辐射交联可生物降解泡沫材料及其制备方法技术

辐射交联可生物降解泡沫材料及其制备方法，属于泡沫材料技术领域。解决了如何提供一种物理性能优异、耐水性好、耐久性好、发泡倍率较高、可以在很宽的范围内调控力学性能的泡沫材料的问题。本发明专利技术的泡沫材料，由50‑100重量份聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯、0‑50重量份可生物降解聚合物、1‑10重量份无机填料、0.5‑15重量份发泡剂、0.01‑5重量份助发泡剂和0.1‑10重量份交联剂组成，其中，交联剂为乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或多种。该泡沫材料具备物理性能优异、耐水性好、耐久性好、发泡倍率较高的优点，且可以在很宽的范围内调控力学性能。

Radiation crosslinking biodegradable foam material and preparation method thereof

Radiation crosslinking biodegradable foam material and its preparation method belong to the foam material technology field. It has solved the problem of how to provide a foam material with excellent physical properties, good water resistance, good durability, high foaming rate and a wide range of mechanical properties. The foam material of the invention consists of 50 parts of 100 weight polyadipic acid butylene terephthalate, 50 weight biodegradable polymers, 1 Mineral 10 weight inorganic fillers, 0.5 15 weight phr foaming agents, 0.01 5 weight co foaming agent, 0.01 5 weight co foaming agent and 0.1 phosphate 10 weight portion cross-linking agent, in which the cross-linking agent is vinyl three methylmethyl One or more kinds of silane, vinyl triethoxy silane and vinyl three (beta methoxy ethoxy) silane. The foam material has the advantages of excellent physical properties, good water resistance, good durability and high foaming rate, and can control mechanical properties in a wide range.

