一种环保发泡塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发泡材料技术领域，尤其涉及一种环保发泡塑料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]发泡塑料，由塑料发泡成型而得。发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料，常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。目前，发泡塑料已经因其良好的性能，大量使用于汽车、家电船舶、空调和机械产品中。
[0003]虽然发泡塑料品种繁多，用途广泛。但是传统的发泡材料，例如聚氨酯(PU)、可发聚苯乙烯(EPS)等。其中HJ发泡材料在发泡后存在对人体有害的异氰酸酯残留物，其使用后无法回收利用。EPS需要使用低沸点的有机溶剂作为发泡剂，其中某些卤代烃释放到大气中，可破坏臭氧层。另外，其最大的共同弱点是，这些发泡塑料在使用后，在自然界中无法自行光降解、热降解或为微生物所分解；且发泡塑料制品用后即弃，数量多，体积大，不便回收，导致其废弃物在自然环境中长期存在，成为严重的白色污染。
[0004]因此，有必要深入研究发泡塑料的配方，以期进一步提高其可降解环保性能等，有助于发泡塑料的更广泛的应用。
【发明内容】
[0005]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种环保发泡塑料及其制备方法，所述制备得到的环保发泡塑料不但具有传统发泡塑料的良好耐热、耐腐蚀和加工性能，而且具有优异的可生物降解性，避免造成环境污染。
[0006]本发明提出的一种环保发泡塑料，其原料按重量份包括:淀粉接枝改性ABS50-70份，聚乳酸PLA 30-45份，聚羟基酯醚15-25份，植物粉6_9份、木质纤维2.5-3.5份，硅烷偶联剂KH550 1.8-3.5份，铝酸酯2_5份，乙烯-醋酸乙烯EVA 9-15份，聚苯乙烯PS5-10份，双季戊四醇酯PCB 3.5-4.6份，甘油6_10份，聚乙烯蜡5.1-6.4份，偶氮二甲酰胺AC 13-17份，对甲苯磺酰肼TSH 3-5份，纳米碳酸钙3_6份，超细滑石粉15-20份，高岭土7-15份，二氧化钛5-10份，抗氧化剂2246 0.5-1.2份，抗氧剂BHT 1.3-1.6份；
[0007]制备所述淀粉接枝改性ABS的方法包括:将马来酸酐加入ABS中进行接枝反应，得到ABS-g-MAH ;再将淀粉加水后升温，调节pH值为9_10，加入多聚磷酸钠搅拌反应，加酸调节至中性后烘干，得到酯化淀粉；将所述酯化淀粉和吡啶溶于DMF中，升温搅拌，加入溶有ABS-g-MAH和对甲基苯磺酸的二甲苯溶液，恒温下搅拌反应；将所得反应液加入冷水中沉淀，过滤，洗涤，烘干，得到所述淀粉接枝改性ABS。
[0008]优选地，制备所述淀粉接枝改性ABS的方法包括:将1-3份马来酸酐加入30-50份ABS中进行接枝反应，得到接枝率为1-3%的ABS-g-MAH ;再将60-80份淀粉加水后升温至40-50 °C，用他20)3溶液调节pH值为9-10，加入10-20份多聚磷酸钠搅拌反应0.5_lh，加酸调节至中性后烘干，得到酯化淀粉；将所述酯化淀粉和2-6份吡啶溶于DMF中，升温至120-140°C搅拌0.2-0.5h，加入溶有所述ABS-g-MAH和1_3份对甲基苯磺酸的二甲苯溶液，恒温下搅拌反应2-4h ;将所得反应液加入冷水中沉淀，过滤，洗涤，烘干后，得到所述淀粉接枝改性ABS。
[0009]优选地，所述ABS-g-MAH的接枝反应包括:将ABS、自由基引发剂和抗氧剂预先混合后加入到密炼机中，当ABS完全塑化后，分两次加入MAH，在160-180°C下密炼10_15min，洗涤、过滤得到所述ABS-g-MAH。
[0010]优选地，所述环保发泡塑料的原料按重量份包括:淀粉接枝改性ABS 55-65份，聚乳酸PLA 35-40份，聚羟基酯醚18-22份，植物粉7-8份、木质纤维2.8-3.2份，硅烷偶联剂KH550 2.0-3.0份，铝酸酯3-4份，乙烯-醋酸乙烯EVA 11-13份，聚苯乙烯PS 7-9份，双季戊四醇酯PCB 4.0-4.4份，甘油8-9份，聚乙烯蜡5.5-6.0份，偶氮二甲酰胺AC 14-16份，对甲苯磺酰肼TSH 3-4份，纳米碳酸钙4-5份，超细滑石粉16-18份，高岭土 10-12份，二氧化钛7-8份，抗氧化剂2246 0.7-1.0份，抗氧剂BHT 1.4-1.5份。
[0011]优选地，所述植物粉为花生壳或大豆壳粉碎后通过2-3%的盐酸溶液浸泡l-2h后，干燥，粉碎制得。
[0012]优选地，聚乳酸PLA和聚羟基酯醚的重量配比为:37-39:19-20。
[0013]—种所述的环保发泡塑料的制备方法，包括:将淀粉接枝改性ABS、聚乳酸PLA、聚羟基酯醚、植物粉、木质纤维、硅烷偶联剂KH550、铝酸酯、乙烯-醋酸乙烯EVA、聚苯乙烯、双季戊四醇酯PCB、甘油、聚乙烯蜡、偶氮二甲酰胺AC、对甲苯磺酰肼TSH、纳米碳酸钙、超细滑石粉、高岭土、二氧化钛、抗氧化剂2246、抗氧剂BHT加入控温混合机中低速混合至料温为60-80°C，再高速混合至料温为110-130°C，降温至30-40°C后送入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到所述环保发泡塑料。
