[发明专利]低粘度高韧性具生物降解的PC/PLA合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种高分子材料技术领域的方法，具体是一种低粘度高韧性具生物降解的耐水解抗静电聚碳酸酯(PC)/聚乳酸(PLA)合金及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是性能优异的工程塑料，具有良好的综台性能，耐冲击韧性好、耐热较好、刚性十分优良；聚乳酸(PLA)来源于可再生资源，主要来源于淀粉和糖类，通过乳酸直接缩合或由丙交酯开环聚合而成，半结晶的PLA材料具有较低的玻璃转化温度Tg和熔点Tm，使其成为3D打印的优选材料；同时PLA具有生物降解性，使得PC/PLA合金也具有生物降解性，具有环保作用。但应用于3D打印的PLA材料通常较脆，冲击性能不好，同时刚性不好易使3D打印产品产生变形，而PC/PLA目前是一种热点开发的新材料之一，已尝试应用于手机壳等壳体，其中壁薄的手机壳等壳体对加工要求具有更苛刻的低粘度。具有低粘度易加工、高刚性、高韧性、生物降解环保的PC/PLA合金材料，使3D打印产品更不易变形、更易加工；使手机壳、电脑壳等壳体材料更具环保、更易加工、更不易变形，尤其应用于壁薄的产品。

针对改善3D打印材料PLA冲击韧性差、刚性差易变性等缺点，现有技术中CN103665802A(公开日2014.03.26)，公开了一种用于3D打印的聚乳酸材料的制备方法，具体讲是用无机纳米材料增韧改性，该方法是先利用超声波处理技术将纳米无机增韧剂用偶联剂进行表面有机化改性，再将经过改性处理的纳米无机增韧剂与聚乳酸、增塑剂、分散剂进行研磨、分散、混合，最后经过挤出造粒、拉丝工艺技术，制得适用于3D打印技术的增韧改性聚乳酸材料。但该方法易使纳米无机材料团聚，影响机械性能，此外，该种材料作为外饰件时没有抗静电性，不能抵抗外饰环境灰尘的侵蚀，无法长期应用于外饰环境，不利于该种材料大规模推广和应用。

中国专利文献号CN103483787A公开(公告)日2014.01.01，公开了一种抗菌阻燃PLA/PC合金及其制备方法，该合金包括按照重量份数计的如下原料：PLA60～90份、PC50～80份、复合阻燃剂10～18份、纳米二氧化钛1～5份、马来酸酐接枝SEBS4～7份、抗氧剂2～5份、润滑剂1～3份；所述的复合阻燃剂为有机磷系阻燃剂和有机氮系阻燃剂的混合物。

中国专利文献号CN103113729A公开(公告)日2013.05.22，公开了一种高性能的聚乳酸复合材料，由聚乳酸、聚碳酸酯、丁烯己二酸‐co‐对苯二酸酯、催化剂与抗氧剂通过两步侧位加料的方式制备而成。由于PBAT可以与PC进行任意比例互溶，在体系中加入催化剂来改善PLA与PBAT的相容性，使PLA与PBAT先反应生成PLA‐co‐PBAT共聚物，再与PC共混以获得高强度与高韧性的PLA/PBAT/PC复合材料。

中国专利文献号CN102911492A公开(公告)日2013.02.06公开了一种性能优异的塑料合金，由PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯三元共聚物)、PLA(聚乳酸)、相容剂和其它助剂组成，兼具了PC、ABS、PLA各自的特点。

但上述现有技术的缺陷在于：材料的韧性较低，制作的产品脆性较大；同时其生物降解特性不明显，无环保作用，难以符合大规模量产情况下对环境保护的要求。

发明内容

本发明针对现有PC/PLA合金中的PLA会使材料发脆，冲击韧性偏低的缺陷，提出一种低粘度高韧性具生物降解的PC/PLA合金及其制备方法，通过添加PC‐g‐EVA接枝共聚物和PLA‐Co‐PCL接枝共聚物，使得该高韧性合金材料比常规PC/PLA合金粘度低，易加工，制备得到的PC/PLA合金主要可应用于3D打印材料，由于材料中含有PC材料，与传统3D打印材料PLA相比，该改PC/PLA合金材料具有相当高的刚性，使得3D打印产品不易变形，同时因为该合金材料中含有PLA和PCL，赋予该合金材料具有生物降解特性，具有环保作用。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明通过分别熔融共混PC和EVA(乙烯‐醋酸乙烯酯共聚物)反应挤出切粒得到PC‐g‐EVA接枝共聚物、熔融共混PLA和PCL(聚己内酯)反应挤出切粒得到PLA‐Co‐PCL接枝共聚物，再将PC‐g‐EVA和PLA‐Co‐PCL熔融共混挤出得到PC/PLA合金。

所述的PC‐g‐EVA接枝共聚物中PC和EVA重量比例为60‐90:40‐10，优选为80:20。

所述的PLA‐Co‐PCL接枝共聚物中PLA和PCL重量比例为70‐90:30‐10，优选为90:10。

本发明具体包括以下步骤：