[發明專利]一種全生物降解的聚乳酸復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010528007.2
• 申請日: 2010-11-02
• 公開（公告）號: CN102002223A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 張正光
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L97/02;C08L67/02;C08K5/12;C08K5/5425;C08K5/134
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術領域

本發明屬于高分子復合材料及其制備技術領域，特別涉及一種全生物降解的聚乳酸復合材料及其制備方法。

背景技術

生物質轉化是國際生物質產業發展的重要方向，石化資源的枯竭、污染促進了天然高分子材料的發展。聚乳酸作為一種脂肪族聚酯，它是以可再生的生物質資源(淀粉等)而非石油資源為原料合成的生物基高分子，其不僅擺脫了對石油資源的依賴，且其生產制造過程給環境帶來的負荷小，再加之其具有一定的機械性能和良好的熱塑性、可堆肥性，尤其是具有可完全降解性及原料來源可再生性，更使其受到人們的廣泛關注，目前已經被成功應用于汽車內飾、紡織、機械配件、醫學等領域。

然而，由于聚乳酸結構復雜、分子量分布范圍較寬，特別是聚乳酸存在韌性差(缺口沖擊強度僅為3kJ/m2左右)，耐熱變形溫度低(耐熱變形溫度僅為55℃左右)等主要問題，大大限制了聚乳酸的工程化加工和應用開發。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種全生物降解的聚乳酸復合材料及其制備方法。

一種全生物降解的聚乳酸復合材料，含有以下重量份的物質：

聚乳酸????????40-93

增韌劑????????5-40

增塑劑????????1-10

植物纖維??????1-30

抗氧劑????????0.1-2

硅烷偶聯劑????0.1-1。

優選的，所述的增韌劑為聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯接枝聚乳酸共聚物、丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元共聚物一種或數種的混合物。

優選的，所述的增韌劑為聚丁二酸丁二醇酯接枝聚乳酸共聚物，其型號為HX-MTLA001。

優選的，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙二醇、鄰苯二甲酸二乙酯、檸檬酸三丁酯、乙酰化檸檬酸三乙酯、甲酰胺乙酰化檸檬酸三丁酯中的一種或數種的混合物。

優選的，所述的植物纖維為竹纖維、大麻纖維、黃麻纖維、劍麻纖維、亞麻纖維、棕櫚纖維中的一種或數種的混合物。

優選的，所述的植物纖維為成卷的長纖或長徑比為5-30的短纖。

優選的，所述的硅烷偶聯劑為乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯氧基三甲氧基硅烷、β-(3，4-環氧環己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，N-(β-氨基乙基)-γ氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基巰基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷中的一種或數種的混合物。

優選的，優選的硅烷偶聯劑為為γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

優選的，所述的抗氧劑為四(β-(3，5二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯，β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸環己酯，硫代二丙酸二月桂酯中的一種或數種的混合物。

本發明還提出了一種全生物降解的聚乳酸復合材料的制備方法，包括包括以下步驟：

步驟1，將植物纖維用濃度為0.1％-1％硅烷偶聯劑處理并于鼓風干燥箱中80℃烘干；

步驟2，將聚乳酸、增韌劑分別在50℃-80℃下真空干燥3-8小時，使其含水量小于0.02％；

步驟3，將步驟步驟2得到的干燥后的聚乳酸和增韌劑與增塑劑、抗氧劑等按照配比在干燥的高速攪拌機中攪拌，使其混合均勻，然后在雙螺桿擠出機中進行反應，螺桿轉速為25rpm～180rpm，擠出溫度為170℃～190℃，植物纖維采取側位進料的方式加入到螺桿擠出機中，產物冷卻切粒，真空烘干，得到增韌耐熱的聚乳酸復合材料。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

植物纖維復合聚乳酸改性，既可以增強聚乳酸材料力學性能和耐熱性能，同時又完全可降解，且其原材料可再生，資源豐富；纖維采取側位進料的方式，螺桿對纖維的破壞更小，纖維的增強、增韌效果更好；使用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)接枝聚乳酸共聚物作為增韌劑，既大大提高了PBS與聚乳酸的相容性，又可以提高復合材料的韌性和耐熱性。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作詳細的說明。

在本發明實施例中，所提及的份均為重量份。

實施例1：

配比：聚乳酸為93份，聚丁二酸丁二醇酯為5份，鄰苯二甲酸二辛酯為1份，大麻纖維為1份，四(β-(3，5二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯為0.1份、乙烯基三氯硅烷0.1份。

其制備方法為：