本发明属于泡沫材料，具体涉及一种二氧化碳基耐温型可降解泡沫材料。
背景技术：
1、聚苯乙烯泡沫（eps）是一种轻型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯树脂加入发泡剂，同时加热进行软化并产生气体，形成一种硬质闭孔结构的泡沫塑料。但是发泡eps珠粒之间的粘接性差，珠粒发泡后，发泡板在受到挤压、摔打时容易脱粒，清理过程中因为静电吸附很难清理。更主要的eps是一种不可降解材料，在使用后若被抛弃，会造成环境污染，随着各国环境意识的加强，eps发泡材料必然被逐渐放弃使用。
2、传统的可降解生物基发泡材料以pla为主，但是因为pla耐热性差、熔体强度低，在50℃~55℃就会变形，应用领域和适用范围受到很大限制。导致pla发泡材料还无法代替eps，无法满足应用。如中国专利cn113214618b公开了一种食品级耐热pla发泡材料，通过使用可生物降解的助溶剂，将聚乳酸(pla)和己二酸丁二醇酯与对苯二甲酸丁二醇酯的缩聚物(pbat)共混得到pla/pbat合金；然后使用经过聚合的氨基酸对蒙脱土(mmt)进行插层处理得到有机蒙脱土；最后使用pla/pbat合金和有机蒙脱土混合挤出并进行发泡。尽管其使用聚合的氨基酸作为插层剂，实现了mmt在pla/pbat合金中的均匀分散，提高了pla的熔体强度和热变形温度，但是其热变形温度也仅仅在50℃~58℃之间。而海上的集装箱运输时，集装箱内的温度能达到接近70℃，显然pla发泡材料还无法满足包装要求。
3、中国专利cn115819740a还公开了一种pga发泡材料，通过pga共聚物和异氰酸酯制备而成。该方法通过组分调节可以使得材料的熔点达到100℃以上。但是该pga发泡材料降解速度过快，功能期太短。无法满足发泡包装的长距离运输要求。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供发泡倍率高、功能期长的耐温型可降解泡沫材料。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：耐温型可降解泡沫材料，其特征在于，原料重量份组成包括：ppcp30~70份、pbs35~80份、pcl和/或pbat5~30份、成核剂0~3份。
3、本发明为半芳香族二氧化碳基共聚物与pbs共混发泡材料，ppcp本身的耐温定好、阻水阻气性强，本发明将其与按一定比例pbs搭配使用制得发泡材料。在两者协同配合下，本发明发泡材料阻气阻水性好、耐水性好，可以用于包装含水或潮湿的货物。本发泡材料的发泡倍率可以达到40~50倍，热变形温度达到70℃~80℃，满足集装箱海上运输的要求。本发明发泡材料的物理性能优异，强度高、韧性好、抗冲击性能优异。本发明的泡沫材料，若经过珠粒发泡，制成的板材，珠粒间粘结力强，不会出现脱粒情况，使用安全、环保。
4、本发泡材料在掩埋后能够较快速的实现生物降解，但是在空气环境下具有较长时间的功能期，适合作为减震包装材料。
5、优选的，上述耐温型可降解泡沫材料，所述的原料重量份组成包括：ppcp40~55份、pbs45~60份、pcl8~20份、pbat5~10份、成核剂0~1.5份。优选的重量份组成对ppcp、pbs两个主要组分进一步的优化，同时对改性组分的用量进行的优选，优选的组成下材料的发泡倍率和耐热性能达到本发明最佳，例如pps本身软化温度较高，本发明控制pbs的用量并用其他组分调整后，不但材料尺寸稳定性更好，且能保持热变形温度不低于75℃；配合其它改性组分，加工性能也更优。
6、本发明的半芳香族二氧化碳基共聚物中加入适量pbs共混改性，能引入适量的结晶点，使发泡尺寸稳定、均一，本发明的主物料能够彻底改善、解决pbs本身耐水性不足、难以发泡的问题。选用的聚己内酯（pcl）是线型脂肪族聚酯，是一种半结晶型高分子，本发明中适量加入后，能使得材料的热稳定性较好。
7、优选的，上述耐温型可降解泡沫材料，所述的原料重量份组成还包括：ppccp3~15份。所述的ppccp为二氧化碳、环氧丙烷、环氧环己烷和邻苯二甲酸酐的四元共聚物，ppcp和pbs中加入少量的ppccp能够增强两者的相容性，将两者的性能有机的结合起来，使的本发泡材料的耐热性、耐水性更好。
8、优选的，上述耐温型可降解泡沫材料，所述的ppcp为二氧化碳、环氧丙烷和邻苯二甲酸酐的三元无规共聚物。ppcp优选为无规共聚物，相对于嵌段共聚的ppcp等，无规共聚的ppcp表现出更好的发泡性能，发泡倍率更高。
