[發明專利]一種PLA耐熱刀叉勺及生產方法

在審

• 申請號: 202110012183.9
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112778726A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 陳光澤;戴春發;王仕杰;吳立豐
• 申請（專利權）人: 中船重工鵬力（南京）塑造科技有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L67/02;C08K3/34;C08K5/20;C08K5/134;C08K13/02
• 代理公司: 南京中盟科創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32279
• 代理人: 張靖堯

本發明的一種PLA耐熱刀叉勺，其所使用的PLA材料，包括如下重量份的組分：外消旋聚乳酸40份～80份；脂肪族聚酯10份～30份；成核劑0.5份～1份；無機填料5份～30份；分散劑0.3份～3份；抗氧劑0.3份～1份。該PLA耐熱刀叉勺能有效提高耐熱性，滿足高溫使用要求，還能夠穩定成型，有利于高效加工生產。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種PLA耐熱刀叉勺。

背景技術

一次性刀叉勺是日常生活中常用的快餐餐具，主要功能用來對食物進行切割和舀湯等。一次性刀叉勺作為食品餐具被廣泛用于快餐類餐飲行業，如披薩、小食及快餐等，其材料主要為PP等塑料材料為主。由于環境污染嚴重，現推廣生物降解材料替代傳統不可降解塑料。目前常用的PLA材料(聚乳酸)來源于玉米等天然原料，這樣不僅降低了對石油資源的依賴，也降低了煉油過程中氮氧化物、硫氧化物等污染氣體的排放。聚乳酸產品可在堆肥條件下自然分解成為二氧化碳和水，大大降低了傳統塑料產品對環境的污染，因此被用于替代傳統塑料材料。

但是，PLA材料本身流動性較PP材料較差，而刀叉勺壁薄，對注塑要求高，導致傳統的PLA材料無法利用常規的注塑工藝參數進行生產，常會出現充模不滿，注塑效率較低等問題。同時PLA材料的熱變形溫度較低，約為58℃。PLA刀叉勺等產品在使用時會接觸到較熱的食物，使用時容易軟化，導致刀叉勺喪失基本功能，無法滿足餐具的使用功能。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提出一種PLA耐熱刀叉勺，其能有效提高耐熱性，滿足高溫使用要求，還能夠穩定成型，有利于高效加工生產。

為實現上述目的，本發明的一種PLA耐熱刀叉勺，其所使用的PLA材料，包括如下重量份的組分：

進一步地，外消旋聚乳酸包括等量的聚左旋乳酸(PLLA)和聚右旋乳酸(PDLA)，聚左旋乳酸和聚右旋乳酸的重量份分別為20份～40份，重均分子量≥10萬，光學純度≥96％。

進一步地，脂肪族聚酯包括聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚對二氧環己酮(PPDO)和聚ε-己內酯(PCL)中的一種或任意兩種。

進一步地，成核劑包括酰肼類成核劑、酰胺類成核劑和酯類成核劑中的一種或幾種。

進一步地，分散劑包括固體分散劑和液體分散劑，分散劑包括烴類、脂肪酸類、脂肪醇類、脂肪酸皂類、脂肪酸酯類和脂肪酰胺類中的一種或幾種。

其中，烴類分散劑包括微晶石蠟、液體石蠟、固體石蠟等；脂肪酸類分散劑包括硬脂酸等；脂肪酸皂類分散劑包括硬脂酸鋅、硬脂酸鈣等；脂肪酸酯類分散劑包括硬脂酸丁酯、單硬脂酸甘油酯等；脂肪酰胺類分散劑包括硬脂酸酰胺、N,N-亞乙基雙硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、甘油三羥硬脂酸酯等。

進一步地，無機填料包括滑石粉、白云石、玻璃微珠、碳酸鈣和高嶺土中的一種或幾種，無機填料的目數為1250目。

本發明的一種PLA耐熱刀叉勺將聚左旋乳酸與聚右旋乳酸形成立構結構得到外消旋聚乳酸，提高了PLA的玻璃化轉變溫度Tg和熔融溫度Tm，進而提高刀叉勺的耐熱性能。加入成核劑促進材料結晶，提高刀叉勺的耐熱性能。加入脂肪族聚酯，提高熔體流動性，提高加工性能和加工效率。添加無機填料有效提升刀叉勺產品的強度及尺寸穩定性。

本發明另一目的在于提出一種PLA耐熱刀叉勺的制備方法，包括以下步驟：

S1：乳酸在真空加熱狀態下加入催化劑制得丙交酯，再進行聚合得到聚乳酸；

S2：將聚乳酸、脂肪族聚酯、成核劑、分散劑和無機填料混合并攪拌均勻，在高溫狀態下擠出制得混合料；

S3：將混合料熔融、擠出、注塑、冷卻，制得PLA刀叉勺，然后再次熱烘得到成品的一種PLA耐熱刀叉勺。