[发明专利]一种耐水解聚乳酸组合物

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种聚乳酸组合物，具体涉及一种含封端剂、酯化促进剂和缓冲盐的具有优异耐水解特性的聚乳酸组合物。

背景技术

聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。

然而，聚乳酸材料在高温高湿条件下长时间暴露时由于聚合物链的水解降解而不能充分地保持材料的物理性能。改善聚乳酸组合物的耐水解性以适应越来越广泛及苛刻条件下的应用显得非常重要和必要。

人们知道，聚乳酸树脂的水解降解是由于水分子进攻聚乳酸分子中的酯键而引起高分子链的断裂，而且聚乳酸分子链上的端羧基又能加速酯键的水解断裂。因此，通过控制聚乳酸树脂的端羧基含量，可以改善聚乳酸材料的水解稳定性。聚乳酸材料耐水解特性的改善通常可以通过加入碳化二亚胺类化合物来实现。

中国发明专利02124938.5公开了一种耐水解的合成树脂制造的紧扣件产品。它是在聚酯树脂中添加芳香族聚碳化二亚胺而实现的。据称所制造的紧扣件产品具有优异的抵御湿热的耐久性，以及可以保持稳定的结合状态，而不产生比如强度降低和变色等缺陷。

日本专利JP9296097公开了一种聚酯(比如聚氨酯，PET，聚乳酸等等)为主体塑料的抗水解方法。它在聚酯为主体的塑料中加入特制的碳化二亚胺作为水解的稳定剂。填料与主体间具有良好的相容性，使得填料很好的分散在树脂中，最终得到的复合材料具有优秀的抗水解性能。

在日本专利JP2001-261797中公开了通过用特定的碳化二亚胺化合物将聚乳酸的羧基末端封端，从而提高耐水解性的技术。

国际专利WO2008/102919A1中公开了通过添加有机磷酸盐成核剂提高聚乳酸结晶性能，同时通过添加碳化二亚胺提高聚乳酸的耐水解行的技术。

然而，如上述发明那样，只是单纯地用碳化二亚胺化合物将聚乳酸地末端封端，存在以下的缺点：首先是缺少促使碳化二亚胺与聚乳酸的端羧基反应的催化剂，碳化二亚胺反应效率不高，以往试验中，未经碳化二亚胺封端的聚乳酸样品中，端羧基含量为35mol/t以上，单纯经1wt％碳化二亚胺封端的聚乳酸样品中，端羧基含量也只为26mol/t，因此，为了提高耐水解性，碳化二亚胺的使用量通常会超过1wt％，甚至高于2wt％。从而给产品成本上带来负担；其次，碳化二亚胺热稳定性差，如DCC沸点仅为122～124℃，加工过程中产生对人体健康有害的气味。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种具有显著耐水解特性的聚乳酸组合物。

本发明通过在聚乳酸树脂中并用酯化促进剂和封端剂，在少量使用封端剂的条件下获得较高的封端效果；同时，通过添加缓冲剂，减缓聚乳酸的水解速度，从而改善了上述不足之处，完成了本发明。实验中发现，酯化促进剂的加入使得封端剂的封端效果明显改善，而且制品的分子量上升不大，加工性得以稳定，相对于通过无酯化促进剂的封端达到耐水解目的的技术，本发明具有稳定加工性能的优点。

本发明是通过以下方案实现的：

一种聚乳酸组合物，该组合物主要由下列组分组成：

(A)聚乳酸树脂100重量份；(B)封端剂0.1～5重量份；(C)酯化促进剂0.01～0.5重量份；(D)金属盐缓冲剂0.01～5重量份。

考虑到生产成本和可加工性，封端剂的优选为0.5～2重量份，最优选0.5～1重量份；酯化促进剂的优选为0.05～0.2重量份；金属盐缓冲剂的优选为0.1～1重量份。

本发明的聚乳酸组合物除了上述主要成分之外，尚可以添加其它公知的添加剂，例如，增塑剂、热稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂、着色剂、各种无机填料、阻燃剂、结晶成核剂。

上述添加剂中，增塑剂选自于聚乙醇酸、聚乙酸乙烯，聚己内酯、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、或柠檬酸酯中的一种或几种，优选柠檬酸三丁酯。

上述的聚乳酸树脂为聚L-乳酸、聚D-乳酸或聚DL-乳酸或两者以上共混物；或者聚L-乳酸，聚D-乳酸、聚DL-乳酸中两者以上共聚物；或者聚L-乳酸，聚D-乳酸、聚DL-乳酸中两者以上共聚物的共混物。该聚乳酸树脂的重均分子量为5～50w，其中优选10～30w。

上述的聚乳酸组合物中，封端剂为具有碳化二亚胺基团的化合物，优选Stabaxol 1LF，Stabaxol P，LA-1，HMV-8CA，DCC。