[发明专利]一种微泡孔可降解复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种可降解材料的制备方法，尤其涉及一种具有优异强度、韧性的，且 具有微泡孔结构的可降解复合材料制备方法。

背景技术

塑料材料虽然拥有较优异的性能和广泛的适用性，但其来源于石油产品且无法降 解，在资源危机和环境污染越发严重的今天，寻找性能优良且可再生的替代材料则成为目 前材料领域研究的重中之重。

在目前的可降解材料领域，不同的可降解材料均被制备，如木塑材料为主的复合 可降解材料，木塑材料具有优异的强度和韧性，目前已被广泛应用于包装、家装、结构板等 领域，可满足基本的性能要求，但其可降解份大时，材料的力学性能无法得到保证，塑料组 分大时候起环保性又明显受到影响，且力学性能好的木塑材料普遍密度大，导致重量重，成 本高。而采用淀粉作为主材料来制备的可降解材料虽然更加环保，但是其力学性能较差，只 能用于对强度、韧性要求低的材料领域。

而聚乳酸的出现改变了这一现状。聚乳酸（PLA）是脂肪族聚酯，以乳酸（2-羟基丙 酸）为基本结构单元。PLA可通过发酵玉米等天然原料制得，也可采用乳酸缩聚制得。PLA及 其终端产品可在堆肥条件下自然分解成为CO₂和水，降低了固体废弃物排放量，是一种绿色 环保的生物来源材料。PLA具有类似于聚苯乙烯的力学特性，弯曲模量和拉伸强度较好，但 热稳定性和抗冲击性能差，在热成型加工过程中存在熔体黏度低的缺陷，限制了它的应用。 在改善了这些缺点后，PLA将可有望作为塑料材料的最佳替代品可被运用于工业、民用领 域。在PLA复合材料开发领域，大部分的研究也均在于克服其抗冲性差的缺陷，如

此外，基于聚乳酸成本较高，密度较大的问题，一些发泡或微发泡的方法也纷纷被开 发，如CN1544525公布了一种可生物降解的聚乳酸泡沫塑料制备方法，即在发泡过程中加入 过氧化物交联聚乳酸，CN103642185A公布了一种聚乳酸泡沫材料及其制备方法，此专利采 用水为发泡剂，加入了少量成核剂，通过水发泡来实现材料的环保性。CN103242632A也公布 了采用加入交联剂、成核剂来实现聚乳酸发泡的技术。CN1600814公布了一种聚乳酸、脂肪 族－芳香族聚酯的共聚物、成核剂、内滑剂与外滑剂混合后的发泡技术。ZL201110109327.9 授权的发明专利为一种聚乳酸复合材料的微发泡技术，将聚乳酸混合料在两种高压流体中 发泡，得到一种具有微孔的发泡聚乳酸复合物。但大泡孔无疑将降低材料的强度，只能用于 缓冲材料。而微发泡技术则主要用于高强度板密度的降低，这方面仍没有成熟的产品。

如可在可降解材料领域实现微孔发泡，在保证强度、韧性的同时降低其密度，并提 供一定的阻隔特性，无疑将极大的提高其应用范围。

发明内容

本发明的目的是为了单层可降解膜强度差、无弹性、且无法实现阻隔性的缺陷，提供一 种具有优异强度、回弹性且可实现阻隔、防水、阻燃的复合膜的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种微泡孔可降解复合材料，由以下主料和辅料复合而成

其中，主料组成及份数为（质量份数）：

聚乳酸100份

聚己内酯40-65份

微-纳米纤维素5-15份

弹性体粉末15-30份

CBT5-15份

辅料组成及份数为（质量份数）：

纳米TiO₂3-5份

POSS相容剂2-4份

抗氧剂2-4份

抗紫外线剂2-4

进一步，所述聚乳酸为聚L-乳酸、聚D-乳酸，或者两者任意比例的混合物，其分子量介 于200000-500000之间。

进一步，所述微-纳米纤维素所述微-纳米纤维素为木纤维、竹纤维、棉纤维、秸秆纤维 中的一种。其直径介于100纳米-100微米之间。其制备可以木纤维、竹纤维、棉纤维、秸秆纤 维的粗纤维为原料，通过物理方法如机械破碎，闪爆或化学方法如酸处理得到具有纳米或 微米直径的纤维素。最优的，选择竹纤维，其长径比介于20:1-100:1之间。

进一步，所述弹性体粉末为SBS粉末、聚氨酯弹性体粉末、丁苯橡胶粉末、丁基橡胶粉末 中的一种，大小介于200-600目之间。