本发明涉及一种聚丁二酸丁二醇酯/聚氨酯复合微发泡材料的制备方法，特别适用于制作人体防护材料，属于新材料领域。
背景技术：
聚丁二酸丁二醇酯(pbs)由丁二酸和丁二醇经缩合聚合而成，耐热性能好，加工性好，耐磨损耐腐蚀，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，是典型的可完全生物降解聚合物材料；聚氨酯弹性体(tpu)由于其结构具有软、硬2个链段，可以通过对分子链的设计，赋予材料高强度、韧性好、耐磨、耐油等优异性能，使其同时具备橡胶的高弹性和塑料的刚性。这两种材料均可以采用超临界流体微发泡技术，制备微发泡材料。pbs熔点低，114℃时即可熔融，可加工性好，且成本低、可生物降解；tpu弹性好，但熔点高(170℃)、成本相对较好。因此，本发明将两者复合，将tpu超细粉体与pbs均匀混合，利用超临界流体微发泡技术制成微发泡材料，tpu粉体即可作为成核剂诱导形成大量微气泡，又可提高微发泡材料的弹性和硬度，与现有pvc、eva等发泡材料相比，具有轻质高强、柔软、耐摩擦等优点。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种聚丁二酸丁二醇酯(pbs)/聚氨酯(tpu)复合微发泡材料的制备方法，以解决人体防护材料厚重、强度低、弹性差等问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种聚丁二酸丁二醇酯/聚氨酯复合微发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：将pbs、tpu超细粉体与纳米无机粒子均匀混合，形成pbs/tpu复合混合物；
步骤2)：对pbs/tpu复合混合物进行改性；
步骤3)：将改性pbs/tpu复合混合物置于双螺杆挤出机中熔融混合形成pbs/tpu复合混合物切片；
步骤4)：将pbs/tpu复合混合物切片放入发泡模具中密封，采用超临界流体微发泡法制备pbs/tpu复合微发泡材料。
优选地，所述步骤1)中的tpu超细粉体为聚氨酯类(tpu)、苯乙烯类(tps)和聚乙烯类(tpo)热塑性弹性体中的至少一种，其规格为400-1000目。
优选地，所述步骤1)中的纳米无机粒子为纳米电气石粉、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土粉和纳米云母粉中的至少一种，其规格为12500-20000目。
优选地，所述步骤1)中pbs/tpu复合混合物的原料配比为：pbs质量比为40％-50％，tpu超细粉体质量比为40％-50％，纳米无机粒子质量比为10％-20％。
优选地，所述步骤1)具体为：首先将tpu超细粉体与纳米无机粒子混合，放入高速混合机中以2000～3000rpm转速分散2～5min；然后再将pbs加入到高速混合机中以2000～3000rpm转速分散2～5min，得到pbs/tpu复合混合物。
优选地，所述步骤2)具体为：将质量比为92-97％的pbs/tpu复合混合物与质量比为3-8％的硅烷偶联剂混合，加入高速混合机中以2000～3000rpm转速分散2～5min，得到改性pbs/tpu复合混合物。
更优选地，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-512和kh-792中的至少一种。
优选地，所述步骤3)具体为：将改性pbs/tpu复合混合物放入双螺杆挤出机中，温度设为115-130℃，螺杆转速为80-100rpm，混合时间15-20min；复合混合物冷却后放入粉碎机中破碎成小块，在80-90℃下烘燥1-2h。
优选地，所述步骤4)具体为：将pbs/tpu复合混合物切片放入发泡模具中密封，发泡模具与pbs/tpu复合混合物的体积比为2:1-10:1；在发泡模具中充入超临界co2，模具升温至115-130℃，升温速率为30-50℃/min，达到预定温度后保温10-30min，再迅速将温度降低到80-90℃，降温速率为25-60℃/min，并瞬间释放模具内的压力，pbs/tpu复合混合物迅速膨胀；待pbs/tpu复合混合物充满模具空间后，即刻打开模具，pbs/tpu复合混合物继续膨胀，直至体积稳定，形成pbs/tpu复合微发泡材料。
优选地，所述pbs/tpu复合微发泡材料的密度为30-70kg/m3，拉伸强度为2-5mpa，压缩强度为0.5-3mpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明将pbs与tpu近似等量混合，并加入少量纳米无机粒子，采用超临界流体微发泡技术制备微发泡材料，可显著提高微发泡材料的泡孔密度；同时，本发明还对pbs/tpu复合混合物进行硅烷偶联剂改性，可提高微发泡材料的强度。与现有同类产品相比，本发明采用新配方，所制备的产品具有轻质高强、柔软、弹性好、可部分生物降解等特点，适用于制作人体防护材料。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
