聚Β－羟基丁酸酯发泡材料.pdf

本发明涉及一种聚β－羟基丁酸酯发泡材料，配方如下：按重量份数计，并以PHB为100份为基准：PHB是100份，EVA或E/VAL是2～30份，DOP是10～100份，AC是0.2～1份，其他助剂是0～5份。将所有原料共混；然后压机成型，温度控制在150℃～190℃，成型时间2～10分钟；然后开模取出制品。本产品的优点是(一)材料的柔韧性获得提高，不属于硬性制品。该材料既有低发泡PVC板材的表观密度，从邵氏硬度和维卡软化温度看又具有一定程度的柔软性和温度的稳定性，可以用于包装材料。(二)成型方法简单，成型周期短，制品外形易于改变，仅改变模具即可，易于操作及工业化普及推广生产。(三)可在污泥浊水、泥塘、土壤等微生物菌种密集区具有全部可降解性能。

1.  一种聚β-羟基丁酸酯发泡材料：配方如下：
按重量份数计，并以PHB为100份为基准：
        PHB：         100份
        EVA或ENAL：   2～30份
        DOP：         10～100份
        AC：          0.2～1份
        其他助剂：    0～5份
其中：DOP是邻苯二甲酸二辛酯，EVA是乙烯-醋酸乙烯共聚物，ENAL是乙烯-乙烯醇共聚物，AC是偶氮(二)碳酰胺；
其它助剂包括氧化锌、颜料、稳定剂。

2.  如权利要求1所述的一种聚β-羟基丁酸酯发泡材料，其特征是所述的稳定剂是抗氧剂1010，名称是四[(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

