发布时间:2024-09-21
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本发明公开了一种高强度生物降解发泡包装材料及其生产工艺,该包装材料主要由如下重量份计的组分制备而成:PBAT50‑69份、高强度生物降解聚合物31‑45份、主交联剂0.1‑1份、副交联剂0.2‑2份、成核剂0.2‑3份、相容剂0.2‑2份;高强度生物降解聚合物为PLA、PHA、PBS中的一种或两种以上的组合物。本发明的PBAT生物降解发泡包装材料可以代替珍珠棉解决塑料污染问题,同时,既能满足材料挤出发泡的工业生产需要,又能提高发泡材料的受压支撑力。
1.一种高强度生物降解发泡包装材料,其特征在于,主要由如下重量份计的组分制备
50‑69份、高强度生物降解聚合物31‑45份、主交联剂0.1‑1份、副交联剂0.2‑2
所述高强度生物降解聚合物为PLA、PHA、PBS中的一种或两种以上的组合物。
2.如权利要求1所述的高强度生物降解发泡包装材料,其特征在于,还包括重量份计的
3.如权利要求1或2所述的高强度生物降解发泡包装材料,其特征在于,所述主交联剂
为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧苯甲酸盐、二枯基过氧化物、叔丁基枯基
过氧化物、二叔丁基过氧化物、(2,5‑二甲基‑2,5二叔丁基)过氧基己烷、(2,5‑二甲基‑2,5
二叔丁基)过氧基己炔、2,4‑二氯过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧基二异丙苯或1,1‑双(叔丁
所述副交联剂为乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种。
4.如权利要求1或2所述的高强度生物降解发泡包装材料,其特征在于,所述成核剂为
氧化锌、氧化钙、氧化铝、二氧化硅、有机蒙托土、滑石粉、碳酸钙中的一种或两种以上的混
5.如权利要求1或2所述的高强度生物降解发泡包装材料,其特征M6米乐平台在于,所述相容剂为
甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚己内酯、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物中一种或两种以上的混合物。
6.如权利要求2所述的高强度生物降解发泡包装材料,其特征在于,所述抗氧剂0.2‑2
份为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂264中的一种或者两种以上的混合物。
7.如权利要求2所述的高强度生物降解发泡包装材料,其特征在于,所述抗收缩剂为单
8.一种高强度生物降解发泡包装材料的生产工艺,其特征在于,包括如下步骤:
(1)材料的预处理:将PBAT、高强度生物降解聚合物分别在热风干燥机中干燥1.5‑
2.5h,PBAT的热风干燥温度为50‑60℃,高强度生物降解聚合物热风干燥温度为70‑80℃;
(2)材料的混合:将干燥好的配方量的PBAT和高强度生物降解聚合物加入到高速混合
机中,再加入主交联剂、副交联剂、成核剂、相容剂和抗氧剂,以100‑1000RPM速度混合3‑
(3)改性造粒:将上述混合好的材料加入到双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出机各
区温度在120‑200℃,各区温度逐渐升高,主螺杆转速为200‑400RPM,挤出、拉条,水冷切粒,
(4)材料发泡:将上述改性后的粒料加入单螺杆挤出发泡机中,设定粒料的加料速度,
设定单螺杆的温度,单螺杆各区温度先由低逐渐升高以熔化材料,并与发泡剂和抗收缩剂
充分混合,进而迅速降低后段螺杆温度,进行连续挤出发泡;材料从模头挤出发泡后,经冷
9.如权利要求8所述的高强度生物降解发泡包装材料的生产工艺,其特征在于,在步骤
10.如权利要求8所述的高强度生物降解发泡包装材料的生产工艺,其特征在于,在步
