【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种发泡复合材料及其制备方法与应用，尤其涉及一种超临界发泡pha/pbat复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、目前大量的非降解塑料泡沫凭借制品轻，隔热好等优点，被广泛使用到建筑、食品包装和农业包装领域。这种不可降解的塑料泡沫导致了严重的环境污染，尤其在海洋环境下无法降解形成大量塑料污染。虽然常规pla等生物材料具备可降解性能，但其海洋环境下无法实现真正降解。为了解决海洋塑料泡沫污染问题，开发生物降解发泡材料作为一种绿色解决方案正日益受到关注。聚羟基烷酸酯(pha)是一类由细菌通过发酵过程合成的生物可降解聚酯，以其生物可降解性、生物相容性、海洋降解性和可再生资源利用等优点受到广泛关注。然而，pha也存在结晶速率慢、韧性差和可发泡性低等缺点，限制了其在某些领域的应用。
2、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(pbat)是一种结合了脂肪族和芳香族聚酯特性的生物可降解热塑性聚酯，具有良好的柔韧性、加工性能和生物降解性。然而，pbat成本较高，结晶度低，物理性能有限。
3、超临界发泡技术是一种安全绿色环保技术，专利cn114891261b公开了一种植物纤维pha发泡材料的制备方法，利用化学接枝改性来提高pha的可发泡性，但存在化学试剂残留，其发泡倍率低等问题。专利cn102229707a提供了pbat模压发泡材料制备方法，但仅用pbat发泡粒子较软，不适用于包装材料应用。
4、目前，制备pha/pbat复合材料存在以下几个问题：(1)pha与pbat两相之间存在相分离现象，小粒径发泡时容易
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种可提高pha的熔体强度、改善pha韧性、提升复合材料发泡效率和整体稳定性的超临界发泡pha/pbat复合材料；
2、本专利技术的第二个目的是提供上述的超临界发泡pha/pbat复合材料的制备方法；
3、本专利技术的第三个目的是提供上述的超临界发泡pha/pbat复合材料的应用。
4、技术方案：本专利技术所述的超临界发泡pha/pbat复合材料，包括如下重量份的组分：
5、pha：60-90份；
6、pbat：10-40份；
7、扩链剂：0.5-2.0份；
8、自组装成核剂：0.2-0.8份；
9、抗水解剂：0.1-0.5份。
10、其中，所述pha为phb、phbv、phbhhx、p(3hb，4hb)中的至少一种。优选地，所述pha包括但不限于杭州新富生物科技有限公司生产的牌号为xf-1000的产品，浙江天安生物技术有限公司生产的牌号为y-1000p，蓝晶微生物有限公司生产的牌号为bp330、bp350的产品；优选地，所述pha为蓝晶微生物有限公司生产的牌号为bp330的产品。
11、其中，所述pbat的熔融指数≤7g/10min，拉伸强度≥18mpa。优选地，所述pbat包括但不限于金晖兆隆高新科技有限公司生产的牌号为jh-1908的产品，上海彤程新材料集团股份有限公司生产的牌号为pbat-7000的产品，德国basf公司的c1200的产品和蓝山屯河科技股份有限公司生产的牌号为th801t的产品；优选地，所述pbat为金晖兆隆高新科技有限公司生产的牌号为jh-1908的产品。
12、其中，所述扩链剂为环氧扩链剂adr系列、恶唑啉、异氰酸酯中的至少一种。优选地，所述扩链剂包括但不限于adr-4300、adr-4370或adr-4400中的至少一种；所述扩链剂优选为一种环氧型扩链剂，更优选地，所述扩链剂为adr-4400。
13、其中，所述自组装成核剂为酰肼类和/或酰胺类；所述自组装成核剂为癸二酸二苯甲酰肼、己二酸二苯基二酰肼、酰胺成核剂中的至少一种；优选地，所述酰胺成核剂为辛烯酰胺、硬脂酰胺、月桂酰胺中的至少一种；所述癸二酸二苯甲酰肼的型号为tmc-300，所述己二酸二苯基二酰肼的型号为tmc-306；更优选地，所述自组装成核剂为酰肼类tmc-328，属于生物基配套成核剂。
14、其中，所述抗水解剂为碳化二亚胺型、异氰酸酯、酸酐中的至少一种；优选地，所述抗水解剂为碳化二亚胺。
15、上述的超临界发泡pha/pbat复合材料的制备方法，包括以下步骤：
16、(1)将pha和pbat混合搅拌，加入扩链剂、自组装成核剂和抗水解剂，搅拌，得到混合粒子；
17、(2)将混合粒子通过双螺杆挤出机进行熔融混合挤出，通过水下切粒得到改性粒子，干燥；
18、(3)将干燥后的改性粒子进行超临界发泡，得到超临界发泡珠粒。
19、其中，步骤(1)中，将pha、pbat分别在70-80℃条件下干燥2-4小时，确保去除水分；将干燥后的pha、pbat按比例加入高速混合机中混合3-5分钟；依次加入扩链剂、自组装成核剂、抗水解剂，继续搅拌5-8分钟，确保均匀分散；其中，高速混合机的使用转速是500-2000转/min；优选地，高速混合机转速为1500转/min。
