[发明专利]一种高耐热的聚乳酸/木粉复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及高分子领域，具体涉及一种高耐热的聚乳酸/木粉复合材料及其制备方法，主要应用于可循环再利用的托盘、包装箱。

背景技术

木塑复合材料是一种很有发展潜力的新型材料,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯基木塑复合材料的市场份额逐年增加。与传统的聚烯烃材料相比,聚乳酸(PLA)来源于可再生资源,是一种无毒且具有良好生物降解性和可加工性能的聚酯类高分子,但由于其聚合成本高而限制了其大规模使用。因此,降低PLA的使用成本成为研究的重点。通过添加大麻、洋麻等在改善PLA性能的同时降低使用成本成为一大途径。将木粉(WF)与PLA复配,可降低产品的原料成本,有助于解决PLA无法在产业界得到更大规模利用的问题。

发明内容

本发明制备了一种高耐热的聚乳酸/木粉复合材料，该材料制备的制件用于可循环再利用的托盘、包装箱，利用木粉增加PLA材料的刚性，降低生产成本，并利用硅烷偶联剂提高木粉和PLA相容性，同时异氰尿酸三缩水甘油脂提高复合材料的耐热性。该复合材料不仅具有较好的力学性能，而且具有良好的耐热性。

技术方案

上述高耐热的聚乳酸/木粉复合材料的制备方法包括：

步骤一、对木粉在110～120⁰C下进行3小时烘干，含水率低于3%；

步骤二、用硅烷偶联剂对木粉进行接枝处理；

步骤三、将处理好的的木粉、聚乳酸、异氰尿酸三缩水甘油脂、助剂放入高速混合机中，在常温下搅拌5～10分钟；

步骤四、将步骤三混合后的物料加入到双螺杆挤出机的料筒中，经过熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化；

其中，双螺杆挤出机的温度设置为：后段温度为145～150⁰C，中段和前段温度为135～140⁰C，螺杆转速为90～110r/min。

本发明解决了传统聚乳酸耐热性的问题，同时复配木粉增强体系可有效提高复合材料的刚性、耐磨性，并使得材料具有良好的尺寸稳定性，满足于可循环再利用的托盘、包装箱的应用。

具体实例

为便于进一步说明本发明，下面结合具体实例对本发明进行说明：

主要原料聚乳酸塑脂颗粒，特性密度为1.20g/cm³；木粉目数为80目的杨木粉；相容剂使用采购的硅烷偶联剂；助剂包括耐高温的抗氧剂；耐热剂为异氰尿酸三缩水甘油脂。双螺杆挤出机料筒温度一区温度：130～135⁰C，二区温度140～145⁰C，三区温度140～145⁰C，四区温度140～145⁰C，五区温度150～155⁰C，六区温度145～150⁰C，压力为10～14MPa，螺杆长径比35～40，主机转速90～100r/min。将各组分按配比混合均匀置于双螺杆挤出机中，经熔融混合挤出造粒。

本发明各实施例中所得的改性的耐热性聚乳酸/木粉复合材料，按一下注塑条件注塑成测试样条。注塑条件：注塑温度145～150⁰C，注塑压力20～35MPa，注塑速度20～30mm/s。

各实施例具体检测标准如下：

缺口冲击强度ISO179

无缺口冲击强度ISO179

拉伸强度ISO527（5mm/min）

弯曲强度ISO178（3mm/min）

弯曲模量ISO178（3mm/min）

热变形温度

实施例1～4对应的各组分用量、实施例性能检测结果（见表1和表2）

表1实施例1～4的配方表