骤(4)中,所述粒料的加料速度为15‑35RPM,所述单螺杆挤出发泡机的螺杆长径比为50‑65:
所述发泡剂的注入时机为待单螺杆挤出发泡机内材料已完全熔化后注入,所述发泡剂
的注入量控制在投入材料总重量的2‑15%,所述发泡剂为丁烷、戊烷、氟利昂、氮气、二氧化
所述抗收缩剂的注入时机为待发泡剂加完后以液体形式注入,所述抗收缩剂采用液体
[0001]本发明涉及高分子材料领域,尤其涉及一种高强度生物降解发泡包装材料及其生
[0002]塑料污染是当今全球面对的严重社会问题之一。2022年全球塑料产量约为4亿吨,
但全球所有废弃塑料制品中,只有不到10%被循环利用,近八成因其不可降解性被填埋或
散落在环境中而污染了土壤和水体,或被焚烧掉以致污染空气。塑料的第一大品种是聚乙
[0003]珍珠棉又称EPE或聚乙烯发泡棉,是非交联闭孔发泡结构,由低密度聚乙烯(LDPE)
经物理发泡产生无数的独立气泡构成,具有轻质、柔软、弹性好等诸多优点,是应用最广泛
的包装材料之一,2022年全球用量超过一百五十万吨。珍珠棉广泛应用于多种日用产品的
[0004]近年来,随着全球环保意识、可持续发展理念的不断提升,低碳环保理念渐渐深入
人心,很多有污染的包装材料正在淡出人们的生活,鼓励生物降解材料,绿色包装材料成为
包装行业的未来发展趋势。其中PBAT是柔性的生物降解高分子材料,其物理性能与聚乙烯
[0005]但PBAT发泡片材作为环保包装材料在实际应用中依然存在如下缺陷:
[0006](1)由于PBAT熔体强度低,挤出发泡过程中会产生严重的泡孔合并和破裂问题,严
重降低材料的发泡成功率,以至于PBAT挤出发泡片材至今没有实现规模工业化;(2)同时
PBAT材料模量低,抵抗弹性变形能力不足,其发泡片材的支撑力不足,不够坚挺,承受较大
[0007]如中国专利CN116144067A公开了一种可降解PBAT发泡包装材料的生产工艺,在
PBAT中添加了5‑30%的PLA以提高PBAT发泡包装材料的熔体强度,这样产品的压缩强度和
模量仍小于或接近珍珠棉的水平,且该专利也没有对其获得PBAT发泡片材的性能做出测
[0008]如中国专利CN5公开了一种PBAT发泡片材生产工艺,但其成分PBAT为
81%‑95%,这样产品的压缩强度和压缩模量小于LDPE,其发泡片材的缓冲性和支撑力明显
比同密度的珍珠棉差;同时该专利没有对其所采用的发泡剂的种类和用量以及挤出发泡设
[0009]如专利CN3公布了一种可降解PLA/PBAT的挤出发泡珠粒及其生产工
艺,虽然采用了挤出发泡工艺,但其材料成分以硬质的PLA为主,用量超过50%,工艺上是小
孔挤出后热切为珠粒,其成分、形态、性能和应用与代替珍珠棉的PBAT发泡片材完全不同。
[0010]因此,寻找一种可代替珍珠棉解决塑料污染问题的PBAT生物降解发泡包装材料,
同时其既能提高材料的熔体强度、满足材料挤出发泡的工业生产需要,又能提高材料的模
[0011]为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种可以代替珍珠棉的高
[0012]本发明的目的之二在于提供一种可以代替珍珠棉的高强度生物降解发泡包装材
[0013]本发明的目的之一采用如下技术方案实现:一种高强度生物降解发泡包装材料,
交联剂0.1‑1份、副交联剂0.2‑2份、成核剂0.2‑3份、相容剂0.2‑2份;
[0014]所述高强度生物降解聚合物为PLA、PHA、PBS中的一种或两种以上的组合物。
[0015]进一步地,所述的高强度生物降解发泡包装材料,还包括重量份计的抗氧剂0.2‑2
[0016]进一步地,所述主交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧苯甲酸
盐、二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二叔丁基过氧化物、(2,5‑二甲基‑2,5二叔丁
基)过氧基己烷、(2,5‑二甲基‑2,5二叔丁基)过氧基己炔、2,4‑二氯过氧化苯甲酰、二叔丁
