[發明專利]一種連續纖維增強的聚乳酸樹脂組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201210347822.8
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN103665800A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 侯連龍
• 申請（專利權）人: 上海載和實業投資有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L71/08;C08L39/06;C08L75/04;C08L31/04;C08L67/00;C08L67/02;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K7/00;C08K7/14;C08K7/06
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，涉及一種連續纖維增強的聚乳酸樹脂組合物及其制備方法。

背景技術

聚乳酸是以玉米等農作物為原料經人工合成的，在環境中最終能分解為二氧化碳和水的熱塑性脂肪族聚酯，其不依賴石油，且整個生產及加工過程更加環保，不會造成環境污染問題，可以實現真正意義上的“源于自然，回歸自然”。聚乳酸還具有良好的生物相容性，是最有前途的可生物降解高分子材料之一。然而，聚乳酸脆性嚴重，其制品的柔韌性較差，抗撕裂強度低，熱穩定性也較差，這些缺陷大大限制了它的發展和應用。

中國專利CN10202187A和CN1488673A分別使用聚乳酸溶液浸漬殼聚糖和甲殼素纖維織物制備浸膠布，然后通過模壓，將浸膠布制備成為聚乳酸/殼聚糖纖維或聚乳酸/甲殼素纖維復合材料；中國專利CN102423916A直接將聚乳酸纖維織物模壓，制備了同質纖維增強的聚乳酸復合材料；中國專利CN101333330A將天然纖維織物與聚乳酸滾壓片材相間層疊，再通過模壓法制備了聚乳酸/天然纖維復合材料。

對于纖維增強的復合材料，基體、基體與纖維的界面結合是決定復合材料力學性能的主要因素。基體性質不僅決定了基體本身的力學性能，而且影響復合材料的力學性能，并對體系復合時的浸漬過程及界面形成過程產生影響。聚合物基體與纖維充分接觸，并在復合材料中形成良好界面結合，是獲得具有優異力學性能復合材料的關鍵。

上述已公開的連續纖維增強聚乳酸復合材料的專利中，均是以純的聚乳酸作為基體，使得復合材料的力學性能受到限制。在復合材料的制備過程中，使用了溶液浸漬和熔融浸漬兩種方法。使用聚乳酸熔體浸漬纖維時，由于熔體的高粘度，往往不能保證樹脂對纖維的充分浸漬。使用溶液浸漬雖然有利于基體與纖維增強體的充分接觸，但是大量有機溶劑的使用及回收不僅不利于環保，而且還會增加復合材料的制造成本。

發明內容

為了克服上述現有技術缺陷，本發明的目的是提供一種基體與纖維界面接觸充分，力學性能優異且制備工藝簡單的連續纖維增強的聚乳酸樹脂組合物。

本發明的另一個目的是提供一種上述聚乳酸樹脂組合物的制備方法。

本發明的技術方案如下：

本發明提供了一種連續纖維增強的聚乳酸樹脂組合物，該組合物由包含以下重量百分含量的組分制成：

聚乳酸5~80wt%，

熱塑性樹脂5~50wt%，

連續纖維10~80wt%，

填料0～14.16wt%，

增強劑0～10wt%，

穩定劑0~1.16wt%，

阻燃劑0~1wt%。

所述的熱塑性樹脂選自聚羥基脂肪酸酯、聚乙二醇、聚己內酯、聚氧化乙烯、聚N-乙烯基吡咯烷酮、聚對乙烯基苯酚、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺聚對苯二甲酸二乙酯、聚對苯二甲酸二丁酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸-對苯二甲酸丁二酯或聚丁二酸-己二酸丁二醇酯中的一種或一種以上。

所述的連續纖維的類型選自纖維布、纖維氈或纖維紗，上述連續纖維的原料選自玻璃纖維、碳纖維、麻纖維、蠶絲纖維、尼龍纖維、聚酯纖維、凱夫拉纖維、聚乳酸纖維、殼聚糖纖維、甲殼素纖維、竹纖維或棉纖維中的一種或一種以上。

所述的填料選自淀粉、滑石粉、蒙脫石粉、碳酸鈣或炭黑中的一種或一種以上。

所述的增強劑選自凹凸棒土、云母、羥基磷灰石、碳納米管或磨碎玻璃纖維中的一種或一種以上。

所述的穩定劑選自抗氧劑1010、抗氧劑168、TNPP或Irgafos126中的一種或一種以上。

所述的阻燃劑選自硼酸鋅、氟硼酸鹽、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硬脂酸鎂、三氧化二銻或紅磷中的一種或一種以上。

本發明還提供了一種上述連續纖維增強的聚乳酸樹脂組合物的制備方法，該方法包括以下步驟：

將樹脂浸漬液與預處理的連續纖維復合，保持溫度為150~250℃，保持時間為5~30分鐘，冷卻至室溫得到連續纖維增強的聚乳酸組合物。

所述的樹脂浸漬液的制備方法包括以下步驟：在溫度為95～150℃的條件下使丙交酯熔融，然后加入催化劑和熱塑性樹脂，混合均勻獲得樹脂浸漬液。