[發明專利]一種適用于快速注塑成型的聚乳酸樹脂及其制備方法

無效

• 申請號: 201210422419.7
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN103788601A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 劉建葉;張師軍;張麗英;白弈青;鄒浩;邵靜波;高達利;李杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L71/08;C08K5/13;C08K5/092;C08K5/134;C08K5/526;C08K5/1515;C08K5/3492;C08K5/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及聚合物加工領域，更進一步說，涉及一種適用于快速注塑成型的聚乳酸樹脂及其制備方法。

背景技術

近些年來，生物質可降解聚合物材料以其使用后不對環境造成嚴重污染的顯著優勢受到了人們的普遍關注。其中尤其以聚乳酸樹脂材料較為突出，它不但在使用后可以降解回歸自然界，而且其來源不依賴于石油的開采，其開發使用過程完全實現了自然循環，真正達到了低碳環保的需求。此外，與同類的聚酯材料相比，聚乳酸有著機械性能和熱塑性好、回彈性和卷曲持久性好、抗油性及染色性好、光澤度及透明度高、可燃性低等諸多優點，是有望應用于食品包裝、一次性塑料用具、農業地膜、生物醫用載體及封裝、衣飾織物等方面的一種較為理想的聚合物材料。但是目前該材料極低的結晶速率都使其自身加工成型，尤其是注塑成型過程中難度極大，這已嚴重限制了該材料的成品推廣使用。因此提高聚乳酸的結晶速率以增強其性能就是擴展其使用范圍的所不可回避的問題。通過諸多研究，添加成核劑和增塑劑或潤滑劑可對聚乳酸結晶速率稍有改善但效果有限；而目前能夠使聚乳酸在加工成型過程中就能完成快速結晶的手段還未開發，因此，通過簡單高效、低成本的加工方法獲得能夠快速結晶的聚乳酸的加工技術顯得非常具有實用意義及工業價值。

經過對現有技術的文獻檢索發現，得到快速結晶的聚乳酸樹脂大體是通過提高聚乳酸的成核速率和提高聚乳酸鏈的運動堆砌能力這兩方面性質來實現的。提高聚乳酸的成核速率多是采用添加成核劑的方法，而提高聚乳酸鏈的運動堆砌能力則多采用添加增塑劑或潤滑劑的方法，但是研究發現即使是在成核劑和增塑劑或潤滑劑兩者并用的情況下，聚乳酸的結晶速率的提高仍然十分有限，在加工后的自然冷卻過程中所能完成的結晶比例仍然很低。目前對于聚乳酸所使用的成核劑主要是無機或有機類的低分子化合物，其成核機理為異相成核，這極大的取決于成核劑與聚乳酸的相容性及其在聚乳酸中的分散情況，因此并不能使聚乳酸的結晶速率發生本質上的改變。而所使用的增塑劑或潤滑劑除少數幾種化合物外大部分都不能與聚乳酸形成良好地相容體系；此外在產品長期使用過程中由于這類助劑的分子量很小，會導致其自身向產品表面遷移。因此經過高溫下反應速率較快的官能團反應獲得長支鏈聚乳酸，同時利用化學反應將潤滑劑鍵接入聚乳酸鏈中，開發具有優異均相結晶性能的聚乳酸材料，有著巨大的工業應用價值。

發明內容

為解決現有技術中存在的聚乳酸材料結晶速率慢而影響加工成型的問題，本發明提供了一種適用于快速注塑成型的聚乳酸樹脂及其制備方法。經過高溫下反應速率較快的官能團反應獲得長支鏈聚乳酸，同時利用化學反應將多聚醇類化合物引入聚乳酸鏈中，極大改善了聚乳酸材料的結晶速率，使材料達到較好的加工成型效果；同時能夠完全克服多聚醇類化合物與聚乳酸物理共混易造成其表面遷移的缺陷。此外，通過改變長支鏈的支化程度和多聚醇類化合物的用量，可以實現聚乳酸材料熔體粘度、結晶速率和結晶溫度的調節與控制。

本發明的目的之一是提供一種適用于快速注塑成型的聚乳酸樹脂。

是由包括以下組分共混而得：

聚乳酸樹脂：?????100重量份；

酸酐類多官能單體?0.5-3重量份；優選：0.5-2重量份；

環氧類多官能單體?0.5-3重量份；優選：0.5-2重量份；

多聚醇類化合物??5-20重量份；優選：10-15重量份。

以上所述聚乳酸樹脂為現有技術中所公開的各種聚乳酸樹脂。由于目前現有技術中可得的聚乳酸樹脂多為線形的，故此可優選線形聚乳酸樹脂。

所述酸酐類多官能化合物可為現有技術中已公開的各種酸酐類多官能化合物，優選自以下物質中的至少一種：鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸二酐、偏苯四酸二酐、3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐、丁二酸酐、順丁烯二酸酐、十二烷基代順丁烯二酸酐、內次甲基四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甘油三偏苯三酸酐、環戊烷四酸二酐等。

所述環氧類多官能化合物為現有技術中所有官能度≥3的環氧類官能化合物，優選自以下物質中的至少一種：三環氧丙基異氰尿酸、丙三醇三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、三縮水甘油基對氨基苯酚、N,N,N′,N′-四縮水甘油基-4,4′二氨基二苯基甲烷、均苯三酚三縮水甘油醚、均苯四甲酸四縮水甘油酯、1,1′,2,2′-四（對羥基苯基）乙烷四縮水甘油醚、間苯二酚縮甲醛四縮水甘油醚、雙間苯二酚縮甲醛四縮水甘油醚、甲基丙烯酸縮水甘油酯齊聚物等。

所述多聚醇類化合物選自以下物質中的至少一種：聚乙二醇、聚丙二醇。