基过氧基二异丙苯或1,1‑双(叔丁基过氧基)‑3,3,5‑三甲基环己烷中的一种;
[0017]所述副交联剂为乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种。
[0018]进一步地,所述成核剂为氧化锌、氧化钙、氧化铝、二氧化硅、有机蒙托土、滑石粉、
[0019]进一步地,所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚己内酯、乙烯‑醋酸乙烯酯共
[0020]进一步地,所述抗氧剂0.2‑2份为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂264中的一种或
[0021]进一步地,所述抗收缩剂为单硬脂酸甘油酯、芥酸酰胺、硬脂酸酰胺中的一种。
[0022]本发明的目的之二采用如下技术方案实现:一种高强度生物降解发泡包装材料的
[0023](1)材料的预处理:将PBAT、高强度生物降解聚合物分别在热风干燥机中干燥1.5‑
2.5h,PBAT的热风干燥温度为50‑60℃,高强度生物降解聚合物热风干燥温度为70‑80℃;
[0024](2)材料的混合:将干燥好的配方量的PBAT和高强度生物降解聚合物加入到高速
混合机中,再加入主交联剂、副交联剂、成核剂、相容剂和抗氧剂,以100‑1000RPM速度混合
[0025](3)改性造粒:将上述混合好的材料加入到双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出
机各区温度在120‑200℃,各区温度逐渐升高,主螺杆转速为200‑400RPM,挤出、拉条,水冷
[0026](4)材料发泡:将上述改性后的粒料加入单螺杆挤出发泡机中,设定粒料的加料速
度,设定单螺杆的温度,单螺杆各区温度先由低逐渐升高以熔化材料,并与发泡剂和抗收缩
剂充分混合,进而迅速降低后段螺杆温度以提高材料熔体强度和压力,进行连续挤出发泡;
[0027]进一步地,在步骤(3)中,所述双螺杆挤出机分8区加热,各区温度为120‑140‑160‑
[0028]进一步地,在步骤(4)中,所述粒料的加料速度为15‑35RPM,所述单螺杆挤出发泡
机的螺杆长径比为50‑65:1;单螺杆挤出发泡机分8段加热区,各区温度设定为120‑150‑
[0029]所述发泡剂的注入时机为待单螺杆挤出发泡机内材料已完全熔化后注入,所述发
泡剂的注入量控制在投入材料总重量的2‑15%,所述发泡剂为丁烷、戊烷、氟利昂、氮气、二
[0030]所述抗收缩剂的注入时机为待发泡剂加完后以液体形式注入,所述抗收缩剂采用
[0032](1)本发明的PBAT生物降解发泡包装材料配方可以代替珍珠棉解决塑料污染问
题,同时,其既能提高材料的熔体强度,满足材料挤出发泡的工业生产需要,又能提高材料
[0033]具体地,本发明所选原料为可降解材料,其制得的生物降解发泡片材可代替珍珠
棉解决塑料污染的问题。另外,本发明调整材料配方,通过使用不同的主交联剂和副交联剂
组合的方式来显著提高材料熔体强度,尤其是PBAT的熔体强度,以实现高发泡倍率片材的
工业化生产;以及通过添加高比例的高强度生物降解聚合物以提高材料的拉伸强度和压缩
强度,使得制备得到的发泡片材在承重较重或受压过大的情况下还具有优异的支撑力。
[0034]由此可见,本发明的发泡包装材料既具有生物降解性,同时,又具有更佳的支撑强
度(拉伸强度和压缩50%强度明显大于EPE珍珠棉),除了如五金制品、玩具、日用品等重量
较轻的待包装物品的包装外,尤其适合于空调、冰箱、洗衣机等家用电器以及医疗器械、工
控机箱等重量较重的待包装物品或者仪器仪表、电脑、音响、工艺品、玻璃、酒类等贵重易碎
[0035](2)本发明的生物降解发泡包装材料配方中通过添加抗收缩剂以取得更高发泡倍
[0036](3)本发明的发泡包装材料加工方法中,通过控制发泡剂用量、模头温度、模头压
力、进料速度等关键参数,可获得厚度为0.7‑6cm、发泡倍率在5‑60倍之间、拉伸强度为400‑
1300kPa、压缩50%强度为200‑800kPa的高强度生物降解发泡片材。尤其是可获得一种不小