实施例1-3所使用的tpu为热塑性聚氨酯弹性体粉末，德国巴斯夫60a型，在苏州鹏冉塑化有限公司购买；pbs为日本昭和3001md型，在东莞市凯茜利塑胶原料有限公司购买；纳米电气石粉为灵寿县沃澳矿产品加工厂生产，型号为325，规格为15000目；硅烷偶联剂为kh-792型，在东莞市康锦新材料科技有限公司购买；所使用的高速混合机为多功能搅拌机，佛山市丰伟五金制品有限公司生产，b20型；双螺杆挤出机为江苏新达塑料机械公司生产，pshj35-32l/d；发泡模具为高压釜，威海鹏威精密仪器有限公司生产，gsha-1l型。
实施例1
一种聚丁二酸丁二醇酯/聚氨酯复合微发泡材料的制备方法，具体步骤为：
第一步：将质量比为40％的pbs、质量比为40％的tpu和质量比为20％的纳米电气石混合，放入高速混合机中以2000rpm转速分散5min，形成pbs/tpu复合混合物；
第二步：将质量比为97％的pbs/tpu复合混合物与质量比为3％的硅烷偶联剂混合，放入高速混合机中以2000rpm转速分散5min，得到改性pbs/tpu复合混合物；
第三步：将改性pbs/tpu复合混合物放入双螺杆挤出机中，温度为115℃，螺杆转速为80rpm，混合时间20min；复合混合物冷却后放入粉碎机中破碎成小块，在80℃下烘燥2h；
第四步：将pbs/tpu复合混合物碎片放入发泡模具中密封，发泡模具与pbs/tpu复合混合物的体积比为10:1，在发泡模具中充入超临界co2，模具升温至115℃，升温速率为30℃/min，达到预定温度后保温30min，再迅速将温度降低到80℃，降温速率为25℃/min，并瞬间释放模具内的压力，pbs/tpu复合混合物迅速膨胀；待pbs/tpu复合混合物充满模具空间后，即刻打开模具，pbs/tpu复合混合物继续膨胀，直至体积稳定，形成pbs/tpu复合微发泡材料。
上述制得的pbs/tpu复合微发泡材料密度为45kg/m3，拉伸强度为2.8mpa，压缩强度为0.93mpa。
实施例2
一种聚丁二酸丁二醇酯/聚氨酯复合微发泡材料的制备方法，具体步骤为：
第一步：将质量比为50％的pbs、质量比为40％的tpu和质量比为10％的纳米电气石混合，放入高速混合机中以2000rpm转速分散5min，形成pbs/tpu复合混合物；
第二步：将质量比为92％的pbs/tpu复合混合物与质量比为8％的硅烷偶联剂混合，放入高速混合机中以2000rpm转速分散5min，得到改性pbs/tpu复合混合物；
第三步：将改性pbs/tpu复合混合物放入双螺杆挤出机中，温度为130℃，螺杆转速为100rpm，混合时间10min；复合混合物冷却后放入粉碎机中破碎成小块，在80℃下烘燥2h；
第四步：将pbs/tpu复合混合物碎片放入发泡模具中密封，发泡模具与pbs/tpu复合混合物的体积比为8:1，在发泡模具中充入超临界co2，模具升温至130℃，升温速率为40℃/min，达到预定温度后保温20min，再迅速将温度降低到90℃，降温速率为40℃/min，并瞬间释放模具内的压力，pbs/tpu复合混合物迅速膨胀；待pbs/tpu复合混合物充满模具空间后，即刻打开模具，pbs/tpu复合混合物继续膨胀，直至体积稳定，形成pbs/tpu复合微发泡材料。
上述制得的pbs/tpu复合微发泡材料密度为48kg/m3，拉伸强度为3.2mpa，压缩强度为1.01mpa。
实施例3
一种聚丁二酸丁二醇酯/聚氨酯复合微发泡材料的制备方法，具体步骤为：
第一步：将质量比为45％的pbs、质量比为45％的tpu和质量比为10％的纳米电气石混合，放入高速混合机中以2000rpm转速分散5min，形成pbs/tpu复合混合物；
第二步：将质量比为95％的pbs/tpu复合混合物与质量比为5％的硅烷偶联剂混合，放入高速混合机中以2000rpm转速分散5min，得到改性pbs/tpu复合混合物；
第三步：将改性pbs/tpu复合混合物放入双螺杆挤出机中，温度为120℃，螺杆转速为90rpm，混合时间15min；复合混合物冷却后放入粉碎机中破碎成小块，在90℃下烘燥1h；
第四步：将pbs/tpu复合混合物碎片放入发泡模具中密封，发泡模具与pbs/tpu复合混合物的体积比为5:1，在发泡模具中充入超临界co2，模具升温至120℃，升温速率为40℃/min，达到预定温度后保温30min，再迅速将温度降低到90℃，降温速率为40℃/min，并瞬间释放模具内的压力，pbs/tpu复合混合物迅速膨胀；待pbs/tpu复合混合物充满模具空间后，即刻打开模具，pbs/tpu复合混合物继续膨胀，直至体积稳定，形成pbs/tpu复合微发泡材料。
上述制得的pbs/tpu复合微发泡材料密度为56kg/m3，拉伸强度为3.5mpa，压缩强度为1.17mpa。