[發(fā)明專利]一種透明聚乳酸合金材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210224691.4
• 申請日: 2012-06-30
• 公開（公告）號: CN102898798A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李勇進
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州師范大學(xué)
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L23/08;C08L51/06;C08L51/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子技術(shù)及生態(tài)環(huán)境材料領(lǐng)域，尤其涉及一種沖擊性能高、延展性能好、結(jié)晶速度快的透明聚乳酸合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

資源和環(huán)境是人類面臨的重大重要問題。傳統(tǒng)高分子材料來源于不可再生的石化資源，在不可再生的石油資源枯竭期到來之前，可再生的、特別是來源于生物質(zhì)的高分子材料引起了全球的關(guān)注。在過去10年中，聚乳酸材料受到工業(yè)界的廣泛興趣，原因包括：一是聚乳酸生產(chǎn)原料源于植物，不依賴于石油，在不可再生的石油資源枯竭期到來之前，可再生的產(chǎn)品必將成為全球范圍的緊俏品。二是聚乳酸使用后在一定條件下能生物降解，不產(chǎn)生白色污染，這對于包裝材料而言尤為重要。三是聚乳酸屬于一種低能耗產(chǎn)品，比以石油產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的聚合物低30%-50%能耗。四是聚乳酸的生產(chǎn)、加工和消費后處理過程中的二氧化碳排放量也比普通聚合物材料低20%左右。因此，聚乳酸產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用不僅對于減少人類對石油等有限資源的依賴以及建設(shè)低碳社會有著重要的意義，而且能降低白色污染，緩解人類面臨的環(huán)境問題。聚乳酸本身強度高，但其性能上也有眾多不足，主要表現(xiàn)在：1）韌性不足、抗沖性能差，2）結(jié)晶速度慢、成型周期長，3）玻璃化溫度較低，未結(jié)晶的樣品耐熱性差。這極大限制了聚乳酸材料的大范圍應(yīng)用。

圍繞聚乳酸性能的上述問題，國內(nèi)外已有眾多對聚乳酸改性研究。在聚乳酸的抗沖改性方面：專利CN101955639A公開了一種利用聚氨酯彈性體增韌聚乳酸的方法，CN101168617和CN101935390A則使用脂肪族的聚酯作為增韌劑提高聚乳酸的抗沖擊性能。特開2007－63435公開了一種使用聚乙烯彈性體增韌聚乳酸的方法。在開發(fā)聚乳酸快速成型的成核劑方面，CN200710039825.4使用納米無機填料作為成核劑加速聚乳酸的結(jié)晶，縮短聚乳酸的成型周期。中國專利申請?zhí)?01110060665.8則使用一種含酰胺的有機成核劑制備快速結(jié)晶聚乳酸。然而所有這些文獻都沒有達到單一改性既能增韌又能提高結(jié)晶速度的目的。尤為重要的是，目前的增韌研究和成核劑的研究都無一另外的損傷了聚乳酸的透明性能。如何實現(xiàn)在提高聚乳酸沖擊韌性的同時，加快聚乳酸的結(jié)晶速度，同時不損傷聚乳酸的透明性，是聚乳酸材料改性的一個重要問題。如果這一研究能夠?qū)崿F(xiàn)，毫無疑問將大大促進聚乳酸材料在包裝薄膜、工程塑料等領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所需解決的技術(shù)問題在于利用反應(yīng)性的彈性體與聚乳酸進行熔融共混，使得彈性體在聚乳酸基體中均勻分散，實現(xiàn)分散微區(qū)直徑小于100nm，微區(qū)大小分布均勻，同時這些均勻分散的微區(qū)又能起到很好的聚乳酸成核劑的作用，從而克服聚乳酸的脆性以及結(jié)晶速度慢、成型時間長的缺點，又能保持聚乳酸的透明性。本發(fā)明提供一種基于改性聚乳酸納米合金材料及其制備方法，該材料與單純的聚乳酸比，抗沖擊性能和結(jié)晶速度都得到巨大提高、同時能保持聚乳酸材料的透明性。可望在包裝、電子、建材、汽車等行業(yè)中獲得應(yīng)用。

為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種透明聚乳酸合金材料，所述透明聚乳酸合金材料主要由聚乳酸和彈性體經(jīng)熔融混煉設(shè)備充分熔融共混得到,基于所述的聚乳酸和彈性體，聚乳酸的質(zhì)量分數(shù)為75-98%，彈性體的質(zhì)量分數(shù)為2~25%，所述彈性體為含有馬來酸酐或環(huán)氧基團的彈性體。

這里透明聚乳酸合金材料主要由聚乳酸和彈性體制備得到，“主要”的含意是透明聚乳酸合金材料必不可少的主要的組成成份為這兩種，只有這兩種成份也可以，但是也允許透明聚乳酸合金材料中還含有一些對主要功能沒有影響的添加劑。

本發(fā)明可以不加添加劑，所述透明聚乳酸合金材料由聚乳酸和彈性體混合均勻后，加入熔融混煉設(shè)備經(jīng)充分熔融共混得到，基于所述的聚乳酸和彈性體，聚乳酸的質(zhì)量分數(shù)為75-98%，彈性體的質(zhì)量分數(shù)為2~25%，優(yōu)選聚乳酸的質(zhì)量分數(shù)為80-95%，彈性體的質(zhì)量分數(shù)為5~20%。