一种预溶胀连续挤出发泡聚乳酸材料及其制备方法与应用与流程

技术特征：
1.一种预溶胀连续挤出发泡聚乳酸材料，其特征在于：(1)包含基本单元：pla树脂，其性能特征为：荷重2.16kg时的熔融指数4～20g/10min，粒度100～1000目，水分含量0～200ppm，游离乳酸含量0～100ppm；其中，pla为聚乳酸的简称；(2)还包含下列化合物组成单元：交联剂、偶联剂、泡孔稳定剂、成核剂、有机溶剂；(3)由基本单元与组成单元按照以下质量百分比配制：pla树脂：80.0～95.0％；交联剂0.05～0.3％；偶联剂：0.5～5.0％；泡孔稳定剂：0.5～5％；成核剂：0.1～2.5％；有机溶剂：1.0～20.0％。2.根据权利要求1所述的预溶胀连续挤出发泡聚乳酸材料，其特征在于：所述步骤(1)中的pla树脂选自fy
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801、fy
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802、3001d、8052d、lx
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175、lx
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530牌号的pla树脂，或上述牌号的pla树脂回收料加入扩链剂处理得到的pla树脂，所述扩链剂包括basf公司的joncryladr系列，添加量为占pla树脂质量的0.1～0.5％。3.根据权利要求1所述的预溶胀连续挤出发泡聚乳酸材料，其特征在于：所述步骤(1)中的交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯、过氧化二异丙基苯、过氧化二乙酰、过氧化叔丁醇、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二异丁酯、1,1
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双(叔戊基过氧基)环己烷、1,1
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双(叔戊基过氧基)
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3,3,5
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三甲基环己烷中的一种或几种的组合。4.根据权利要求1所述的预溶胀连续挤出发泡聚乳酸材料，其特征在于：所述步骤(1)中的偶联剂为1,2,3,4
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二环氧丁烷、1,2,5,6
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二环氧基己烷、1,6
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二(2,3
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环氧丙基)己烷、环氧大豆油、乙二醇二缩水甘油酯中的一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述的预溶胀连续挤出发泡聚乳酸材料，其特征在于：所述步骤(1)中的成核剂为白炭黑、滑石粉、蒙脱土、埃洛石的一种或几种复配；所述步骤(1)中的泡孔稳定剂为单硬脂酸甘油酯、单硬脂酸丙二醇酯、羟基硅油丙烯酸酯、聚丙烯酰胺中的一种或几种复配。6.根据权利要求1所述的预溶胀连续挤出发泡聚乳酸材料，其特征在于：所述步骤(3)中的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、二氧噁烷、乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、环己酮、二丙二醇二甲醚中的一种或几种复配。7.权利要求1～6任一项所述的预溶胀连续挤出发泡聚乳酸材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将pla树脂与选定比例的交联剂、偶联剂、成核剂、泡孔稳定剂混合均匀，挤出，切粒，得到改性pla树脂颗粒；(2)将改性pla树脂颗粒经干燥后，进行粉碎处理，过筛，得到改性pla粉体；(3)将改性pla粉体与选定比例的有机溶剂混合，搅拌，得到有机溶剂溶胀后的改性pla粉体；(4)将溶胀后的改性pla粉体经挤出机再次挤出，得到发泡pla材料。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的挤出通过平行同向双螺杆挤出机实现，采用的螺杆的长径比为40～48，螺杆的温度在150～190℃之间调整，设置10～13个温区，挤出机机头的温度在155～185
℃之间调整；所述步骤(2)中的过筛的筛网目数为100～1000；所述步骤(3)中的搅拌的条件为转速10～15rpm，时间5～15分钟；所述步骤(3)中的密闭保存的时间为1～2h；所述步骤(4)中的挤出机通过单螺杆挤出机或双螺杆挤出机实现，其中单螺杆挤出机的螺杆的长径比为30～36，双螺杆挤出机的螺杆的长径比为36～48，螺杆的温度在50～175℃之间调整，设置8～13个温区，挤出机机头的温度在120～165℃之间调整。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，螺杆的温度在150～190℃之间调整，设置10个温区，从进料口开始其加工温度依次设置为150、175、185、185、185、180、180、180、180、175，单位为℃，各区域温度视pla树脂熔融指数值在
±
10℃范围调整；所述步骤(4)中，螺杆的温度在50～175℃之间调整，设置8个温区，从进料口开始其加工温度依次设置为40～60、120～160、160～170、160～175、160～175、150～170、150～170、130～170，单位为℃。10.权利要求1～6任一项所述的预溶胀连续挤出发泡聚乳酸材料在包装、隔热保温或抗缓冲领域中的应用。

技术总结
本发明公开了一种预溶胀连续挤出发泡聚乳酸材料及其制备方法与应用。本发明发泡聚乳酸材料以聚乳酸作为基体树脂材料，结合交联剂、偶联剂、成核剂、泡孔稳定剂，以及作为发泡剂的有机溶剂复合溶胀及挤出实现发泡。本发明方法所需设备可以采用通用型挤出设备，工艺简单，便于实现大规模生产。本发明可以在较低温度下实现对聚乳酸材料的发泡加工，可以显著节省能耗，降低成本，同时避免高温下聚乳酸材料的热降解。本发明可以实现聚乳酸材料的微孔发泡，平均泡孔直径小于50μm，平均孔密度可达到109/cm3，发泡聚乳酸材料的机械性能显著提高，适合于制备聚乳酸发泡片材和管材，满足多种市场应用需求，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。


技术研发人员：谢德明 郭胜利 赵睿 张志成
受保护的技术使用者：暨南大学
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2021/12/14