[0014]优选地，混合机的低速混合的转速为300-400r/min ;混合机的高速混合的转速为800-1000r/mino
[0015]优选地，双螺杆挤出机的长径比L/D为35-40，加工温度为:一区温度为175-180°C，二区温度为185-190°C，三区温度为195-200°C，四区温度为210_215°C，五区温度为220-225°C，六区温度为230-235°C，七区温度为240-245°C，主机转速为300_450r/min0
[0016]本发明以淀粉接枝改性ABS、聚乳酸PLA和聚羟基酯醚为主料，使本发明具有优异的抗疲劳性能和优秀的耐热、耐候和防腐等性能；其中淀粉接枝改性ABS是通过将非极性的ABS采用马来酸酐接枝后，与经过磷酸酯化后的淀粉反应得到，由于经过酯化的淀粉上残留的羟基的反应活性大大增加，能够进行多种反应，其与马来酸酐接枝后的ABS可以很好地发生反应，一方面克服了 ABS与淀粉共混相容性差的缺点，另一方面赋予ABS优良的可生物降解性能；此外加入双季戊四醇酯PCB、聚乙烯蜡与主料混合，在提高体系流动性的同时，使得物料更好的分散，实现了耐热效果和力学性能的综合提高，而且双季戊四醇酯PCB还作为稳定剂，与抗氧化剂2246、抗氧剂BHT联合作用，大幅度提高本发明的耐氧化能力，在长期使用过程中不变硬、不断裂、无收缩翘起现象、不影响粘性，延长了本发明产品的使用寿命；配合加入乙烯-醋酸乙烯EVA、聚苯乙烯PS作为增韧树脂，使得塑料增韧效果显著增强，在提高耐热性的同时，具有优良的加工性能和耐冲击性能；而植物粉和木质纤维配合使用，可提高本发明塑料的耐拉伸性能，同时与纳米碳酸钙、超细滑石粉、高岭土、二氧化钛联合作用，再通过硅烷偶联剂KH550的表面改性作用，使无机原料和与主料形成一个整体，大大提高了本发明的强度性能；偶氮二甲酰胺AC和对甲苯磺酰肼TSH作为发泡剂，加热分解成氮气而致孔，发气量大，并以甘油作为助发泡剂，降低发泡剂的分解温度的同时，还能消除分解所产生的异味，由此形成发泡体系与主料混合均匀并配合作用，使本发明中的气泡均匀，降低了导热系数，提高了隔热性能。
【具体实施方式】
[0017]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0018]实施例1
[0019]—种环保发泡塑料，其原料按重量份包括:淀粉接枝改性ABS 50份，聚乳酸PLA45份，聚羟基酯醚15份，植物粉9份、木质纤维2.5份，硅烷偶联剂KH550 3.5份，铝酸酯2份，乙烯-醋酸乙烯EVA 15份，聚苯乙烯PS 5份，双季戊四醇酯PCB 4.6份，甘油6份，聚乙烯蜡6.4份，偶氮二甲酰胺AC 13份，对甲苯磺酰肼TSH 5份，纳米碳酸钙3份，超细滑石粉20份，高岭土 7份，二氧化钛10份，抗氧化剂2246 0.5份，抗氧剂BHT 1.6份；
[0020]制备所述淀粉接枝改性ABS的方法包括:将I份马来酸酐加入80份ABS中进行接枝反应，得到接枝率为I %的ABS-g-MAH ;再将50份淀粉加水后升温至40°C，用Na2CO3S液调节PH值为9-10，加入15份多聚磷酸钠搅拌反应0.5h，加酸调节至中性后烘干，得到酯化淀粉；将所述酯化淀粉和6份吡啶溶于DMF中，升温至120°C搅拌0.5h，加入溶有所述ABS-g-MAH和I份对甲基苯磺酸的二甲苯溶液，恒温下搅拌反应4h ;将所得反应液加入冷水中沉淀，过滤，洗涤，烘干后，得到所述淀粉接枝改性ABS ;所述ABS-g-MAH的接枝反应包括:将ABS、自由基引发剂和抗氧剂预先混合后加入到密炼机中，当ABS完全塑化后，分两次加入MAH，在160°C下密炼15min，洗涤、过滤得到所述ABS-g-MAH。
[0021]实施例2
[0022]—种环保发泡塑料，其原料按重量份包括:淀粉接枝改性ABS 70份，聚乳酸PLA30份，聚羟基酯醚25份，植物粉6份、木质纤维3.5份，硅烷偶联剂KH550 1.8份，铝酸酯5份，乙烯-醋酸乙烯EVA 9份，聚苯乙烯PS 10份，双季戊四醇酯PCB 3.5份，甘油10份，聚乙烯蜡5.1份，偶氮二甲酰胺AC 17份，对甲苯磺酰肼TSH 3份，纳米碳酸钙6份，超细滑石粉15份，高岭土 15份，二氧化钛5份，抗氧化剂2246 1.2份，抗氧剂BHT 1.3份；
[0023]制备所述淀粉接枝改性ABS的方法包括:将3份马来酸酐加入60份ABS中进行接枝反应，得到接枝率为3%的ABS-g-MAH ;再将30份淀粉加水后升温至50°C，用Na2CO3溶液调节PH值为9-10，加入5份多聚磷酸钠搅拌反应lh，加酸调节至中性后烘干，得到酯化淀粉；将所述酯化淀粉和2份吡啶溶于DMF中，升温至140°C搅拌0.2h,加入溶有所述ABS-g-MAH和3份对甲基苯磺酸的二甲苯溶液，恒温下搅拌反应2h ;将所得反应液加入冷水中沉淀，过滤，洗涤，烘干后，得到所述淀粉