于30倍的高发泡倍率,且拉伸强度和压缩50%强度明显大于EPE珍珠棉的全生物降解发泡
片材。发泡倍率越高,说明产品单位用量成本下降;而拉伸强度提高,说明材料不易被拉断,
使用过程中不易破损;压缩50%强度的显著提高,其代表了发泡片材的受压支撑力显著提
高。对于具有一定重量的待包装物品或者受压情况较为严重的包装应用场景,包装材料的
缓冲保护作用力非常重要,支撑力太弱的材料被压扁不会回弹,反而失去了缓冲性能。压缩
50%强度越高,发泡片材越坚挺,支撑力越强。而压缩50%强度较低的柔软发泡材料一般用
[0037](4)本发明的发泡包装材料加工方法中,使用单螺杆长径比为50‑65:1的单螺杆挤
出发泡机实现连续发泡,而不是间歇式发泡的,并且加工设备相比于双阶双螺杆发泡设备
[0038](5)本发明的发泡包装材料加工方法中,将单螺杆挤出发泡机的模头温度控制在
[0039]下面,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的
前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0040]在本发明中,若非特指,所有的份、百分比均为重量单位,所采用的设备和原料等
均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常
[0041]本发明提供一种高强度生物降解发泡包装材料,由如下重量份计的组分制备而
50‑69份、高强度生物降解聚合物31‑45份、主交联剂0.1‑1份、副交联剂0.2‑2份、
成核剂0.2‑3份、相容剂0.2‑2份、抗氧剂0.2‑2份、抗收缩剂0.1‑2份;
[0042]所述高强度生物降解聚合物为聚乳酸(PLA)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚丁二酸丁
[0043]作为进一步优选方案,所述主交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、叔丁基
过氧苯甲酸盐、二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二叔丁基过氧化物、(2,5‑二甲基‑
2,5二叔丁基)过氧基己烷、(2,5‑二甲基‑2,5二叔丁基)过氧基己炔、2,4‑二氯过氧化苯甲
酰、二叔丁基过氧基二异丙苯或1,1‑双(叔丁基过氧基)‑3,3,5‑三甲基环己烷中的一种。
[0044]作为进一步优选方案,所述副交联剂为乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、聚乙烯
[0045]作为进一步优选方案,所述成核剂为氧化锌、氧化钙、氧化铝、二氧化硅、有机蒙托
[0046]作为进一步优选方案,所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、聚己内酯
[0047]作为进一步优选方案,所述抗氧剂0.2‑2份为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂264
[0048]作为进一步优选方案,所述抗收缩剂为单硬脂酸甘油酯(GMS)、芥酸酰胺、硬脂酸
[0049]本发明还提供一种如上所述的高强度生物降解发泡包装材料的生产工艺,包括如
[0050](1)材料的预处理:将所述PBAT、高强度生物降解聚合物分别在热风干燥机中干燥
1.5‑2.5h,PBAT的热风干燥温度为50‑60℃,高强度生物降解聚合物热风干燥温度为70‑80
[0051](2)材料的混合:将干燥好的配方量的PBAT和高强度生物降解聚合物加入到高速
混合机中,再加入配方量主交联剂、副交联剂、成核剂、相容剂和抗氧剂,以100‑1000RPM速
[0052](3)改性造粒:将上述混合好的材料加入到双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出
