成核劑為碳酸鈣；所述的內潤滑劑為亞乙基雙硬脂酰胺；所述的外潤滑劑為硬脂酸鋅；所述的抗氧劑為四[卩-(3,5-二叔丁基-4-羥基)丙酸]季戊四醇酯；所述的發泡劑為AC發泡劑；所述的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的發泡比重為0.92g/ml。實施例一至實施例七的生產聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的方法，其步驟與本發明技術方案中公開的步驟相同。由上述發明實施例可知，本發明提供的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體及其生產方法，因聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體制品完全無毒且可生物降解，因此應用范圍十分廣泛，例如免洗餐飲具、食品包裝容器、飲料瓶、托盤、農藥品、真空成型品。此外還可根據需要加入食品級且不含重金屬色料，來形成彩色的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡制品。上述實施例僅用于對本發明進行說明，并不構成對權利要求范圍的限制，本領域技術人員可以想到的其他替代手段，均在本發明權利要求范圍內。權利要求1、一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體，其特征在于，該發泡體由以下重量份的組分組成聚乳酸60-80份，熱塑性淀粉20-40份，脂肪族-芳香族聚酯的共聚物5-10份，聚乳酸增韌劑2-10份，成核劑1-10份，助劑1.1-13份，發泡劑0.5-10份。2、根據權利要求1所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體，其特征在于，所述的聚乳酸為聚-L-乳酸、聚-D-乳酸、聚-DL-乳酸中的一種或其混合物或其共聚物，重均分子量為650萬。3、根據權利要求1所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體，其特征在于，所述的脂肪族-芳香族聚酯的共聚物為丁二醇或己二酸與對苯二甲酸經縮聚反應得到的共聚物。4、根據權利要求1所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體，其特征在于，所述的聚乳酸增韌劑為聚酯和聚醚類嵌段共聚物、含環氧官能團的丙烯酸類共聚物、含甲基丙烯酸縮水甘油酯基團的苯乙烯-丙烯共聚物、丙烯酸酯類核殼增韌劑中的一種。5、根據權利要求1所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體，其特征在于，所述的成核劑為滑石粉、碳酸鈣、云母、蒙脫土或粘土中的一種。6、根據權利要求1所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體，其特征在于，所述的助劑為內潤滑劑、外潤滑劑、抗氧劑、增強劑、抗紫外劑。7、根據權利要求1所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體，其特征在于，所述的發泡劑為物理發泡劑和/或化學發泡劑。8、根據權利要求7所述的一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體，其特征在于，所述的物理發泡劑為二氧化碳、丁烷、戊烷、己烷或氟氯碳化合物中的任意一種，所述的化學發泡劑為偶氮二甲酰胺(AC)發泡劑或碳酸氫鈉。9、一種根據權利要求18中任一所述的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的生產方法，其特征在于，該方法是先混合聚乳酸、脂肪族-芳香族聚酯的共聚物、熱塑性淀粉、聚乳酸增韌劑、成核劑、助劑形成發泡前驅物，然后再將該發泡前驅物與發泡劑熔融共混發泡得到聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體。全文摘要本發明公開了一種聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體及其生產方法，該發泡體由以下重量份的組分組成聚乳酸60-80份，熱塑性淀粉20-40份，脂肪族-芳香族聚酯的共聚物5-10份，聚乳酸增韌劑2-10份，成核劑1-10份，助劑1.1-13份，發泡劑0.5-10份；生產聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體的方法是先混合聚乳酸、脂肪族-芳香族聚酯的共聚物、熱塑性淀粉、聚乳酸增韌劑、成核劑、助劑形成發泡前驅物，然后再將該發泡前驅物與發泡劑熔融共混發泡得到聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體。本發明生產工藝簡單，便于操作，生產的聚乳酸/熱塑性淀粉發泡體成本大大降低，并且使用后可生物降解，易于處理，減少了白色污染。文檔編號C08L67/04GK101386703SQ20081023496公開日2009年3月18日申請日期2008年11月5日優先權日2008年11月5日發明者姜徐斌,友舒,俊鄒,郭彥彬,懸陳申請人:江蘇科技大學