[发明专利]一种快结晶耐高温聚乳酸组合物及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种快结晶耐高温聚乳酸组合物及其制备方法。所述组合物按照重量份数计包括：聚乳酸树脂80‑100份、均苯三酰胺类成核剂0.01‑0.3份、抗氧剂0.05‑5份、扩链剂0.05‑5份以及热稳定剂0.05‑5份。本发明克服了现有技术中的聚乳酸为提高耐热性以及结晶度需要添加大量的无机或大分子成核剂，使得聚乳酸制品表面变得粗糙且毫无光泽，同时聚乳酸制品的力学强度降低的缺陷，本发明在极少量添加成核剂的前提下能够大幅提升结晶速率以及结晶度，使得力学性能以及耐热性有明显的提升。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种快结晶耐高温聚乳酸组合物及其制备方法。

背景技术

以石油为原材料制成的各类塑料，例如聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯等高分子材料的快速发展给人类生产和生活带来了极大便捷的同时，因其不可降解性给环境造成了严重的“白色污染”问题，这限制了传统材料的发展。为此，聚乳酸(PLLA)以其来源于玉米、木薯等淀粉类的发酵产物，整个生产过程排放较少，且可再生，而备受关注。聚乳酸易被自然界多种微生物和动植物体内的酶代谢分解，最终形成二氧化碳和水，是真正意义上的绿色环保材料。再加上聚乳酸具有良好的加工性和力学性能，可以广泛应用于食品包装、汽车工业和生物医疗等领域。

但是现有通过挤出，吹膜或注塑等加工方法制造的PLLA产品只能达到约60℃的耐热温度。一旦温度超过60℃，PLLA产品的机械性能将大大降低，而限制了PLLA在市场上的推广使用。为此，改善聚乳酸的耐热性能成为科技与产业界的研究热点。目前，通过各类添加剂复配的手段是对提高聚乳酸耐热性最有效方法之一。

近年来，国内外都在提高聚乳酸耐热性温度方面有新的尝试与成果，中国专利CN106589872A公开了用环氧大豆油、滑石粉、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌和抗氧剂等复配来提高聚乳酸耐热温度。中国专利CN108164946A公开了采用二乙烯三胺五乙酸、1-萘胺-4磺酸、氯铂酸、偏硅酸钠、羟基乙叉二磷酸等助剂复配，以此增强聚乳酸的耐热性。但是现有的很多专利显示都需要大量的无机填料采充当部分助剂，但无机填料与聚乳酸的相容性较差，在较长的时间后，不仅使得聚乳酸制品表面变得粗糙且毫无光泽，限制了在包装产品的应用，也极易在聚乳酸基体中团聚且析出，使得聚乳酸制品的力学强度降低，使用寿命受限。

与无机填料相比，大分子成核剂的加入也能够通过提高结晶性能以达到较好的热力学性能，但是为了达到较好的结晶性能，往往需要添加大量的大分子成核剂，导致成本大幅提升。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的聚乳酸为提高耐热性以及结晶度需要添加大量的无机填料以及大分子成核剂，使得聚乳酸制品表面变得粗糙且毫无光泽，同时聚乳酸制品的力学强度降低的缺陷，提供了一种能够在少量添加成核剂的前提下可有效提高聚乳酸树脂的成型加工性、结晶速率以及耐热性的快结晶耐高温聚乳酸组合物及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种快结晶耐高温聚乳酸组合物，所述聚乳酸组合物按照重量份数计包括：聚乳酸树脂80-100份、均苯三酰胺类成核剂0.01-0.3份、抗氧剂0.05-5份、扩链剂0.05-5份以及热稳定剂0.05-5份。

作为优选，所述聚乳酸组合物按照重量份数计包括：所述聚乳酸组合物按照重量份数计包括：聚乳酸树脂96份、均苯三酰胺类成核剂0.1份、抗氧剂0.5份、扩链剂0.5份以及热稳定剂0.5份。

本发明中所添加的成核剂为均苯三酰胺类成核剂，属于异相成核剂，其在结晶温度下，率先自组装形成高取向的纤维状晶体，从而形成三维网络结构，增加了有机成核位点，通过酰胺成核剂的酰胺键与聚乳酸羰基分子之间的N-H键作用，进一步诱导并促进聚乳酸形成晶核。再加上成核剂有着丰富的酰胺基团，可使得成核剂与聚乳酸树脂以及其他助剂等都有良好的相容性，能够有效均匀的分散到整个复配体系中，既提高了结晶度和速率，也大幅度提高了聚乳酸制品的耐热温度。