[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

说明书

本发明公开了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，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。本发明的改性聚乳酸发泡材料通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当组分配比，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料具有良好的隔音性能，且具有优异的光稳定性和耐寒耐热性能，提高了材料发泡后的强度；还增加了树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强，易于加工。

技术领域

本发明涉及聚乳酸发泡材料技术领域，具体涉及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。

背景技术

聚乳酸（PLA）是一种以可再生的植物资源为原料经化学合成制备的生物降解高分子，制备的各种薄膜、纤维等产品可以广泛应用在服装、纺织、无纺布、包装、农业、林业、医疗卫生用品、日常生活用品等领域。PLA具有优良的生物相容性、生物可降解性，最终降解产物是二氧化碳和水，不会对环境造成污染。通过熔融混炼，模压发泡的方法制备聚乳酸发泡材料；也可通过超临界二氧化碳制备聚乳酸发泡材料。

聚乳酸发泡材料能够取代石油基发泡塑料应用于包装和生活消费品领域。PLA属于结晶型聚合物，结晶速率较慢，耐热性不好，熔体强度不高，在发泡过程中，无法维持泡孔形态，容易出现泡孔塌陷合并，并且由于其加工的不稳定性（如热降解、氧化、水解等），容易造成分子链断裂，使熔体强度进一步降低，这些都是不利于发泡的。

国家知识产权局于2019.11.22公开了一件公开号为“CN 110483962 A”专利名称为“一种高强度的聚乳酸发泡塑料”的发明专利，该发明提供了一种包括（按照质量百分比计）：聚乳酸38-46％、扩链剂1.2-3％、增塑剂6-8％、偶氮二甲酰胺2-3％、碳酸氢钠1.6-2.2％、氧化锌0.1-3.2％、滑石粉6-8％、纳米二氧化铝8-12％、无规聚丙烯9-14％、余量为去离子水，该发明还公开了一种高强度的聚乳酸发泡塑料的制备方法，包括以下制作步骤：S1：称量配比；S2：聚乳酸脱水；S3：改性混炼；S4：挤出造粒；S5：冷却定型；该专利通过纳米二氧化铝填充聚乳酸，利用其之间的化学键作用，使得塑料具有良好的机械性能。

但是，目前所使用的聚乳酸发泡材料还存在以下问题：

1、隔音性能差；

2、光稳定性和耐候性能差；

3、可塑性差，不利于加工；

4、经发泡后，强度大大降低，力学性能差，综合使用性能差。

发明内容

基于上述情况，本发明的目的在于提供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，可有效解决以上问题。本发明的改性聚乳酸发泡材料通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的端羧基聚乳酸、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，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料具有良好的隔音性能，且具有优异的光稳定性和耐寒耐热性能，提高了材料发泡后的强度；还增加了树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强，易于加工。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种基于超临界二氧化碳的改性聚乳酸发泡材料，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。

优选的，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。