[發明專利]一種復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202111170018.2
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113969045A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 張友輝;周德輝;周發揚;彭愛方;熊小之
• 申請（專利權）人: 江西春光新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L71/02;C08L97/02;C08L63/00;C08K3/34
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

本發明提供了一種復合材料及其制備方法，該復合材料由下列重量百分比的原料組成：聚乳酸70?80％、聚乙二醇5?10％、相容劑3?5％、潤滑劑2?3％、硅酸鎂粉末0.5?1％、硅酸鋁粉末0.5?1％以及乙二酸改性植物纖維5?10％。本申請通過乙二酸對植物纖維進行接枝改性，增強了植物纖維與聚乳酸之間的界面相容性能，大幅提高了聚乳酸復合的韌性以及強度，并相應提高了聚乳酸的耐沖擊強度，還通過加入相容劑進一步改善了聚乳酸與植物纖維的界面結合力，提高了該聚乳酸復合材料的耐熱性能。還通過加入硅酸鎂粉末、硅酸鋁粉末以及潤滑劑能夠改善聚乳酸的加工性能，使該聚乳酸復合材料具備優異的降解有機物的性能，大幅提升了該聚乳酸復合材料的降解性能。

技術領域

本發明涉及聚乳酸復合材料技術領域，特別涉及一種復合材料及其制備方法。

背景技術

近些年來，隨著科學技術的快速發展，我國在復合材料生產技術領域也日趨成熟。其中，由于PVC/PVDC、PCTEF/PVC、CFF等復合材料對水蒸氣、氧氣具有良好的阻隔效果，從而在藥品、化妝品以及食品等領域都具有廣泛的應用。

其中，聚乳酸(PLA)是一種綠色材料，由玉米等發酵產物乳酸為基本原料制得，具有良好的生物降解性，使用后能完全降解生成二氧化碳和水，不污染環境。但是常見的硬質聚乳酸為脆性材料，不耐沖擊，制成薄膜時，如果不經取向性能難以滿足需要。其他的性質，如熱穩定性、阻隔性、抗溶劑性、阻燃性等通常不能滿足需要，另外PLA的生產成本相對較高，也限制了其用途及使用效果。

然而，現有由聚乳酸制得的復合材料的韌性以及耐熱性較差，導致使用效果較差，從而不利于大范圍的推廣與使用。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種復合材料及其制備方法，以解決現有技術由聚乳酸制得的復合材料的韌性以及耐熱性較差的問題。

本發明第一方面提出了一種復合材料，由下列重量百分比的原料組成：

聚乳酸70-80％、聚乙二醇5-10％、相容劑3-5％、潤滑劑2-3％、硅酸鎂粉末0.5-1％、硅酸鋁粉末0.5-1％以及乙二酸改性植物纖維5-10％。

本發明的有益效果是：通過乙二酸對植物纖維進行接枝改性，從而增強了植物纖維與聚乳酸之間的界面相容性能，大幅提高了聚乳酸復合的韌性以及強度，并相應提高了聚乳酸的耐沖擊強度。進一步的，還通過加入相容劑進一步改善了聚乳酸與植物纖維的界面結合力，進一步提高了兩者的相容性，并進一步提高了該聚乳酸復合材料的韌性，并且由于乙二酸改性植物纖維的加入，進一步提高了該聚乳酸復合材料的耐熱性能。

另外，本發明通過加入硅酸鎂粉末、硅酸鋁粉末以及潤滑劑能夠改善聚乳酸的加工性能，并且硅酸鎂具有優良的親水性能，能提高該聚乳酸復合材料的親水能力，使該聚乳酸復合材料具備優異的降解有機物的性能，能夠對油性有機物進行氧化降解，從而能夠輕易被水帶走，大幅提升了該聚乳酸復合材料的降解性能。

優選的，所述聚乳酸中的聚乳酸重均分子量為10-50萬，分子量分布為 1.5-3.0，結晶度為20-65％。

優選的，所述乙二酸改性植物纖維的制備方法包括以下步驟：

將植物纖維和二氯甲烷加入到反應釜中，攪拌均勻；

向所述反應釜中加入乙二酸、二氧化硅以及氨丙基蘭乙氧基硅燒，攪拌 2-3h；

將所述反應釜升溫至60℃，繼續攪拌1-1.5h，并使用去離子水洗滌四次后，減壓抽濾，再進行干燥即可制得所述乙二酸改性植物纖維。

優選的，所述聚乙二醇的平均分子量為4500-9000，所述聚乙二醇為 PEG-5000、PEG-6000以及PEG-8000中的一種或者兩種。

優選的，所述相容劑為聚己內酯、聚羥基脂肪酸酯、聚乙二醇以及環氧樹脂中的一種或者兩種以上的混合物。