[發明專利]一種高結晶聚乳酸的注塑方法

無效

• 申請號: 200910045013.X
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101475737A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 任杰;張乃文;王秦峰
• 申請（專利權）人: 上海同杰良生物材料有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K5/29;B29C45/76
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張 磊

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種高結晶聚乳酸的注塑方法。

背景技術

聚乳酸(PLA)是一種具有優良的生物相容性和可生物降解性的聚合物，其來源于可再生資源農作物(如木薯、甜高粱等非糧作物)，最突出的優點是生物可降解性，其使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環境，對保護環境非常有利。聚乳酸有良好的機械性能及物理性能，適用于注塑成型，加工方便。對高結晶性聚乳酸而言，其優良的結晶性能保證了其制品的耐熱變形性。但是，高結晶意味著高熔點和高加工溫度，因此也就加劇了聚乳酸在注塑過程中的熱降解，從而影響了產品的性能。另外，聚乳酸固有的脆性也使得聚乳酸制品難于成型，并且易裂易碎。專利CN1563139公開了一種通過直接縮聚制備高分子量聚乳酸的方法，制得的聚乳酸特性粘度達到1.0-1.5dl/g。但是聚乳酸均聚物的韌性不足，限制了其應用。

加入增塑劑能有效的改善聚乳酸的韌性，但是在長期使用后小分子增塑劑容易揮發、滲出、流失，從而導致制品透明性和柔韌性的下降。與具有柔性鏈段的聚合物共混或共聚也能在一定程度上改善其韌性，但是由于聚乳酸結構規整性的破壞使其結晶性能大幅下降，從而降低了產品的結晶性和耐熱變形性，同樣限制了聚乳酸注塑品的應用。專利CN101302284A公開了一種熔融擴鏈制備高分子量聚乳酸的方法，較好的改善了聚乳酸的熱降解性和脆性，然而其對聚乳酸規整性的破壞必然導致聚乳酸耐熱變型性的明顯降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高結晶聚乳酸的注塑方法，使性脆且易熱降解的高結晶聚乳酸能順利注塑成型，并且得到的注塑產品在韌性大幅提升的同時，依然維持較好的耐熱變形性。

本發明提出的高結晶聚乳酸的注塑方法，具體步驟如下：

(1)將重均分子量為6—20萬的高結晶聚乳酸粒子在干燥條件下同異氰酸酯均勻混和，控制濕度小于等于100ppm，溫度小于30℃，異氰酸酯的添加量為聚乳酸質量的0.5～10wt％；

(2)將步驟(1)中得到的混合物進行注塑成型，制備所需產品，控制注塑溫度為150—210℃，模具溫度為20—100℃，冷卻時間2—40秒。

本發明中，步驟(1)中所述高結晶聚乳酸為聚L乳酸、聚D乳酸或他們的共混物。

本發明中，步驟(1)中所述高結晶聚乳酸的熔點為150—200℃。

本發明中，步驟(1)中所述異氰酸酯為六次甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、二苯基甲烷—4，4’—二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯中任一種。

本發明中，可在步驟(1)中加入熱穩定劑，熱穩定劑的加入量為聚乳酸質量的0.1～5wt％。

本發明中，所述穩定劑為磷酸三甲酯、三乙基磷酸酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯或亞磷酸三苯酯中任一種。

本發明的優點在于：

(1)解決了聚乳酸的脆性問題，顯著提高了聚乳酸的柔韌性，擴大了材料的應用領域。

(2)解決了高熔點聚乳酸注塑過程中嚴重的熱降解性，制得的制品分子量沒有下降或有所提高。

(3)較好的保持了聚乳酸結構的規整性，從而保持了聚乳酸的結晶性和耐熱變形性。

具體實施方式

下面通過實施例進一步說明本發明，以有利于理解本發明，但不限制本發明的內容。

實施例1：

將1kg?L聚乳酸粒子真空干燥至含水量為80ppm后，在混料機中同20克六次甲基二異氰酸酯均勻混和。然后將得到的混合物在注塑溫度165℃、模具溫度50℃、冷卻時間30秒的條件下進行注塑成型，得到聚乳酸產品斷裂伸長率為133％，缺口沖擊強度為29J/m²，退火后維卡熱變形溫度為105℃。

實施例2：

將1kg?L聚乳酸粒子真空干燥至含水量為90ppm后，在混料機中同80克六次甲基二異氰酸酯均勻混和。然后將得到的混合物在注塑溫度170℃、模具溫度30℃、冷卻時間35秒的條件下進行注塑成型，得到聚乳酸產品斷裂伸長率為175％，缺口沖擊強度為35J/m²，退火后維卡熱變形溫度為101℃。

實施例3：

將1kg?L聚乳酸粒子真空干燥至含水量為60ppm后，在混料機中同55克甲苯二異氰酸酯以及30克磷酸三苯酯均勻混和。然后將得到的混合物在注塑溫度170℃、模具溫度25℃、冷卻時間20秒的條件下進行注塑成型，得到聚乳酸產品斷裂伸長率為183％，缺口沖擊強度為33J/m²，退火后維卡熱變形溫度為107℃。