3.  如权利要求1所述的产品的制造方法：将所有原料共混；然后压机成型，温度控制在150℃～190℃，成型时间2～10分钟；然后开模取出制品。

聚β-羟基丁酸酯发泡材料
                                技术领域
本发明属于高分子技术领域，特别涉及一种聚β-羟基丁酸酯发泡材料。
                                背景技术
高分子材料工业的蓬勃发展为人们生产、生活带来了许多性能优良的新材料，这些材料在各个领域的广泛运用推动了社会的发展，但是同时大量高分子材料废弃物也带来了较严重的环保问题。例如农业用废地膜残留在土壤中可以存在好几十年，并对植物根系的生长及农业机械的工作造成影响，降低农田产量；在城乡到处丢弃的薄膜袋、一次性发泡聚苯快餐盒制品和包装材料，被人们称为“白色污染”已经严重的包围了城市，如果继续发展不采取多种形式的措施控制，将来的后果很难想象。
随着人们对环境污染对人类生存威胁的进一步认识，高分子材料废弃物的环境污染问题越来越受到人们地关注，环保型材料日益受到政府、企业及科研机构的重视。在这样的环境下，生物可降解高分子材料作为一种主要的环保型材料得到了较快的发展是历史性的突破，它将给人类社会带来环境保护的福音。尤其中国加入WTO后，我国出口包装更新换代的需求迫切，开发完全可降解的塑料包装材料是当务之急。
从世界范围来看，聚β-羟基丁酸酯(PHB)和羟基丁戊酸共聚物(PHBV)是公认的最有希望的生物降解塑料之一，也是正在开发的新产品。作为原料而言目前尚未形成大市场，主要原因是成本较高。92年ICI公司的产品成本为17-21美元/公斤。据美国报道，当产品价格降至5美元/公斤时，即可大量使用。而我们的中试产品约合成本4.3美元/公斤。工业化生产后，成本仍可进一步降低，价格优势很明显，完全可以实现市场的大规模使用，尤其是我们的生产工艺及设备简易，符合国情，便于大规模生产和推广。
PHB是高度结晶型材料，具有完全的生物降解性和很好的生物相容性，但因脆性较大而限制了其应用。PHB在使用性能方面，该材料最大优点是PHB及其共聚物应用时能在热水中使用，其热变形温度相当于聚丙烯；耐水、耐油、耐腐蚀及对气体阻隔性和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相当；耐光化性能好，不需添加抗光剂和紫外线吸收剂；在污泥、江河海水、菌种等条件下可完全降解为CO₂与水；燃烧热低；可象一般塑料易于印刷。由于其价格高于通用塑料，作为绿色环境材料，主要用于高附加价值场合，如在日本、欧美作为化妆品容器、信用卡(IC卡等)和电话零件、特殊涂着纸杯等已进入市场。而在我国尚未形成产品进入市场。
PHB是一种高度有规构象，高结晶和正交晶系的生物高分子，可广泛应用于工业、农业、军事和医疗器械。但是PHB高结晶度、脆性强韧性差、可加工熔融温度窄，这些缺点严重影响了它的下游产品的开发。所以改性PHB性能是当今研究的重点。目前解决PHB脆性和结晶问题的途径主要有物理改性和化学改性，二者在方法上相比较前者简单易行成本低，通过调节配比，采用不同的加工方法可获得满足多种用途的新型材料。而后者较复杂、成本高，但可通过分子设计来合成含有PHB链段的新型结构，从而改善PHB的性能。改性后的PHB有望代替目前市场上合成塑料制品的包装材料，如薄膜、快餐盒、包装发泡制品(PS)、纤维及农用保鲜制品等其他相关产品。目前许多文献已经对PHB的物理性能进行深入研究在此不再多叙。但是对该产品材料的加工和改性方面的产品报道国内尚未所见。
                              发明内容
本发明是我们从1998年至今一直对PHB进行加工改性使其成为制品的研究工作，经过大量的实验，最终获得的产品。本发明配方如下：
按重量份数计，并以PHB为100份为基准：
            PHB：          100份
            EVA或E/VAL：   2～30份
            DOP：          10～100份
            AC：           0.2～1份
            其他助剂：     0～5份
其中：DOP是邻苯二甲酸二辛酯，EVA是乙烯-醋酸乙烯共聚物，E/VAL是乙烯-乙烯醇共聚物，AC是偶氮(二)碳酰胺(发泡剂)；其它助剂包括氧化锌、颜料、稳定剂等等，稳定剂主要是抗氧剂1010，名称是四[(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。比如：根据所需厚度、软硬程度不同，选择EVA和发泡剂含量各有所不同。
加工方法是：将所有原料共混；然后压机成型，温度控制在150℃～190℃，成型时间2～10分钟；然后开模取出制品。
本发明产品的性能指标如下：
              表观密度(kg/m³)        740
              吸水率(％)             ≤5
              邵氏硬度(D)            27
              拉伸强度(MPa)          ≥0.5
              断裂伸长率(％)         ≥0.8
              维卡软化温度(℃)       ≥100
本发明的产品具有以下优点：
(一)材料的柔韧性获得提高，不属于硬性制品.该材料既有低发泡PVC板材的表观密度，从邵氏硬度和维卡软化温度看又具有一定程度的柔软性和温度的稳定性，可以用于包装材料。
(二)成型方法简单，成型周期短，制品外形易于改变，仅改变模具即可，易于操作及工业化普及推广生产。
(三)可在污泥浊水、泥塘、土壤等微生物菌种密集区具有全部可降解性能。
该发明的PHB发泡材料，可以部分代替目前的PS发泡材料或类似聚合物发泡包装材料。由于类似的聚合物聚苯(PS)发泡体是不可降解的高分子材料，对于高科技和高附加值的产品出口，会给进口国家带来环境污染。比如：海尔冰箱、新飞冰箱及科龙电器等出口创汇产品。因此，严禁限制以PS发泡为包装材料出口。欧盟环保禁令自2006年7月1日起，严禁家电和电子电气设备的有害物质进入欧盟市场.而PHB发泡材料可以完全避免上述这种情况发生，因为它是国际上认可的降解材料。
                              具体实施方式
下面的具体实施方式是对本发明的进一步说明：
实施例1：
按重量份数计：选PHB为100份，DOP为30份，EVA为2份，AC为0.2份，ZnO为0.2份，钛白粉0.5份；将所有原料共混；然后用液压式或蒸气式层压机压机成型，温度控制在185℃，成型时间为2分钟；然后开模取出制品。
实施例2：
按重量份数计：选PHB为100份，DOP为30份，E/VAL为2份，AC为0.2份，ZnO为0.2份，钛白粉0.5份；将所有原料共混；然后用液压式或蒸气式层压机压制成型，温度控制在188℃，成型时间为2分钟；然后开模取出制品。
实施例3：
按重量份数计：选PHB为100份，DOP为50份，EVA为4份，AC为0.4份，ZnO为0.4份，钛白粉0.5份；将所有原料共混；然后液压式或蒸气式层压制压机成型，温度控制在175℃，成型时间为2分钟；然后开模取出制品。
实施例4：
按重量份数计：选PHB为100份，DOP为50份，E/VAL为4份，AC为0.4份，ZnO为0.4份，钛白粉0.5份；将所有原料共混；然后用液压式或蒸气式层压制压机成型，温度控制在178℃，成型时间为2分钟；然后开模取出制品。
实施例5：
按重量份数计：选PHB为100份，DOP为80份，EVA为8份，AC为0.7份，ZnO为0.8份，钛白粉0.5份；将所有原料共混；然后用液压式或蒸气式层压制压机成型，温度控制在168℃，成型时间为5分钟；然后开模取出制品。
实施例6：
按重量份数计：选PHB为100份，DOP为80份，E/VAL为8份，AC为0.7份，ZnO为0.8份，钛白粉0.5份；将所有原料共混；然后用液压式或蒸气式层压机压制成型，温度控制在170℃，成型时间为5分钟；然后开模取出制品。
实施例7：
按重量份数计：选PHB为100份，DOP为100份，EVA为12份，AC为1份，ZnO为1份，钛白粉0.5份；将所有原料共混；然后用液压式或蒸气式层压机压制成型，温度控制在150℃，成型时间为7分钟；然后开模取出制品。
实施例8：
按重量份数计：选PHB为100份，DOP为100份，E/VAL为12份，AC为1份，ZnO为1份，钛白粉0.5份；将所有原料共混；然后用液压式或蒸气式层压机压制成型，温度控制在155℃，成型时间为7分钟；然后开模取出制品。
实施例9：
按重量份数计：选PHB为100份，DOP为100份，EVA为12份，AC为1份，ZnO为1份，钛白粉0.5份；抗氧剂1010为0.1～0.5份；将所有原料共混；然后用液压式或蒸气式层压机压制成型，温度控制在167℃，成型时间为7分钟；然后开模取出制品。
实施例10：
按重量份数计：选PHB为100份，DOP为10份，EVA为2份，AC为0.2份，将所有原料共混；然后用液压式或蒸气式层压机压制成型，成型温度控制在190℃，成型时间4分钟。