[发明专利]一种聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种复合材料及其制备方法，具体的说，是关于一种聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是以有机酸乳酸为原料，经聚合得到的新型聚酯材料，聚乳酸在使用后能被自然界中的微生物完全降解生成二氧化碳和水，不会对环境造成污染，因此具有良好的生物可降解性能。但是，聚乳酸的力学性能，尤其是弯曲强度、拉伸强度和冲击强度通常不能满足需要，所以，关于对聚乳酸力学性能的改进技术越来越受到关注。

为了提高聚乳酸的力学性能，现有技术通常采用将聚乳酸与其它高聚物如聚丙烯、聚乙烯等通用树脂共混制备聚乳酸复合材料，以改善聚乳酸在常温下力学性能较差的缺陷。尽管如此，该聚乳酸复合材料在低温下，尤其是零度以下的冲击强度较小，导致产品的韧性仍然较差，产品较脆。此外，该聚乳酸复合材料为只能部分降解的复合材料，不能完全消除原料树脂对环境的污染，使得聚乳酸的环保无污染的优势大大弱化。

现有的聚乳酸复合材料主要包括两类，一类是由聚乳酸和无机填料熔融共混得到的复合材料，如，CN1760265A公开了一种聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，该方法包括先将聚乳酸、有机改性蒙脱土共混得母料，再将聚乳酸和母料熔融共混即得产品，具体条件是：将聚乳酸、蒙脱土真空干燥后，加入增容剂、抗氧剂混合，用双螺杆挤出机熔融共混，进行反应挤出，挤出温度为155-200℃，螺杆转速为50-150rpm，得到母料，其中各组成的重量百分比为：聚乳酸50-80％，有机改性蒙脱土15-45％，相容剂0-30％，抗氧剂0.5-1％；将聚乳酸、母料、抗氧剂混合均匀，用双螺杆挤出机熔融共混，进行反应挤出，挤出温度为155-200℃，螺杆转速为50-150rpm，物料的停留时间为4-8分钟，得到产品，其中各组成的重量百分比为：聚乳酸70-95％，母料4.5-30％，抗氧剂为0.5-1％。采用该方法制备的聚乳酸复合材料在低温下的冲击强度较小、韧性差，使得该产品在低温下的脆性较大；另一类为由聚乳酸和其它树脂熔融共混得到的复合材料，如在聚丙烯和/或聚乙烯中添加不低于25重量％的聚乳酸来制备复合材料以使该材料达到环保标准要求，复合材料在低温下的冲击强度、韧性仍然较差，且该材料为不能完全降解的部分环保产品。

发明内容

本发明的目的是为了克服由现有技术的聚乳酸复合材料在低温下的冲击强度小，导致由该复合材料制得的产品的韧性差、脆性大的缺点，提供一种在低温下具有较大的冲击强度，使得到的制品具有良好的韧性、脆性小的聚乳酸复合材料及其制备方法。

本发明的发明人意外地发现，在使聚乳酸熔融的温度下将聚乳酸、相容剂、植物纤维以及选择性含有的助剂混合形成的聚乳酸复合材料得到的制品，不但在常温下的力学性能得到了显著的提高，更意想不到的是，由所述聚乳酸复合材料制得的制品在低温下的冲击强度更是得到大幅度的提高，明显改善了由聚乳酸复合材料制得的制品在低温下韧性不好、脆性较大的缺陷。

本发明提供了一种聚乳酸复合材料，其中，该材料是由聚乳酸、相容剂、植物纤维以及选择性含有的助剂在使聚乳酸熔融的温度下混合而形成的产物，以所述聚乳酸、相容剂、植物纤维以及选择性含有的助剂的总量为基准，聚乳酸的含量为45-85重量％，植物纤维的含量为10-50重量％，相容剂的含量为1-10重量％，助剂的含量为0-5重量％。

本发明提供了一种聚乳酸复合材料的制备方法，其中，该方法包括在聚乳酸的熔融温度下，将聚乳酸、相容剂、植物纤维以及选择性含有的助剂混合，以所述聚乳酸、相容剂、植物纤维以及选择性含有的助剂的总量为基准，聚乳酸的含量为45-85重量％，植物纤维的含量为10-50重量％，相容剂的含量为1-10重量％，助剂的含量为0-5重量％。

本发明提供的聚乳酸复合材料是由聚乳酸、相容剂、植物纤维以及选择性含有的助剂在使聚乳酸熔融的温度下混合而形成的产物，由该聚乳酸复合材料制得的制品，不但在常温下的力学性能，包括弯曲强度、拉伸强度以及冲击强度得到显著的提高，更意想不到的是，由该聚乳酸复合材料得到的制品在低温下的冲击强度更是得到了明显的改善，使得由本发明的聚乳酸复合材料制得的制品在低温下具有良好的韧性和较小的脆性，使该聚乳酸复合材料在低温储藏容器或者包装材料上得到良好的应用。此外，所述植物纤维和聚乳酸均为可以完全生物降解的环保材料，保证了该聚乳酸复合材料的良好的生物可降解性能，是一种良好的环保材料。

具体实施方式