[发明专利]一种高强度耐热改性聚乳酸及其制备方法

说明书

本申请涉及聚乳酸材料领域，具体公开了一种高强度耐热改性聚乳酸及其制备方法，其中高强度耐热改性聚乳酸其原料包括聚乳酸，耐热增韧助剂；耐热增韧助剂用量为聚乳酸用量的5‑40wt%；耐热增韧助剂为改性锂皂石与丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯共聚改性得到；改性锂皂石为硅烷偶联剂改性的纳米锂皂石，耐热增韧剂为核壳结构，自内向外包括有改性锂皂石与聚丙烯酸酯接枝形成的核、由甲基丙烯酯聚合得到的聚甲基丙烯酯层，其同时兼具优良的韧性和耐热性；制备方法为：将干燥后聚乳酸和耐热高韧助剂经共混造粒即可得到本申请高强度耐热改性聚乳酸，其生产方法简单方便。

技术领域

本申请涉及聚乳酸材料领域，更具体地说，它涉及一种高强度耐热改性聚乳酸及其制备方法。

背景技术

聚乳酸又称聚丙交酯、PLA，是一类非常重要的线性脂肪族聚酯，是一种可以完全生物降解的热塑性脂肪族聚酯，其原料乳酸最初由农作物发酵制得，有着取之不尽的原料供应量，而最终分解产物又将回归于植物。

同时PLA具有良好的热稳定性、与工程塑料相媲美的物理机械性能强度，且生物相容性优异。但由于PLA的分子链结构较规整，使得其脆性大，结晶速率缓慢，大大限制了PLA的广泛应用，因此改善PLA的韧性一直是该研究领域的重点方向之一。

如申请公布号为CN109401244A的中国专利公开了“一种改性聚乳酸”，其采用增韧剂和助剂改性聚乳酸树脂，解决了现有聚乳酸存在的脆性、韧性差、冲击强度较低的缺点，制得的改性聚乳酸具有超高韧性、无毒、无气味、无污染，安全系数高的性能，适用于多种成型工艺。但是该发明改性聚乳酸的耐热性能较差，应用领域受限。

故本申请发明人研究获取一种兼具良好的强度、韧性和耐热性的聚乳酸材料。

发明内容

为了应对现有对聚乳酸同时具备优良的韧性和耐热性的需求，本申请提供一种高强度耐热改性聚乳酸。

为了获取高强度耐热改性聚乳酸，本申请还提供一种高强度耐热改性聚乳酸的制备方法。

第一方面，本申请提供一种高强度耐热改性聚乳酸，采用如下的技术方案：

一种高强度耐热改性聚乳酸，其原料包括

聚乳酸，

耐热增韧助剂；

所述耐热增韧助剂用量为聚乳酸用量的5-40wt％；

所述耐热增韧助剂为改性锂皂石与丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯共聚改性得到；

所述改性锂皂石为硅烷偶联剂改性的纳米锂皂石，

所述耐热增韧剂为核壳结构，自内向外包括有改性锂皂石与聚丙烯酸酯接枝形成的核、由甲基丙烯酯聚合得到的聚甲基丙烯酯层。

通过采用上述技术方案，本申请通过改性纳米锂皂石与丙烯酸酯单体聚合，将纳米锂皂石接枝到聚丙烯酸酯上，使得聚丙烯酸酯形成交联结构，再在纳米锂皂石和聚丙烯酸酯外层覆盖一圈聚甲基丙烯酸酯，来增加改性颗粒和聚乳酸的兼容性，由此提升获取得到的改性聚乳酸的韧性。

同时本申请中聚甲基丙烯酸酯与接枝改性锂皂石的聚丙烯酸酯之间发生协同作用，对聚乳酸的耐热性能提高。

可选的，所述耐热增韧助剂制备方法包括以下步骤，

T1：将改性纳米锂皂石、水、丙烯酸酯单体、乳化剂和引发剂共混搅拌均匀后，于惰性气体气氛中，60～75℃温度条件下进行乳液聚合；

T2：待T1的乳液聚合转化率达到90％以上后，逐滴加入甲基丙烯酸酯单体、水、乳化剂及引发剂的混合物，于惰性气体气氛中，75～85℃温度条件下继续进行乳液聚合，待转化率达到90％以上，加入阻聚剂，得到聚甲基丙烯酸酯-聚丙烯酸酯-纳米锂皂石乳液；