[发明专利]用于聚乳酸的成核剂、组合物及成核剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于聚乳酸的成核剂、组合物及成核剂的制备方法。用于聚乳酸的成核剂包括含氨基的稀土芳基磷酸盐。本发明的成核剂可以提高聚乳酸的维卡软化温度。

技术领域

本发明涉及一种用于聚乳酸的成核剂、组合物及成核剂的制备方法。

背景技术

聚乳酸(Poly lactic acid，PLA)一般以甘庶、玉米等可再生资源为原料制得，降解的最终产物为CO₂和H₂O，对环境没有污染。由于PLA具有良好的机械性能、可生物降解性、透明性、安全性以及良好的生物相容性等优点，其应用范围逐步扩大，由最初的包装产品慢慢扩大到农业薄膜、土木建筑、汽车、电子、电器以及日常生活用品等领域。

PLA制品的强度、硬度、热变形温度、维卡软化温度以及尺寸稳定性等与PLA制品的结晶度密切相关。在众多提高聚乳酸结晶速率方法中，最简便的方法是添加成核剂。随着聚乳酸研究和应用的不断拓深，聚乳酸成核剂的开发方向已经由无机化合物转向有机成核剂。有机成核剂的优势在于有机成核剂与聚乳酸具有更好的兼容性，同时可以根据聚乳酸的分子结构和成核因素，设计带有特定官能团的有机成核剂，从而极大提高结晶速率、提高结晶度、热变形温度、维卡软化温度等。

CN103880627A公开了一种有机羧酸金属盐类聚乳酸成核剂，该成核剂可以缩短聚乳酸的结晶时间。

CN101423625A公开了一种聚乳酸树脂的快速成核剂，其为具有还原作用的磷化合物金属盐，包括含有三价磷或磷氢键的亚膦酸化合物金属盐、次亚膦酸化合物金属盐和次膦酸化合物金属盐中的一种或多种混合。所述亚膦酸化合物为含有烷基或烷氧羰基的苯基亚膦酸。所述金属盐为锂盐、钠盐、钾盐、钙盐、镁盐和锌盐中的一种或者一种以上的盐。该成核剂使得聚乳酸结晶速度快。

CN106565992A公开了一种淀粉负载聚乳酸结晶成核剂及其制备方法，其原料包括淀粉和苯基磷酸盐，其重量份配比为9～99:1。该专利文献中成核剂用量少，降低成本。

CN104877172A公开了一种快速结晶高结晶度聚乳酸改性方法。先利用苯基磷酸、氯化物、碱等原料制得结晶性较高的成核剂，再将成核剂，聚乳酸等共混而制得样品。该专利文献中，其结晶温度有所降低。

目前为止，仍未有关于含氨基的稀土芳基磷酸盐作为聚乳酸用成核剂的有关报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于一种用于聚乳酸的成核剂，其可以改善聚乳酸的结晶度以及提高维卡软化温度。进一步地，本发明的成核剂能够改善聚乳酸的韧性和阻燃性。本发明的另一个目的在于提供上述成核剂的制备方法。本发明的再一个目的在于提供一种组合物，其包括上述成核剂和聚乳酸。本发明采用如下技术方案实现上述目的。

一方面，本发明提供一种用于聚乳酸的成核剂，包括式(1)所示的含氨基的稀土芳基磷酸盐：

式(1)中，R₁、R₅分别独立地选自氢原子、C1～C3烷基；R₂、R₃和R₄分别独立地选自氢原子、氨基、C1～C8烷基，且R₂、R₃和R₄中至少有一个为氨基；RE³⁺选自镧离子或铈离子。

根据本发明的成核剂，优选地，所述成核剂还包括无机粉体、抗氧剂和增塑剂，其中，含氨基的稀土芳基磷酸盐为25～105重量份，无机粉体为0.1～20重量份，抗氧剂为0.1～30重量份，和增塑剂为0.1～35重量份；所述无机粉体的粒径为微米级或纳米级，所述无机粉体选自蒙脱土、二氧化硅、玻璃纤维、云母粉、硅烷化蒙脱土、硅烷化二氧化硅、单烷氧基钛酸酯化玻璃纤维中的一种或多种。

根据本发明的成核剂，优选地，其由以下组分组成：