一种PLA/PA超临界发泡复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PLA/PA超临界发泡复合材料及其制备方法，由包括以下重量份的原料制成：聚乳酸80～95份、聚酰胺20～28份、聚硅氧烷‑聚酰亚胺嵌段共聚物12～16份、成核剂1.5～2.2份、扩链剂2～3份、交联剂1.2～1.8份；聚酰胺为生物基聚己二酸戊二胺；成核剂为成核剂TMC‑328和丙烯酸锌的混合物；有机过氧化物交联剂；有机过氧化物交联剂为叔丁基过氧化氢和过氧化二异丙苯的混合物。本发明专利技术的PLA/PA超临界发泡复合材料的发泡倍率高，泡孔均为闭孔结构，泡孔大小适中，泡孔均匀，发泡效果好；且拉伸强度高，耐撕裂强度高，回弹率较高，回弹性较好，综合力学性能优良；可降解，对环境友好。

A PLA / PA supercritical foaming composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种PLA/PA超临界发泡复合材料及其制备方法
本专利技术涉及发泡材料
，具体涉及一种PLA/PA超临界发泡复合材料及其制备方法
技术介绍
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”的专利技术专利，该专利技术提供了一种包括(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，该专利技术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。聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，英文名称Polyamide(简称PA)，密度1.15g/cm3，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。聚合物发泡材料是以聚合物为基体的聚合物/气体复合材料，其具有轻质、比强度高、保温、缓冲等性能，在很多领域具有良好的应用。目前发泡材料的制备主要分为化学发泡和物理发泡，化学发泡一般使用偶氮类发泡剂，在发泡过程中会产生有害气体，且有化学物残留。传统的物流发泡方法包括以丁烷、氢氟类发泡剂等进行发泡。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、发泡效果不佳，导致泡孔不均匀、发泡倍率低等问题；2、聚乳酸发泡材料的拉伸强度、耐撕裂强度低，力学性能差，且回弹性能差，容易产生永久变形，综合力学性能差，不耐用，无法满足一些使用环境对力学性能的要求；3、耐热性能等综合使用性能较差，影响使用。
技术实现思路
基于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种PLA/PA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，本专利技术提供的技术方案是：一种PLA/PA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80～95份、聚酰胺20～28份、聚硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物12～16份、成核剂1.5～2.2份、扩链剂2～3份、交联剂1.2～1.8份；所述聚酰胺为生物基聚己二酸戊二胺；所述成核剂为成核剂TMC-328和丙烯酸锌的混合物；所述为有机过氧化物交联剂；所述有机过氧化物交联剂为叔丁基过氧化氢和过氧化二异丙苯的混合物。优选的，所述PLA/PA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87份、聚酰胺24份、聚硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物14份、成核剂1.8份、扩链剂2.5份、交联剂1.5份；所述聚酰胺为生物基聚己二酸戊二胺；所述成核剂为成核剂TMC-328和丙烯酸锌的混合物；所述为有机过氧化物交联剂；所述有机过氧化物交联剂为叔丁基过氧化氢和过氧化二异丙苯的混合物。优选的，所述成核剂TMC-328和丙烯酸锌的混合物中成核剂TMC-328和丙烯酸锌的质量之比为1：(0.22～0.28)。优选的，所述扩链剂为4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚。优选的，所述叔丁基过氧化氢和过氧化二异丙苯的混合物中叔丁基过氧化氢和过氧化二异丙苯的质量之比为1：(0.68～0.78)。优选的，所述PLA/PA超临界发泡复合材料还包括：光稳定剂1.5～2.5份。优选的，所述光稳定剂为光稳定剂3853PP5。优选的，所述PLA/PA超临界发泡复合材料还包括：抗氧剂2～3份。优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1178。