[发明专利]一种超临界流体制备微发泡聚乳酸基木塑复合材料的方法

说明书

一种超临界流体制备微发泡聚乳酸基木塑复合材料的方法，本发明涉及制备微发泡聚乳酸基木塑复合材料的方法。本发明要解决现有制备方法很难得到泡孔分布均匀、泡孔密度大、泡孔尺寸小、发泡倍率高的PLA基发泡木塑复合材料的问题。方法：首先聚乳酸、木粉、增韧剂、扩链剂、润滑剂和成核剂置于高混机中混合，通过双螺杆挤出机熔融共混，将挤出的熔融混合物置于压力成型机，得到聚乳酸基木塑复合材料，剪裁后置于超临界流体中溶胀和渗透，然后降温发泡，得到微发泡聚乳酸基木塑复合材料。本发明的微发泡聚乳酸基木塑复合材料泡孔分布均匀、泡孔密度大、泡孔尺寸小、发泡倍率高。本发明主要用于超临界流体制备微发泡聚乳酸基木塑复合材料的方法。

技术领域

本发明涉及制备微发泡聚乳酸基木塑复合材料的方法。

背景技术

木塑复合材料是一种新型环保的复合材料，但是传统木塑复合材料暴露出制品密度大、抗冲击性能差等不足，严重限制了木塑复合材料的进一步发展。同时，所使用的塑料基体为五大通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯以及ABS，近年来石油资源的不断匮乏，致使热塑性塑料成本不断攀升，导致木塑复合材料制品价格偏高。因此木塑复合材料的低密度、低成本、高性能成为国内外研究学者一直追求的目标。

聚乳酸基发泡木塑复合材料是一种以聚乳酸(PLA)为基体，以发泡气体以及生物质纤维为分散相的新型复合材料。其发泡材料不仅具有原料来源广、可自然降解、无毒等特性，同时还兼具低密度性、良好的气体阻隔性、隔热隔声性以及优异的抗冲击性能，符合当代绿色环保的理念，这些优点使得PLA基发泡木塑复合材料可被广泛应用于多个领域。但是PLA熔体强度很低，发泡过程中泡孔破裂塌陷现象严重，因此，很难得到泡孔分布均匀、泡孔密度大、泡孔尺寸小、发泡倍率高的PLA基发泡木塑复合材料。

发明内容

本发明要解决现有制备方法很难得到泡孔分布均匀、泡孔密度大、泡孔尺寸小、发泡倍率高的PLA基发泡木塑复合材料的问题，而提供一种超临界流体制备微发泡聚乳酸基木塑复合材料的方法。

本发明的一种超临界流体制备微发泡聚乳酸基木塑复合材料的方法是按以下步骤进行：

一、按质量份数称取70份～100份聚乳酸、10份～30份木粉、0份～25份增韧剂、0份～2.5份扩链剂、0.5份～2份润滑剂和1份～4份成核剂；

二、将称取的70份～100份聚乳酸、10份～30份木粉、0份～25份增韧剂、0份～2.5份扩链剂、0.5份～2份润滑剂和1份～4份成核剂置于高混机中混合，得到混合后的物料；

三、设置双螺杆挤出机各区段温度，从加料段到机头依次为一区温度为155℃、二区温度为160℃、三区温度为170℃、四区温度为180℃、五区温度为180℃、六区温度为170℃及七区温度为160℃，将混合后的物料通过双螺杆挤出机熔融共混，得到混合后的熔体，在压力成型机温度为175℃～200℃及压力为10MPa～15MPa的条件下，将混合后的熔体经压力成型机预压5min～10min，最后通过水冷却压板的方式，在压力为10MPa～15MPa条件下，冷压2min～5min，得到聚乳酸基木塑复合材料；

四、将聚乳酸基木塑复合材料裁剪成尺寸为10mm×20mm×1.5mm，得到裁剪后的聚乳酸基木塑复合材料，将裁剪后的聚乳酸基木塑复合材料置于超临界流体中溶胀和渗透，在溶胀和渗透压力为16MPa～30MPa、溶胀和渗透温度为165℃～200℃的条件下，保温保压10min～40min，然后将温度由165℃～200℃降温至90℃～120℃，并在压力为10MPa～30MPa、发泡温度为90℃～120℃的条件下，保温保压10min～40min，然后以泄压速率大于30MPa/s的条件下，泄压至常压并冷却至常温，得到微发泡聚乳酸基木塑复合材料。