[發(fā)明專利]新型耐熱高韌聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210462252.7
• 申請(qǐng)日: 2012-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103819884A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐亞雷;侯連龍;夏鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海載和實(shí)業(yè)投資有限公司
• 主分類號(hào): C08L67/04
• 分類號(hào): C08L67/04;C08L67/02;C08L29/04;C08L69/00;C08L75/04;C08L1/02;C08J3/22;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/34;C08K3/04;C08K3/36;C08K13/04;C
• 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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法

背景技術(shù)

聚乳酸（PLA）具有良好的生物相容性，是一種熔點(diǎn)為160~180℃高結(jié)晶性高分子材料，且具有優(yōu)異的透明性和生物降解性能，因此有望取代傳統(tǒng)塑料（如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等）應(yīng)用于容器、薄膜等包裝材料領(lǐng)域以及土工布、農(nóng)膜等難以回收的農(nóng)林園藝、土木建筑等領(lǐng)域。然而，PLA脆性嚴(yán)重，其制品的柔韌性較差，抗撕裂強(qiáng)度低，而且注射成型PLA制品的熱變形溫度（HDT）只有58℃左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于通用塑料PS和PP。大大限制了PLA的廣泛應(yīng)用，因此提高耐熱性和增加韌性是拓寬PLA應(yīng)用領(lǐng)域的至關(guān)重要的手段。

目前，依靠添加納米材料改善PLA的耐熱性或韌性的報(bào)道很多，如CN03149911.2通過(guò)在PLA中加入云母粉、滑石粉、蒙脫土等層片狀微粉作為無(wú)機(jī)填料增強(qiáng)增韌PLA；CN201110423166.0利用高性能納米高分子對(duì)PLA改性，得到了耐熱性能優(yōu)異的PLA復(fù)合材料；CN201110006053.0將PLA、改性蒙脫土、PE蠟、抗氧化劑、多官能團(tuán)單體通過(guò)雙螺桿擠出，造粒得到耐熱PLA納米復(fù)合材料。但是，一般改性方法大多使用石油基材料分散納米填料，不利于納米材料和其它改性劑在PLA中的相容和分散，不僅難以同時(shí)改善PLA的耐熱性能和韌性，而且還破壞了PLA復(fù)合材料的生物降解特性。先制備生物降解聚合物/納米材料耐熱母料，再將母料與PLA和其他生物降解聚酯共混或共聚制備多元復(fù)合材料，可以使納米材料在PLA或其他生物降解聚酯中很好地分散，提升材料的物理性能，并且還可以通過(guò)向母料中加入功能性助劑（如：抗靜電劑、阻燃劑等）豐富復(fù)合材料的功能。如：CN200510030494.9先將PLA、有機(jī)改性蒙脫土熔融共混得耐熱母料，再將PLA和母料熔融共混得PLA/蒙脫土納米復(fù)合材料，然而，此發(fā)明母料中的PLA經(jīng)歷了兩次加工，劣化了復(fù)合材料的性能。

比利時(shí)Mons-Hainaut大學(xué)的Marie-Amelie?Paul等人用有機(jī)改性蒙脫土和L-丙交酯原位聚合得到PLA/蒙脫土納米復(fù)合材料（Paul?M.A.，Delourt?C.，Alexandre?M.et.MacromolecularChemistry?and?Physics.2004，206，484-498），CN200410066456.4將重均分子量在3000~50000的PLA預(yù)聚物在雙螺桿擠出機(jī)擴(kuò)鏈得到分子量達(dá)18萬(wàn)的PLA。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種PLA復(fù)合材料及其制備方法。該復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高韌性、耐熱性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)；其制備方法通過(guò)采用連續(xù)反應(yīng)擠出法解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，首先在反應(yīng)擠出機(jī)中，以納米材料、生物降解預(yù)聚物或單體為原料，通過(guò)反應(yīng)擠出制備生物降解聚合物/納米材料母料；再將母料、PLA和生物降解聚酯進(jìn)行反應(yīng)擠出，最后得到三元復(fù)配的高韌性的耐熱PLA復(fù)合材料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種聚乳酸復(fù)合材料，該復(fù)合材料是由包含以下重量百分比的組分制成：

PLA?????????????????5%~90%，

生物降解聚酯????????5%~80%，

耐熱母料????????????5%~80%。

所述的聚乳酸選自聚D-乳酸、聚L-乳酸或聚DL-乳酸中的一種或一種以上。

所述的生物降解聚酯選自聚己內(nèi)酯（PCL）、聚己二酸-對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBAT）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸丁二醇酯與聚己二酸丁二醇酯共聚物（PBSA）、二氧化碳共聚聚合物（PPC）、聚乙烯醇（PVA）、聚丁二酸丁二醇酯、聚羥基脂肪酸酯（PHA）或聚氨酯彈性體（PUE）中的一種或一種以上。

所述耐熱母料由包含以下重量百分比的組分制成：

生物降解單體或預(yù)聚物????10%~80%，

納米材料????????????????7.5%~80%，

催化劑??????????????????0.01~5%，

改性劑??????????????????0.05%~5%。

加工助劑????????????????0%~5%，

阻燃劑??????????????????0%~80%，

抗靜電劑????????????????0%~80%。