20、其中，步骤(2)中，使用双螺杆挤出机时，控制挤出温度在140-180℃，螺杆转速为50-80rpm，通过水下切粒后获得改性粒子，所述切粒机转速为2500-3500转/min；优选地，切粒机转速为3000转/min。
21、其中，步骤(3)中，将改性粒子放入超临界高压反应釜中，通过增压泵注入超临界发泡气体，发泡结束后快速降压至大气压，得到超临界发泡珠粒；所述超临界发泡气体为超临界co2、超临界n2中的一种或两种；发泡温度为100-120℃，饱和压力为10-20mpa，保压时间为10-30min。
22、上述的超临界发泡pha/pbat复合材料在制备可降解隔热薄壁塑杯中的应用。
23、其中，将超临界发泡pha/pbat复合材料预压后进行蒸汽成型，得到可降解隔热发泡塑杯。
24、其中，将超临界发泡粒子放置于预压罐中，保压压力1-3kg，保压时间4-6h，结束后放出备用，再通过蒸汽成型工艺，将预压后的发泡珠粒进行粘结，制备得到一种可降解隔热发泡塑杯，其壁厚小于2mm。
25、蒸汽成型工艺条件为：固模压力0.3-1kg，移模压力0.3-1kg，固模加热10-30s，移模加热10-30s，双面压力均为0.5-1.5kg，双面加热20-50s，水冷50-150s，模缝10-25s。
26、专利技术原理：pha具有完全生物可降解性，但其结晶速率慢、韧性差等缺点导致改性粒子可发泡性低和珠粒泡沫性能差等问题。通过引入pbat对pha进行改善使其更加适合复杂结构的成型。并对其分子结构进行扩链支化，提高pha的熔体强度，改善pha韧性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超临界发泡PHA/PBAT复合材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的超临界发泡PHA/PBAT复合材料，其特征在于，所述PHA为PHB、PHBV、PHBHHx、P(3HB，4HB)中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的超临界发泡PHA/PBAT复合材料，其特征在于，所述PBAT的熔融指数≤7g/10min，拉伸强度≥18Mpa。
4.根据权利要求1所述的超临界发泡PHA/PBAT复合材料，其特征在于，所述扩链剂为环氧扩链剂ADR系列、恶唑啉、异氰酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的超临界发泡PHA/PBAT复合材料，其特征在于，所述自组装成核剂为酰肼类和/或酰胺类；所述自组装成核剂为癸二酸二苯甲酰肼、己二酸二苯基二酰肼、酰胺成核剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的超临界发泡PHA/PBAT复合材料，其特征在于，所述抗水解剂为碳化二亚胺型、异氰酸酯、酸酐中的至少一种。
7.一种权利要求1所述的超临界发泡PHA/PBAT复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步
8.根据权利要求7所述的超临界发泡PHA/PBAT复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述超临界发泡气体为超临界CO2、超临界N2中的一种或两种；发泡温度为100-120℃，饱和压力为10-20MPa，保压时间为10-30min。
9.一种权利要求1所述的超临界发泡PHA/PBAT复合材料在制备可降解隔热薄壁塑杯中的应用。
10.根据权利要求9所述的超临界发泡PHA/PBAT复合材料在制备隔热薄壁塑杯中的应用，其特征在于，将超临界发泡PHA/PBAT复合材料预压后进行蒸汽成型，得到可降解隔热发泡塑杯。
...【技术特征摘要】
1.一种超临界发泡pha/pbat复合材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的超临界发泡pha/pbat复合材料，其特征在于，所述pha为phb、phbv、phbhhx、p(3hb，4hb)中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的超临界发泡pha/pbat复合材料，其特征在于，所述pbat的熔融指数≤7g/10min，拉伸强度≥18mpa。
4.根据权利要求1所述的超临界发泡pha/pbat复合材料，其特征在于，所述扩链剂为环氧扩链剂adr系列、恶唑啉、异氰酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的超临界发泡pha/pbat复合材料，其特征在于，所述自组装成核剂为酰肼类和/或酰胺类；所述自组装成核剂为癸二酸二苯甲酰肼、己二酸二苯基二酰肼、酰胺成核剂中的至少一种。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王仕杰，许红森，徐存培，刘之烨，吴杰，吴立丰，
申请(专利权)人：中船鹏力南京塑造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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