9、优选的，上述耐温型可降解泡沫材料，所述的ppcp的制备工艺为：将环氧丙烷、邻苯二甲酸酐和非金属催化剂一次性投入到反应釜内，环氧丙烷与邻苯二甲酸酐的摩尔比为11~15：1，环氧丙烷与非金属催化剂的摩尔比2000~2500:1；将釜内温度升温至60℃~80℃；充入二氧化碳至反应压力达到1.0mpa~2.0mpa进行三元共聚反应，环氧丙烷完全反应后终止反应得到胶液；经洗涤、脱挥后得到三元共聚物ppcp。本发明提供一种制备无规共聚ppcp的一次性投料工艺，物料配比中降低了邻苯二甲酸酐的用量，通过工艺条件和催化剂控制，所得的无规共聚ppcp的分子量作为发泡材料适用于发泡工艺，得的ppcp对发泡剂的吸收性更好，同时具有良好的耐水、耐热性能，能够与pbs良好的相容。本发明无规共聚的半芳香族二氧化碳基三元共聚物，本身不结晶，容易形成泡沫结构，容易乳化成核。所得ppcp粘结性更好，珠粒发泡后，珠粒间粘接强度更高。
10、所述的非金属催化剂为路易斯酸、碱对，所述路易斯酸包括三乙基硼、三丙基硼、三丁基硼、三苯基硼，进一步优选地，三乙基硼。所述路易斯碱包括四正丁基卤（氟、氯、溴、碘）化铵，进一步优选地，四正丁基氯化铵、四正丁基溴化铵。使用非金属催化剂，ppcp中没有金属残留，适合作为食品的抗震包装。
11、所述的非金属催化剂为四正丁基卤化铵与三乙基硼的摩尔比为1:1~5；进一步优选地，四正丁基卤化铵与三乙基硼的摩尔比为1:2~3。优选的催化剂的催化效率对本发明的上述ppcp一次投料工艺更加适应，与其他工艺条件配合得到适合作为发泡材料的分子量，制得ppcp的分子量分布更窄，材料性能更稳定。
12、优选的，上述耐温型可降解泡沫材料，制备工艺为：
13、1）将所述原料分别计量后干燥，干燥物料置于混料机中混合均匀得到混料，然后将混料加入挤出机挤出造粒，得到粒料；将粒料在发泡剂浸渍液中充分浸渍得到预发泡料；
14、2）将预发泡料转移至发泡桶内加热发泡，发泡后的发泡料转移到流化床内熟化得到熟化料；熟化料转移至成型板机内加热为发泡板材。
15、本发明材料的发泡效果优异，加工性能良好，对加工工艺本身要求不高，能够适应现行的大部分发泡工艺。只需针对发泡剂做出相应的调整即可。
16、优选的，上述制备工艺，步骤1）中所述挤出机的挤出温度为120℃~195℃，机头温度为185℃，其中成核剂为物理发泡成核剂。优选的基础温度下，原料达到的流动状态制成的颗粒适合进行发泡工艺，在发泡剂中浸渍能过够良好进行的吸收，发泡后，珠粒表面光滑五裂缝、颗粒饱满圆润，形态均一。其中所述的物理发泡成核剂可以选用苏州汉诺材料科技有限公司的80-ft-pe、广州市本奇新材料有限公司的ns-115或美国陶氏集团的dfna-0012nt。
17、本发明中含氟发泡剂可以使用传统的cfcs、hcfcs和hfcs，能够得到较大倍率的发泡，但是考虑到环境因素，选用氢氟醚类（hfes）和氢氟烯烃类（hfos），环境友好，降解速率快、生物毒性低、发泡效率高。发泡剂的浸渍混合量指材料在浸渍后的质量增加量，即浸渍后的质量与浸渍前的质量的差值，具体的浸渍混合量需要通过温度时间等进行控制。
18、优选的，上述制备工艺，步骤1）中所述的发泡剂为hfes或hfos，发泡剂的浸渍混合量为粒料的3wt％~8wt％；浸渍温度30℃~45℃，浸渍时间为3h~8h。本发明材料的发泡倍率高，相较于eps等材料可以使用更少的发泡剂，hfes或hfos对本发明材料的浸渍渗透性好，能够使本发明材料良好的发泡。
19、优选的，上述制备工艺，步骤1）中所述的发泡剂为液态co2，发泡剂的浸渍混合量为粒料的1.3wt％~2.8wt％；浸渍时间为0.5h~1.5h。本发明的主要材料即半芳香族二氧化碳基共聚物，在液态co2中的浸渍效果更佳，浸渍效率高，能够实现良好的发泡。
20、优选的，上述制备工艺，步骤1）中所述的发泡剂为戊烷，发泡剂的浸渍混合量为复合材料的1％~3％；浸渍温度30℃~45℃，浸渍时间为2h~4h。戊烷为最传统的发泡剂，应用技术成熟，工艺简单、成本低。
21、与现有技术相比，本发明的一种耐温型可降解泡沫材料具有以下有益效果：本发明将耐温定好、阻水阻气性强的ppc与pbs搭配使用，在两者协同配合下，本发明发泡材料阻气阻水性好、耐水性好，发泡倍率可以达到40~50倍，热变形温度达到80℃以上，满足集装箱海上运输的要求。本发泡材料在掩埋后能够较快速的实现生物降解，但是在空气环境下具有较长时间的功能期，适合作为减震包装材料。