机各区温度在120‑200℃,各区温度逐渐升高,主螺杆转速为200‑400RPM,挤出、拉条,水冷
[0053]作为进一步优选方案,在步骤(3)中,所述双螺杆挤出机分8区加热,各区温度为
[0054](4)材料发泡:将上述改性后的粒料加入单螺杆挤出发泡机中,设定粒料的加料速
度,设定单螺杆的温度,单螺杆各区温度先由低逐渐升高以熔化材料,并与发泡剂和配方量
的抗收缩剂充分混合,进而迅速降低后端螺杆温度以提高材料熔体强度和压力,进行连续
挤出发泡;材料从模头挤出发泡后,经冷却辊冷却、剖开、收卷,成为发泡片材制品。
[0055]作为进一步优选方案,在步骤(4)中,所述粒料的加料速度为15‑35RPM,所述单螺
杆挤出发泡机的螺杆长径比为50‑65:1;单螺杆挤出发泡机分8段加热区,各区温度设定为
[0056]所述发泡剂的注入时机为待单螺杆挤出发泡机内材料已完全熔化后注入,所述发
泡剂的注入量控制在投入材料总重量的2‑15%,所述发泡剂为丁烷、戊烷、氟利昂、氮气、二
[0057]所述抗收缩剂的注入时机为待发泡剂加完后以液体形式注入,所述抗收缩剂采用
[0059]1)发泡剂的种类和注入位置。发泡剂注入位置要保证材料已基本熔化,本发明以8
段加热区的单螺杆挤出发泡机为例,一般在单螺杆的第三区前后加入发泡剂。为达到不同
的发泡倍率,发泡剂加入量控制在投入材料总重量的2%‑15%。增加发泡剂注入比例有助
[0060]2)抗收缩剂注入位置和用量。本发明以8段加热区的单螺杆挤出发泡机为例,在一
般在第四区前后注入已熔化的抗收缩剂,抗收缩剂通过专用的液体加注装置进行熔化注
入,抗收缩剂熔化温度80‑120℃,注入量0.2‑2%。抗收缩剂的作用是使发泡片材减少尺寸
[0061]3)单螺杆温度设定与螺杆长径比设定。本发明的发泡过程采用单螺杆挤出发泡
机,单螺杆各区温度先由低升高以熔化材料并与发泡剂和抗收缩剂充分混合,而后螺杆温
度迅速降低以提高熔体强度和压力。本发明以8段加热区的单螺杆挤出发泡机为例,各区温
已熔化的抗收缩剂,第一至五加热区温度由低逐渐升高以熔化材料,并与发泡剂和抗收缩
[0062]螺杆的长径比是发泡设备的关键指标之一,高长径比的单螺杆在工业中比较容易
实现,且成本低廉,仅相当于类似产能的双螺杆成本一半左右;单螺杆挤出机中料温的降低
需要时间,高长径比意味着螺杆更长,料温能够降到更低。为了既满足螺杆前段材料加热塑
化的要求,又满足螺杆后段处的降温和加压的需求,本发明单螺杆长径比的设定中优选为
50‑65:1。过低的螺杆长径比不利于材料塑化和后续的降温及加压要求,不利于提高材料熔
体强度;过高的长径比又会导致材料高温受热时间过长而发生热降解,从而降低材料的强
度。本发明的单螺杆是一体化结构,相比于双螺杆,更容易在挤出模头位置实现温度低、熔
体强度高、压力高这些利于材料达到高发泡倍率的条件。然而,通常的螺杆发泡机一般采用
双阶螺杆,即一阶使用双螺杆挤出机来塑化材料,二阶采用一个单螺杆挤出机来降温和加
压,其不仅成本高,而且因剪切力过大容易使材料降解,不能达到本发明的低成本、质量高
[0063]4)模头选用、模头压力、温度的设定。本发明的模头采用渐扩式可调间隙圆环形设
计,通过调整圆环间隙来调整模头物料压力,以达到最佳发泡效果。设定模头压力5‑25MPa。
亦可以换用不同形状和设计的模头来生产不同形状的生物降解片材制品,包括袋形、管形、
[0064]模头温度对最终发泡效果最为敏感,本发明模头温度优选设定为90‑105℃。较低
的模头温度能够进一步提高材料的熔体强度,减少气泡合并、逸散。高的模头温度有助于气
泡快速生长以提高片材发泡倍率,但温度过高会导致气泡破裂,反而降低片材发泡倍率。适
[0065]以下是本发明具体的实施例,在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限
[0067]分别按下表1中的配比称取原料,按照表1后的生产工艺制作发泡片材,对应得到
[0071]实施例1‑实施例4以及对比例1‑20的高强度生物降解发泡包装材料的生产工艺,