【技术实现步骤摘要】
辐射交联可生物降解泡沫材料及其制备方法
本专利技术属于泡沫材料
，具体涉及一种辐射交联可生物降解泡沫材料及其制备方法。
技术介绍
泡沫材料是以塑料为基本组分并含有大量气泡的聚合物材料，因此也可以说是以气体为填料的复合塑料。与纯塑料相比，它具有很多优良的性能，如质轻、比强度高、可吸收冲击载荷、隔热和隔音性能好等。因而在工业、农业、建筑、交通运输等领域得到了广泛应用。目前泡沫材料主要以聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚氨酯等为主，通用的泡沫材料体积大，不可降解，回收困难，加剧了白色污染。因此，大力开发和推广可降解泡沫材料受到世界范围的学术界和工业界的关注。与通用泡沫材料相比，目前市场上的可降解泡沫材料力学性能差，耐水性能差，产品的耐久性差。聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯，由己二酸、对苯二甲酸和丁二醇经缩聚制得，它可以在细菌或酶的作用下最终降解成为二氧化碳和水等物质，对环境无害。而且由于合成所用原料相对易得，合成工艺相对于微生物发酵法等也要简便，所以在成本上有明显的优势。有希望取代通用聚乙烯或聚丙烯而进入通用塑料领域，缓解传统塑料对环境造成的污染。德国巴斯夫公司已经实现了聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的产业化生产，商品名为是巴斯夫公司生产的一种真正意义上的生物降解塑料，因为它在土壤中或肥料中仅用几个星期内就可以腐烂，而且不会留下任何残渣。因此，将其制备成发泡材料后，可以有效解决传统发泡材料带来的污染问题。巴斯夫公司是于1998年向市场上推出这个产品的，由于它拥有十分优异的品质，使得它成为在世界市场上的居于领先地位的人造生物降解材料。在国内，目前，也有多家企业实现了聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯产业化生产。虽然，聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯具备优异的可降解性能，得到了广泛的应用，但随着人们对于产品品质的追求的提高，对泡沫材料的性能需求已不单纯仅仅满足于其环保性，人们更希望其能够兼备优异的综合性能，如物理性能、耐水性、耐久性等等，且为了满足不同应用需求，对材料性能的可控性也具有一定的愿景。
技术实现思路
本专利技术的目的是如何提供一种物理性能优异、耐水性好、耐久性好、发泡倍率较高、可以在很宽的范围内调控发泡材料的力学性能的辐射交联可生物降解泡沫材料及其制备方法。辐射交联可生物降解泡沫材料，组成及重量份为：所述可生物降解聚合物为聚乳酸、二氧化碳-环氧丙烷共聚物、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或多种按任意比例的混合；所述交联剂为乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或多种按任意比例的混合。优选的是，组成及重量份为：优选的是，所述无机填料为二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、蒙脱土中的一种或多种按任意比例的混合。优选的是，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二异丙酯、N,N-二亚硝基五次甲基四胺、4,4’-氧代双苯磺酰肼中的一种或多种按任意比例的混合。优选的是，所述助发泡剂为氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或多种按任意比例的混合。上述辐射交联可生物降解泡沫材料的制备方法，步骤如下：步骤一、按组成及重量份称取各原料，加入挤出机中进行混炼造粒，混炼造粒温度为80-170℃，得到的混炼造粒料在片材挤出机上挤出片材，片材厚度为0.5-3.0mm，挤出温度为100-170℃；步骤二、室温下空气中，对共混物片材进行辐射交联，辐照剂量为0.5-9KGy，得到预交联物料；步骤三、将预交联物料，在50-80℃的热水浴中进一步交联2-48h，得到交联物料；步骤四、将交联物料进行发泡，温度为190-250℃，时间为1-20min，得到辐射交联可生物降解泡沫材料。优选的是，混炼造粒在双螺杆挤出机中完成，挤出片材的设备为单螺杆片材挤出机。优选的是，电离辐射源为60Co源或电子加速器。优选的是，交联物料在立式或水平发泡炉中进行发泡。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术的辐射交联可生物降解泡沫材料具备物理性能优异、耐水性好、耐久性好、发泡倍率较高的优点，且通过与其他生物可降解高分子，如聚乳酸、二氧化碳-环氧丙烷共聚物、聚丁二酸丁二醇酯等进行共混发泡，可以在很宽的范围内调控发泡材料的力学性能，如压缩强度，压缩模量，使其可以满足更多的应用领域，经试验检测，本专利技术的泡沫材料的表观密度为50-500Kg/m3，拉伸强度1.10-2.64MPa，断裂伸长率为370-560％，压缩强度为0.45-5.56MPa。本专利技术的辐射交联可生物降解泡沫材料的制备方法采用含有乙烯基的硅烷作为交联剂，实现在低辐射剂量下对聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯及其共混物进行辐照交联，降低辐射加工成本，同时，在分子链间引入硅氧化学键后可以加快这些生物降解发泡材料的生物降解速率；本专利技术的辐射交联可生物降解泡沫材料的制备方法采用辐照交联和水热交联结合，可保证材料满足发泡的需要，制得物理性能优异、耐水性好、耐久性好、发泡倍率较高的泡沫塑料，且进一步降低辐射剂量；本专利技术的辐射交联可生物降解泡沫材料的制备方法采用室温下辐照交联，操作简单。具体实施方式为了进一步了解本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特正和优点而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术的辐射交联可生物降解泡沫材料，由50-100重量份聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯、0-50重量份可生物降解聚合物、1-10重量份无机填料、0.5-15重量份发泡剂、0.01-5重量份助发泡剂和0.1-10重量份交联剂组成。其中，聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯重量份优选为60-80，更优选为65-75，尤其优选为70。可生物降解聚合物为聚乳酸、二氧化碳-环氧丙烷共聚物、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或多种按任意比例的混合，重量份优选为10-40，更优选为15-30，尤其优选为20-25。无机填料为二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、蒙脱土中的一种或多种按任意比例的混合，重量份优选为5-8，更优选为6-7.5，尤其优选为6.5-7。发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二异丙酯、N，N-二亚硝基五次甲基四胺、4，4’-氧代双苯磺酰肼中的一种或多种按任意比例的混合，重量份优选为8-13，更优选为10-12，尤其优选为11。助发泡剂为氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或多种按任意比例的混合，重量份优选为2-4，更优选为2.5-3.5，尤其优选为3。交联剂为乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或多种按任意比例的混合，重量份优选为5-8，更优选为5.5-7，尤其优选为6-6.5。本专利技术的辐射交联可生物降解泡沫材料的制备方法，步骤如下：步骤一、按组成及重量份称取各原料，加入双螺杆挤出机中进行混炼造粒，混炼造粒温度为80-170℃，得到的混炼造粒料在单螺杆片材挤出机上挤出片材，片材厚度为0.5-3.0mm，优选1mm，挤出温度为100-170℃；步骤二、室温下空气中，对共混物片材进行辐射交联，辐照剂量为0.5-9KGy，得到预交联物料；步骤三、将预交联物料，在50-80℃的热水浴中进一步交联2-48h，得到交联物料；步骤四、将交联物料在立式或水平发泡炉进行发泡，温度为190-250℃，时间为1-20min，优选为220-240℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
辐射交联可生物降解泡沫材料，其特征在于，组成及重量份为：

【技术特征摘要】
1.辐射交联可生物降解泡沫材料，其特征在于，组成及重量份为：所述可生物降解聚合物为聚乳酸、二氧化碳-环氧丙烷共聚物、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或多种按任意比例的混合；所述交联剂为乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或多种按任意比例的混合。2.根据权利要求1所述的辐射交联可生物降解泡沫材料，其特征在于，所述组成及重量份为：3.根据权利要求1所述的辐射交联可生物降解泡沫材料，其特征在于，所述无机填料为二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、蒙脱土中的一种或多种按任意比例的混合。4.根据权利要求1所述的辐射交联可生物降解泡沫材料，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二异丙酯、N,N-二亚硝基五次甲基四胺、4,4’-氧代双苯磺酰肼中的一种或多种按任意比例的混合。5.根据权利要求1所述的辐射交联可生物降解泡沫材料，其特征在于，所述助发泡剂为氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或多种按任意比例的混合。6.权利要求1-5任何一项所述的辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，王海波，
申请(专利权)人：长春中科应化生态材料有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22