[发明专利]一种抗冲击耐热抗菌聚乳酸组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗冲击耐热抗菌的聚乳酸组合物及其制备方法，该聚乳酸组合物材料采用PLA树脂为基本材料，通过添加抗冲击树脂、耐热填料、抗菌剂、偶联剂、润滑剂、光稳定剂和抗氧剂，经双螺杆挤出机熔融共混，制得一种抗冲击耐热抗菌的聚乳酸组合物材料。该PLA组合物材料不仅具有抗冲击、耐热、抗菌和耐光老化的特点，而且易于挤出和注塑成型，并基本保持了其可生物降解的特性。

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸组合物的制备方法，尤其涉及一种抗冲击耐热抗菌的聚乳酸组合物及其制备方法，属于高分子材料改性领域。

背景技术

随着人类环境保护意识的不断增强，高分子材料的“白色污染”问题受到越来越大的挑战。聚乳酸(PLA)是采用可再生的植物资源 (如玉米、木薯等)所提炼的淀粉原料而制成，是一种新型的生物基可降解材料，其原料来源丰富且可再生，生产过程无污染，产品可在自然界中生物降解，不污染环境，是符合可持续发展的绿色环境友好型高分子材料，其应用价值受到愈加广泛的关注。但截至目前，PLA 材料仍面临脆性大、耐热差、易生菌、耐光差等技术问题，其应用性受到很大的限制。

发明内容

本发明目的是为了解决现有的技术问题，提供一种抗冲击耐热抗菌聚乳酸组合物的制备方法。本技术发明制备的聚乳酸材料，不仅具有抗冲击、耐热、抗菌和耐光老化的特点，而且易于挤出和注塑加工，并基本保持了可生物降解的特性。

本发明一种抗冲击耐热抗菌聚乳酸组合物，其特征是：制备方法如下，以下物质均以重量份数表示：将100份PLA、0～50份抗冲击树脂、0～50份耐热填料、0～10份抗菌剂、0.1～10份偶联剂、0.1～5份润滑剂、0.2～2份光稳定剂、0.5～2份抗氧剂，依次加入高速混合机，混合均匀后，转入双螺杆挤出机，在150～200℃下熔融挤出造粒，制得一种抗冲击耐热抗菌聚乳酸组合物材料。

本发明所采用的PLA为透明的聚乳酸颗粒，其熔点为140～180 ℃，熔融指数为2.0～20.0g/10min(190℃/2.16KG)，拉伸强度≥ 50MPa，热变形温度(HDT)为55～60℃，IZOD缺口冲击强度为1～3 KJ/m²，其分子结构如下式所示：

本发明所采用的抗冲击树脂为热塑性的聚酯材料，如PC、PET、 PBT、PCL、TPU或TPEE等。优选的聚酯材料为加工温度与PLA相似的热塑性聚酯弹性体TPU或TPEE，其邵氏硬度为70A～90A，熔融挤出温度为150～200℃。

本发明所采用的耐热填料为玻璃纤维和层状硅酸盐的二元组合物。其中，玻纤的直径为13±1.3μm，长度为12±1.0mm；层状硅酸盐是经过有机化改性的蒙脱石、滑石、白云母或蛭石等。优选的层状硅酸盐，为采用烷基季铵盐有机改性的钠基蒙脱石，其颗粒尺寸≥300 目，外观呈米白色粉体，叠层厚度≤25nm，X射线衍射特征X-ray d001 ≥2.8nm。

本发明所采用的抗菌剂为耐热性较好的无机抗菌剂，如纳米银、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、氧化铜、碳酸锂等。优选的无机抗菌剂为白色粉末状的纳米二氧化钛和银离子交换体复合物，其粒径为 30nm，银含量为2.0±0.2％。

本发明所采用的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。优选的偶联剂为氨基硅烷偶联剂，如3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷等。

本发明所采用的润滑剂为有机聚硅氧烷，如硅油、硅酮粉或硅酮母粒等。优选的有机硅润滑剂为二甲基硅油，如广州硅碳新材料有限公司生产的改性二甲基硅油SIC-6400、SIC-6410、SIC-6415、 SIC-6436。

本发明所采用的光稳定剂为770、783、944、UV326、UV329等。优选的光稳定剂为德国巴斯夫公司生产的770和UV326的二元组合物。