[0072](1)材料的预处理:将PBAT、高强度生物降解聚合物分别在热风干燥机中干燥2h,
PBAT的热风干燥温度为55℃,高强度生物降解聚合物热风干燥温度为75℃;
[0073](2)材料的混合:将干燥好的表1配方量的PBAT和高强度生物降解聚合物加入到高
速混合机中,再加入配方量主交联剂、副交联剂、成核剂、相容剂和抗氧剂,以650RPM速度混
[0074](3)改性造粒:将上述混合好的材料加入到分8区加热的双螺杆挤出机料斗中,设
区温度逐渐升高,主螺杆转速为300RPM,挤出、拉条,水冷切粒,60℃热风干燥2h,用铝箔袋
[0075](4)材料发泡:将上述改性后的粒料投入分8段加热区的单螺杆挤出发泡机中,设
定粒料的加料速度为20RPM,所述单螺杆挤出发泡机的螺杆长径比为60:1,设定单螺杆各区
℃;单螺杆挤出发泡机先由低逐渐升高以熔化材料,并与发泡剂和配方量的抗收缩剂充分
混合,进而迅速降低后端螺杆温度以提高材料熔体强度和压力,进行连续挤出发泡;材料从
[0076]其中,所述发泡剂的注入时机为待单螺杆挤出发泡机内材料已完全熔化后,一般
在第三区前后注入,所述发泡剂的注入量控制在投入材料总重量的3%,所述发泡剂为丁
[0077]所述抗收缩剂的注入时机为待发泡剂加完后以液体形式注入,一般在第四区前后
注入熔化了的抗收缩剂,所述抗收缩剂采用液体加注装置加热熔化,抗收缩剂熔化温度为
[0080]与实施例1相比,对比例1的区别在于:配方中,不添加高强度生物降解聚合物PLA,
[0082]与实施例2相比,对比例2的区别在于:配方中,扩链剂代替主、副交联剂,即
[0084]与实施例2相比,对比例3的区别在于:配方中,不添加主、副交联剂,即主交联剂0
[0086]与实施例2相比,对比例4的区别在于:配方中,仅添加主交联剂,即主交联剂0.9
[0088]与实施例2相比,对比例5的区别在于:配方中,仅添加副交联剂,即主交联剂0份,
[0090]与实施例2相比,对比例6的区别在于:配方中,添加主、副交联剂用量过小,即主交
联剂0.05份,副交联剂0.1份,其余配方组成与生产工艺与实施例1相同。
[0092]与实施例2相比,对比例7的区别在于:配方中,添加主、副交联剂用量过多,即主交
[0094]与实施例2相比,对比例8的区别在于:配方中,成核剂的用量过多,即成核剂5份,
[0096]与实施例2相比,对比例9的区别在于:配方中,成核剂的用量过少,即成核剂0.1
[0098]与实施例2相比,对比例10的区别在于:配方中,不添加成核剂,即成核剂0份,其余
[0100]与实施例2相比,对比例11的区别在于:配方中,不添加相容剂,即相容剂0份,其余
[0102]与实施例2相比,对比例12的区别在于:配方中,不添加抗收缩剂,即抗收缩剂0份,
[0104]与实施例2相比,对比例13的区别在于:配方中,不添加抗氧剂,即抗氧剂0份,其余
[0106]与实施例2相比,对比例14的区别在于:制备工艺中,步骤(3)中单螺杆长径比为
[0108]与实施例2相比,对比例15的区别在于:制备工艺中,步骤(4)中模头温度过高,即
[0110]与实施例2相比,对比例16的区别在于:制备工艺中,步骤(4)中模头温度过低,即
[0112]与实施例2相比,对比例17的区别在于:制备工艺中,步骤(4)中模头压力过低,即
[0114]与实施例2相比,对比例18的区别在于:制备工艺中,步骤(4)中模头压力过高,即
[0116]与实施例2相比,对比例19的区别在于:制备工艺中,步骤(4)中发泡剂添加量过
[0118]与实施例2相比,对比例20的区别在于:制备工艺中,步骤(4)中设定粒料的加料速
度过小,即加料速度为7.5RPM,其余配方组成与生产工艺与实施例1相同。
[0120]对比例21为现有技术发泡倍率为30倍的EPE珍珠棉,购自佛山市高明科力机械有
[0122]对比例22为现有技术发泡倍率为60倍的EPE珍珠棉,购自佛山市高明科力机械有
[0124]1.对实施例1‑4及对比例1‑22的发泡包装材料的性能进行检测,检测项目及结果
[0127]用精度1mm的尺子测量发泡片的长度、宽度和厚度,计算出其体积V。用精确天平称
