[發明專利]一種高熔體強度聚乳酸復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201911097592.2
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110862659A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 曾廣勝;江太君;尹琛;孟聰;陳一;胡燦;劉水長
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08L51/00;C08K5/09;C08K5/29;C08K3/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 楊千尋;馮振寧

本發明公開了一種高熔體強度聚乳酸復合材料及其制備方法，以聚乳酸、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯、支化劑、滑石粉、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙基甲基丙烯酸酯共聚物和擴鏈劑為原材料，經混合制粒后制得。本發明在聚乳酸復合材料中加入擴鏈劑和支化劑，以及無機填充有效提升復合材料中聚乳酸的分子量，增加分子鏈長度，增加分子鏈間的纏結與相互作用，最終達到提升聚乳酸復合材料熔體強度的目的。

技術領域

本發明涉及聚乳酸復合材料技術領域，更具體地，涉及一種高熔體強度聚乳酸復合材料及其制備方法。

背景技術

聚乳酸是以天然生物質材料淀粉為主要原料經過發酵、分離、聚合等多道工藝制備而成的具有較高生物相容性與可生物降解性的工程塑料，現已廣泛應用于日常用品的加工，替代傳統石油基塑料。但是聚乳酸分子鏈中長支鏈比較少，熔體強度較低，在加工過程中可用溫度范圍較窄。在制膜過程中因應變硬化不足，吹膜過程中膜泡不穩定，容易破裂，其片材在熱成型過程中因材料硬度過高而會導致材料過早拉裂，甚止無法正常成型。

另一方面因為聚乳酸材料的密度較高，在代替傳統塑料的應用過程中，成本會大大增加，而通過發泡則可以大大降解單位制品的成本，然而聚乳酸材料因其熔體強度太低而不能承受發泡過程中泡孔長大過程的受力而導致泡孔過早破裂，而不能正常發泡，必須通過配方改性改善聚乳酸材料的熔體強度才可以解決上述問題。普遍的解決辦法是在聚乳酸樹脂中加入大量的聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯，加入量通常需要超過50wt％，但是過多地加入會造成材料剛度大幅度下降，不能滿足制品對高模量的需求。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的不足，提供給一種高熔體強度聚乳酸復合材料，通過延長分子鏈、構建三維交聯網絡來實現增強聚乳酸復合材料的熔體強度。

本發明的另一目的在于提供上述高熔體強度聚乳酸復合材料的制備方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種高熔體強度聚乳酸復合材料，所述復合材料由以下質量分數的原材料組成：聚乳酸：50-90wt％、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯：5-40wt％、支化劑：0.3～2.5、滑石粉：0.2-10wt％、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙基甲基丙烯酸酯共聚物：0.1-4wt％、擴鏈劑：0.1-4wt％，上述原材料的質量分數之和為100％。

進一步地，所述支化劑為馬來酸酐和異氰酸酯。

進一步地，所述馬來酸酐的質量分數為0.1-0.5wt％，所述異氰酸酯的質量分數為0.2-2wt％。

進一步地，所述擴鏈劑為環氧接枝聚乙烯蠟。

進一步地，所述環氧接枝聚乙烯蠟接枝率大于20％。

優選地，所述環氧接枝聚乙烯蠟接枝率為25％。

進一步地，所述甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙基甲基丙烯酸酯共聚物的接枝率為3-8％。

優選地，所述甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙基甲基丙烯酸酯共聚物的接枝率為5％。

進一步地，所述滑石粉粒徑為8000-20000目。

一種上述高熔體強度聚乳酸復合材料的制備方法，包括以下步驟：將各原材料同時加入高速混合機,先以1500rpm高速混合5-30分鐘，再切換至低速750rpm高速混合5-10分鐘；隨后將混合物倒入平行雙螺桿擠出機料斗內混煉擠出制粒。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

本發明通過引入聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯,有效提升復合材料的韌性，配合基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙基甲基丙烯酸酯共聚物相容劑的偶聯作用提升兩相的相容性。