[发明专利]一种增强抗冲击聚乳酸改性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料改性技术领域和加工技术领域，具体涉及一种增强抗冲击聚乳酸改性材料及其制备方法。

背景技术

在目前已经开发的可生物降解塑料中，聚乳酸是一种能够完全降解的生物基塑料。由于聚乳酸可以通过玉米淀粉等可再生资源发酵生成，又具有优良的生物可降解性，使其在替代石化高分子材料中受到越来越广泛的关注，可用于生物医学、包装、服装、农林业、餐饮业等领域。尽管聚乳酸具有优异的可降解性和生物相容性，但聚乳酸质脆韧性差，缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形，耐热温度过低等，极大限制了 它的发展和使用范围，所以需要对聚乳酸进行改性。

传统的聚乳酸改性方法将聚乳酸与其他高聚物或者加入无机填料，痛过简单混炼，加工工艺无具体要求，只能提高聚乳酸的某些性能，很难同时提高聚乳酸的抗冲击性、耐热和机械性能等，故普通聚乳酸很难满足各种行业的应用要求，如汽车家电、建筑等行业，对塑料材料有一些更高的要求，在材料的机械性能上，甚至要达到或接近工程塑料的水平，而在聚乳酸材料的工程化过程中，最难解决的问题是在保证材料具有较高的抗冲击韧性、优异的机械拉伸性能，因此还需要不断地对聚乳酸材料进行改性以提高综合性能。

为提高现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种具有增强抗冲击聚乳酸改性材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的增强抗冲击聚乳酸改性材料采用添加改性碳酸钙，改善了普通的极性无机填料与飞极性聚乳酸基体间的相互作用，使无机碳酸钙在有机聚乳酸基体中均匀分散，极大的提高了聚乳酸材料的机械强度。添加的抗冲击改性剂提高了聚乳酸的冲击韧性，并且在加工过程中没有破坏聚乳酸的晶体结构而降低材料的强度；抗氧剂的有效添加，增强了聚乳酸的耐侯性能，延长了聚乳酸制品的使用寿命。因而，本发明提高了聚乳酸材料的抗冲击韧性和机械强度(抗冲击韧性提高15-20 Mpa/、冲击强度提高10-15KJ/m²)，可广泛应用在综合性能需求较高的领域，并且制备工艺简单易行，适合工业化生产。

发明内容

本发明的另一目的是提供一种上述增强抗冲击聚乳酸改性材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：本发明提供了一种增强抗冲击聚乳酸改性材料，由包含以下重量份的组分制成：

聚乳酸100份；

改性碳酸钙20~30份；

增塑剂10~20份；

抗氧剂0.5~1.0份；

抗冲击改性剂8~15份；

加工助剂4~8份。

所述聚乳酸包括质量比为4:1~4:2的左旋聚乳酸和右旋聚乳酸。

所述促进剂包括质量比为1:1的羧化聚乙烯蜡和聚丙烯酰胺。

所述增塑剂选自环己烷-1，2-二羧基二异壬脂、领苯二甲酸二苯脂或葵二酸二丁酯中的一种或一种以上。

所述抗氧剂选自硫代二丙酸十八脂、季戍四醇酯或硫代二丙酸二月桂脂中的一种或以上一种。

所述抗冲击改性剂选自马来酸酐接枝乙烯/丙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物或乙烯与丙烯腈共聚物的一种或一种以上。

所述加工助剂选自硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙或芥酸酰胺中的一种或一种以上。

本发明还提供了一种上述增强抗冲击聚乳酸改性材料的制备方法，包括以下步骤：

将100份聚乳酸、8~15份抗冲击改性剂与4~8份加工助剂在高混机中混合3~5分钟，然后将20~30份该改性碳酸钙、10~20份增塑剂、0.5~1.0份抗氧剂加入到高混机混合5~8分50℃以下，有主加料口加入到双螺杆挤出机中，挤出温度为180~220℃，挤出后得到聚乳酸改性材料，经水冷、切粒，然后干燥、密封包装。

所述聚乳酸是将左旋聚乳酸与右旋聚乳酸以质量比为4:1~4:2的比例共混组成的聚乳酸基体，粉碎过500目筛，得到聚乳酸粉末。

所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为30:1，螺杆转速为80~120r/min。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

以下实施例中采用GB(国标)测定材料的各项性能，如无特别说明，组分的份数均为重量份数。

实施例1

（1）改性碳酸钙预处理：先将碳酸钙100份加入高速混合机中，在100~110℃干燥30min，再加入硬脂酸9份，促进剂3份。氧化钙13份，高速混合15min，得到改性碳酸钙；促进剂包括质量比1:1的羧化聚乙烯蜡和聚丙烯酰胺。