量发泡片的重量m,计算出发泡片的密度d,d=m/V。发泡片的发泡倍率=D/d,密度D为各个
珍珠棉材料LDPE的密度为0.92g/cm,同理可测出珍珠棉的发泡倍率。
[0135]如上表所示,本发明制得的发泡包装片材通过调整材料配方、发泡剂用量、模头温
度、模头压力、进料速度等关键参数,可获得厚度为0.7‑6cm、发泡倍率在5‑60倍之间、拉伸
强度为400‑1300kPa、压缩50%强度为200‑800kPa的高强度生物降解发泡片材。本发明尤其
是实现了获得不小于30倍的高发泡倍率,而拉伸强度和形变50%时的压缩强度明显大于
EPE珍珠棉的全生物降解发泡片材,发泡倍率越高,说明产品单位用量成本下降,而拉伸强
度提高,说明材料内聚力得到提高,不易被拉断,压缩50%强度的显著提高,其代表了发泡
片材的受压支撑力显著提高,对于如空调、冰箱、电脑等具有一定重量的物品在包装材料上
的缓冲保护非常重要,支撑力太弱的材料被压扁不回弹,反而失去了缓冲保护性能;压缩
50%强度越高,发泡片材的越坚挺,支撑力越强。而压缩50%强度较低的柔软发泡材料一般
[0136]其中,拉伸强度表示材料在受拉力变形时的最大承载能力,即在一定的拉伸牵引
力下,材料被拉断时的最大承载能力,反映材料的强度或内聚力;压缩50%强度表示材料形
变50%时需要施加在单位面积上的力,也相当于在一定的压力下材料发生的变形量,反映
材料在受压力时的承受能力。本发明通过配方与工艺的调整,获得一款能显著提高材料拉
[0137]对比例1的测试结果反映,在配方中不添加高强度生物降解聚合物PLA、PBS或PHA,
[0138]对比例2的测试结果反映,在配方中用扩链剂代替主、副交联剂,发泡倍率下降,发
泡包装片材用料成本增高,且原料材料成本也上升1.73元/kg。其中,扩链剂大致230元/kg,
[0139]对比例3‑7的测试结果反映,在配方中不添加交联剂,或仅有主交联剂而没有副交
联剂,或仅有副交联剂而没有主交联剂,或交联剂过少,材料熔体强度低,泡孔破裂多,片材
的厚度下降、倍率下降,说明了主交联剂、副交联剂的配合使用能够提高材料的熔体强度,
减少泡孔破裂,具有协同增效作用。在配方中交联剂添加过多,材料交联过度,致使材料熔
[0140]对比例8‑10的测试结果反映,在配方中成核剂的用量过多,会导致泡孔数量过多
但泡孔小,发泡倍率低;成核剂的用量过小或不加,会导致泡孔数量过少,泡孔直径过大以
[0141]对比例11的测试结果反映,在配方中不添加相容剂,聚合物体系不均匀,泡孔破裂
[0142]对比例12的测试结果反映,在配方中不添加抗收缩剂,发泡的泡孔大,破裂多,发
[0143]对比例13的测试结果反映,在配方中不添加抗氧剂,材料热降解增加,泡孔破裂
[0144]对比例14的测试结果反映,在加工工艺中单螺杆长径比为35:1,材料塑化差,降温
[0145]对比例15‑16的测试结果反映,在加工工艺中模头温度过高,降低了材料熔体强
度,泡孔破裂多,发泡倍率低。反之,模头温度过低,致使材料熔体强度过头,泡孔难以长大,
[0146]对比例17‑18的测试结果反映,在加工工艺中模头压力过低,会导致发泡泡孔直径
小,发泡倍率低,材料偏硬,无法用于对被包装物品有效保护与压力缓冲。模头压力过高,虽
然得到了较好发泡材料性能,但设备承压能力要求很高,且存在较大生产危险,不适合一般
[0147]对比例19的测试结果反映,在加工工艺中发泡剂添加量过小,发泡气泡长不大,发
[0148]对比例20的测试结果反映,降低进料速度,片材变薄,发泡倍率也变低。
[0149]对比例21‑22的测试结果反映,本发明的发泡包装片M6米乐平台材具有生物降解性,且拉伸强
[0150]上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,
本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所
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