[發明專利]一種微泡孔可降解復合材料

在審

• 申請號: 201610033883.5
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105542410A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 陳一
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L1/02;C08L75/04;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/159;C08K5/5435;C08J9/12
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技術領域

本發明涉及一種可降解材料的制備方法，尤其涉及一種具有優異強度、韌性的，且 具有微泡孔結構的可降解復合材料制備方法。

背景技術

塑料材料雖然擁有較優異的性能和廣泛的適用性，但其來源于石油產品且無法降 解，在資源危機和環境污染越發嚴重的今天，尋找性能優良且可再生的替代材料則成為目 前材料領域研究的重中之重。

在目前的可降解材料領域，不同的可降解材料均被制備，如木塑材料為主的復合 可降解材料，木塑材料具有優異的強度和韌性，目前已被廣泛應用于包裝、家裝、結構板等 領域，可滿足基本的性能要求，但其可降解份大時，材料的力學性能無法得到保證，塑料組 分大時候起環保性又明顯受到影響，且力學性能好的木塑材料普遍密度大，導致重量重，成 本高。而采用淀粉作為主材料來制備的可降解材料雖然更加環保，但是其力學性能較差，只 能用于對強度、韌性要求低的材料領域。

而聚乳酸的出現改變了這一現狀。聚乳酸（PLA）是脂肪族聚酯，以乳酸（2-羥基丙 酸）為基本結構單元。PLA可通過發酵玉米等天然原料制得，也可采用乳酸縮聚制得。PLA及 其終端產品可在堆肥條件下自然分解成為CO₂和水，降低了固體廢棄物排放量，是一種綠色 環保的生物來源材料。PLA具有類似于聚苯乙烯的力學特性，彎曲模量和拉伸強度較好，但 熱穩定性和抗沖擊性能差，在熱成型加工過程中存在熔體黏度低的缺陷，限制了它的應用。 在改善了這些缺點后，PLA將可有望作為塑料材料的最佳替代品可被運用于工業、民用領 域。在PLA復合材料開發領域，大部分的研究也均在于克服其抗沖性差的缺陷，如

此外，基于聚乳酸成本較高，密度較大的問題，一些發泡或微發泡的方法也紛紛被開 發，如CN1544525公布了一種可生物降解的聚乳酸泡沫塑料制備方法，即在發泡過程中加入 過氧化物交聯聚乳酸，CN103642185A公布了一種聚乳酸泡沫材料及其制備方法，此專利采 用水為發泡劑，加入了少量成核劑，通過水發泡來實現材料的環保性。CN103242632A也公布 了采用加入交聯劑、成核劑來實現聚乳酸發泡的技術。CN1600814公布了一種聚乳酸、脂肪 族－芳香族聚酯的共聚物、成核劑、內滑劑與外滑劑混合后的發泡技術。ZL201110109327.9 授權的發明專利為一種聚乳酸復合材料的微發泡技術，將聚乳酸混合料在兩種高壓流體中 發泡，得到一種具有微孔的發泡聚乳酸復合物。但大泡孔無疑將降低材料的強度，只能用于 緩沖材料。而微發泡技術則主要用于高強度板密度的降低，這方面仍沒有成熟的產品。

如可在可降解材料領域實現微孔發泡，在保證強度、韌性的同時降低其密度，并提 供一定的阻隔特性，無疑將極大的提高其應用范圍。

發明內容

本發明的目的是為了單層可降解膜強度差、無彈性、且無法實現阻隔性的缺陷，提供一 種具有優異強度、回彈性且可實現阻隔、防水、阻燃的復合膜的制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種微泡孔可降解復合材料，由以下主料和輔料復合而成

其中，主料組成及份數為（質量份數）：

聚乳酸100份

聚己內酯40-65份

微-納米纖維素5-15份

彈性體粉末15-30份

CBT5-15份

輔料組成及份數為（質量份數）：

納米TiO₂3-5份

POSS相容劑2-4份

抗氧劑2-4份

抗紫外線劑2-4

進一步，所述聚乳酸為聚L-乳酸、聚D-乳酸，或者兩者任意比例的混合物，其分子量介 于200000-500000之間。

進一步，所述微-納米纖維素所述微-納米纖維素為木纖維、竹纖維、棉纖維、秸稈纖維 中的一種。其直徑介于100納米-100微米之間。其制備可以木纖維、竹纖維、棉纖維、秸稈纖 維的粗纖維為原料，通過物理方法如機械破碎，閃爆或化學方法如酸處理得到具有納米或 微米直徑的纖維素。最優的，選擇竹纖維，其長徑比介于20:1-100:1之間。

進一步，所述彈性體粉末為SBS粉末、聚氨酯彈性體粉末、丁苯橡膠粉末、丁基橡膠粉末 中的一種，大小介于200-600目之間。