[发明专利]可降解的复合发泡塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了可降解的复合发泡塑料及其制备方法，包括：聚醚多元醇；聚酯多元醇；聚己内酯；六亚甲基二异氰酸酯；二元醇扩链剂；三乙烯二胺；硅油；蒸馏水。制备方法：加料控温→混合反应→扩链合成→产气发泡→挤出→水冷成型→拉条切粒→干燥→包装。本发明通过分子链设计将具有降解特性的各种类型链段引入聚氨酯基体合成复合发泡塑料，且可通过两种或多种发泡颗粒热贴合组合构造制成泡沫块，更广泛地适应不同的市场应用和性能需求，可较好地控制复合发泡塑料的力学和降解性能。该制备方法通过异氰酸酯与水反应产生二氧化碳气体，促成熔体形成发泡结构，省去外加发泡剂、压力容器等麻烦，具有安全、简便、快捷、稳定等优点。

技术领域

本发明涉及发泡塑料技术领域，具体为可降解的复合发泡塑料及其制备方法。

背景技术

发泡塑料是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，具有质轻、隔热、吸音、减震等特性，且介电性能优于基体树脂，用途很广，几乎各种塑料均可作成泡沫塑料，发泡成型已成为塑料加工中一个重要领域，发泡塑料又称微孔塑料，整体布满无数互相连通或互不连通的微孔而使表观密度明显降低的塑料，具有质轻、绝热、吸音、防震、耐潮、耐腐蚀等优点。按其泡孔结构可分为闭孔、开孔和网状泡沫塑料。

发泡塑料在防震、防破碎中起着重要的作用，同时由于空气的热传导性很小，且又被封闭在塑料中而不能对流，所以发泡塑料又是一种隔热、保温性能非常理想的材料，因而多种材质的泡沫塑料被广泛应用于多个包装、隔热、缓冲、防震领域。现有的发泡塑料有聚乙烯、EVA、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、脲甲醛等材质的发泡塑料，都是不可降解的塑料，虽然性能得到各行业的认可，但完成使用寿命后的废弃物不易回收，焚烧处理后又产生大量含有CO、氮、硫、磷、卤素等化合物有害气体，严重污染人们赖以生存的自然环境。

发泡材料的制备方法，如现在PBAT、TPU等塑料通常采用在压力容器中进行后加工熔融时混入超临界二氧化碳，再进行减压释放二氧化碳气体形成发泡，不仅需要压力容器等条件增加了麻烦，而且生产过程危险性较高、产能较低。而外加其它发泡剂，如碳酸盐、偶氮化合物等，则产生残留造成材料容易降解、含毒性物质。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有材料、制备技术的不足，本发明提供了可降解的复合发泡塑料及其制备方法，通过分子链设计将具有降解特性的各种类型链段引入聚氨酯基体合成复合发泡塑料，且可通过两种或多种发泡颗粒热贴合组合构造制成泡沫块，更广泛地适应不同的市场应用和性能需求，可较好地控制复合发泡塑料的力学和降解性能。该制备方法通过异氰酸酯与水反应产生二氧化碳气体，促成熔体形成发泡结构，省去外加发泡剂、压力容器等麻烦，具有安全、简便、快捷、稳定等优点。且可通过两种或多种发泡颗粒组合热贴合制成泡沫块，便于调节发泡材料所需的结构部位功能和整体综合性能。

（二）技术方案

为实现上述对发泡塑料的力学和降解性能进行较好的控制，以及制备方法的安全、简便、快捷、稳定等优点，本发明提供如下技术方案：可降解的复合发泡塑料，包括以下重量份数的原料：聚醚多元醇0-100；聚酯多元醇0-100；聚己内酯0-100；六亚甲基二异氰酸酯45-99；二元醇扩链剂3-5；三乙烯二胺0.2-3；硅油0.1-2；蒸馏水0.1-1。

优选的，所述聚醚多元醇选用聚乙二醇PEG200-4000、聚丙二醇PPG200-4000、聚四氢呋喃二醇PTMEG200-4000的一种或组合，优选PEG400；所述聚酯多元醇选用聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚丁二酸丁二醇酯二醇、聚癸二酸丁二醇酯二醇的一种或组合，聚酯多元醇分子量500-20000，优选分子量1000-2000的聚己二酸丁二醇酯二醇；所述聚己内酯分子量为114-5000；所述六亚甲基二异氰酸酯选用工业级HDI；所述二元醇扩链剂选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇 的一种或组合，优选工业级BDO；所述硅油选自线型聚硅氧烷，分子量为800-9500。