[发明专利]一种PLA/TPU超临界发泡复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种PLA/TPU超临界发泡复合材料及其制备方法，所述PLA/TPU超临界发泡复合材料由包括以下重量份的原料制成：聚乳酸300～370份、聚醚型聚氨酯130～155份、有机硅改性聚氨酯40～48份、羟基硅油20～27份、马来酸酐接枝聚乙烯14～18份、玻璃纤维15～25份、成核剂7～10份、扩链剂6～8份、交联剂5～8份。本发明的PLA/TPU超临界发泡复合材料的拉伸强度较高，力学性能好；回弹率高，回弹性能优异；密度低，发泡倍率高，泡孔大小（直径）适中，泡孔均匀，发泡效果好；兼具超轻性和良好的弹性等综合力学性能；此外，可降解，对环境友好。

技术领域

本发明涉及发泡材料技术领域，具体涉及一种PLA/TPU超临界发泡复合材料及其制备方法

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“CN110483962A”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。

TPU名称为热塑性聚氨酯弹性体。主要分为聚酯型和聚醚型，它硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用，无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足越来越多领域的环保要求。所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温度，断裂伸长率50％，外力撤除后复原性比较好的高分子材料。聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类，聚氨酯弹性体的硬度范围很宽，性能范围很宽，所以聚氨酯弹性体是介于橡胶和塑料的一类高分子材料。可加热塑化，化学结构上没有或很少交联，其分子基本是线性的，然而却存在一定的物理交联。这类聚氨酯称为TPU。

超临界流体发泡作为物理发泡的一种，由于其清洁环保特性，逐渐得到广泛应用。然而超临界流体模压发泡制备过程，聚合物的超临界流体浸润饱和时间久，生产效率低。

但是，目前所使用的聚乳酸发泡材料还存在以下问题：

1、聚乳酸发泡材料的弹性差

2、聚乳酸发泡材料的拉伸强度低，力学性能差；

3、发泡效果不佳，导致泡孔不均匀、发泡倍率低等问题；

4、耐热性能等综合使用性能较差，影响使用。

发明内容

基于上述情况，本发明的目的在于提供一种PLA/TPU超临界发泡复合材料及其制备方法，可有效解决以上问题。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种PLA/TPU超临界发泡复合材料，由包括以下重量份的原料制成：