[发明专利]一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：端羧基聚乳酸45～75份、聚乳酸20～50份、聚酰胺25～45份、多孔石墨烯1～5份、扩链剂8～16份、偶联剂5～12份、增塑剂1～8份、分散剂8～15份、光稳定剂0.5～2.5份和抗氧剂1.2～3.8份。

2.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料，其特征在于，端羧基聚乳酸60份、聚乳酸40份、聚酰胺35份、多孔石墨烯4份、扩链剂8份、偶联剂6份、增塑剂4份、分散剂8份、光稳定剂1.5份和抗氧剂2.4份。

3.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料，其特征在于，所述聚乳酸选自左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、外旋聚乳酸中两种以上的组合物，该聚乳酸的分子量为8.5×10⁴～5.5×10⁵g/mol。

4.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料，其特征在于，所述的端羧基聚乳酸的分子量为8×10⁴～6×10⁵g/mol，端基中羧基比例占总端基摩尔比介于70～80%之间。

5.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料，其特征在于，所述聚酰胺为碳原子个数为6～14的内酰胺开环聚合而成的聚酰胺。

6.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料，其特征在于，所述增塑剂选自环氧大豆油、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、麦芽糖醇中的一种或多种组合物。

7.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料，其特征在于，所述扩链剂为三乙醇胺、二甲基乙醇胺和叔丁基二乙醇胺(t-BuDEAt)中的一种或多种组合物；所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

8.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料，其特征在于，所述光稳定剂为苯并三唑和二苯酮；所述抗氧剂为3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。

9.根据权利要求1所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料，其特征在于，所述分散剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇中的任一种或几种的水溶液，其水溶液中醇类的质量分数为55%。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

按重量份分别称取：端羧基聚乳酸、聚乳酸、聚酰胺、多孔石墨烯、扩链剂、偶联剂、增塑剂、分散剂、光稳定剂和抗氧剂；

在210～220℃下熔化聚酰胺并降温至150～160℃，加入端羧基聚乳酸和偶联剂，保温搅拌6～10min，得混合料；

在混合料中依次加入聚乳酸、扩链剂、增塑剂、分散剂、多孔石墨烯混合，在N₂环境下加热至135～140℃反应1～2h，然后降温至70～80℃，再加入光稳定剂和抗氧剂，保温搅拌0.5～1h，得到改性聚乳酸基料；

将所得改性聚乳酸基料置于密封耐压模具内，模具快速升温至130～135℃，然后向模具内通入超临界CO₂流体，使模具内压力控制在15.5～18.5MPa下处理3～6h，再将温度降低至100～110℃然后快速泄压，得到改性聚乳酸发泡材料。