本专利技术还提供一种所述的PLA/PA超临界发泡复合材料的制备方法，包括下列步骤：1)按重量份分别称取各原料；2)将聚乳酸和扩链剂混合后，送入密炼机，先在N2环境下、温度为130～140℃的条件下进行密炼50～80min；3)然后在加入聚酰胺、聚硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物，继续密炼20～30min；4)然后加入成核剂和交联剂在温度为122～130℃的条件下进行密炼共混至各组分混合均匀，制得密炼共混物；5)将所述密炼共混物置于密封耐压模具内，模具快速升温至145～150℃，然后向模具内通入超临界CO2流体，使模具内压力控制在16～18MPa，待二氧化碳气体在密炼共混物中达到饱和时，然后快速泄压，得到所述PLA/PA超临界发泡复合材料。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本专利技术的PLA/PA超临界发泡复合材料通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的聚乳酸、聚酰胺、聚硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物、成核剂、扩链剂、交联剂等，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，提升了产品的质量，制得的PLA/PA超临界发泡复合材料的发泡倍率高，泡孔均为闭孔结构，泡孔大小(直径)适中，泡孔均匀，发泡效果好；且拉伸强度高，耐撕裂强度高，回弹率较高，回弹性较好，综合力学性能优良；可降解，对环境友好。本专利技术的PLA/PA超临界发泡复合材料的原料中，以聚乳酸为主要原料，具有可降解性能，对环境友好，但发泡性能和力学性能有待改善。本专利技术的PLA/PA超临界发泡复合材料的原料中，添加了适当比例的聚酰胺，聚酰胺为生物基聚己二酸戊二胺；其与聚硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物相互配合，起到良好的协同作用，大大提升了本专利技术的PLA/PA超临界发泡复合材料的拉伸强度和耐撕裂强度，显著改善了本专利技术的PLA/PA超临界发泡复合材料的力学性能；且生物基聚己二酸戊二胺也具有可降解性，环保。本专利技术的PLA/PA超临界发泡复合材料的原料中，添加了适当比例的聚硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物，既有含硅基团链段，又与聚乳酸、聚酰胺相容性良好，对二氧化碳具有良好本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PLA/PA超临界发泡复合材料，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：/n聚乳酸80～95份、/n聚酰胺20～28份、/n聚硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物12～16份、/n成核剂1.5～2.2份、/n扩链剂2～3份、/n交联剂1.2～1.8份；/n所述聚酰胺为生物基聚己二酸戊二胺；/n所述成核剂为成核剂TMC-328和丙烯酸锌的混合物；/n所述为有机过氧化物交联剂；/n所述有机过氧化物交联剂为叔丁基过氧化氢和过氧化二异丙苯的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种PLA/PA超临界发泡复合材料，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
聚乳酸80～95份、
聚酰胺20～28份、
聚硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物12～16份、
成核剂1.5～2.2份、
扩链剂2～3份、
交联剂1.2～1.8份；
所述聚酰胺为生物基聚己二酸戊二胺；
所述成核剂为成核剂TMC-328和丙烯酸锌的混合物；
所述为有机过氧化物交联剂；
所述有机过氧化物交联剂为叔丁基过氧化氢和过氧化二异丙苯的混合物。


2.根据权利要求1所述的PLA/PA超临界发泡复合材料，其特征在于，所述PLA/PA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87份、
聚酰胺24份、
聚硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物14份、
成核剂1.8份、
扩链剂2.5份、
交联剂1.5份；
所述聚酰胺为生物基聚己二酸戊二胺；
所述成核剂为成核剂TMC-328和丙烯酸锌的混合物；
所述为有机过氧化物交联剂；
所述有机过氧化物交联剂为叔丁基过氧化氢和过氧化二异丙苯的混合物。


3.根据权利要求1所述的PLA/PA超临界发泡复合材料，其特征在于，所述成核剂TMC-328和丙烯酸锌的混合物中成核剂TMC-328和丙烯酸锌的质量之比为1：(0.22～0.28)。


4.根据权利要求1所述的PLA/PA超临界发泡复合材料，其特征在于，所述扩链剂为4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚。


5.根据权利要求1所述的PLA/PA超临界发泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁尤权，丁雪峰，丁星懿，吕方舟，林清锴，杨文华，
申请(专利权)人：福建安达福新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35