[发明专利]一种PLA耐热刀叉勺及生产方法

说明书

本发明的一种PLA耐热刀叉勺，其所使用的PLA材料，包括如下重量份的组分：外消旋聚乳酸40份～80份；脂肪族聚酯10份～30份；成核剂0.5份～1份；无机填料5份～30份；分散剂0.3份～3份；抗氧剂0.3份～1份。该PLA耐热刀叉勺能有效提高耐热性，满足高温使用要求，还能够稳定成型，有利于高效加工生产。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种PLA耐热刀叉勺。

背景技术

一次性刀叉勺是日常生活中常用的快餐餐具，主要功能用来对食物进行切割和舀汤等。一次性刀叉勺作为食品餐具被广泛用于快餐类餐饮行业，如披萨、小食及快餐等，其材料主要为PP等塑料材料为主。由于环境污染严重，现推广生物降解材料替代传统不可降解塑料。目前常用的PLA材料(聚乳酸)来源于玉米等天然原料，这样不仅降低了对石油资源的依赖，也降低了炼油过程中氮氧化物、硫氧化物等污染气体的排放。聚乳酸产品可在堆肥条件下自然分解成为二氧化碳和水，大大降低了传统塑料产品对环境的污染，因此被用于替代传统塑料材料。

但是，PLA材料本身流动性较PP材料较差，而刀叉勺壁薄，对注塑要求高，导致传统的PLA材料无法利用常规的注塑工艺参数进行生产，常会出现充模不满，注塑效率较低等问题。同时PLA材料的热变形温度较低，约为58℃。PLA刀叉勺等产品在使用时会接触到较热的食物，使用时容易软化，导致刀叉勺丧失基本功能，无法满足餐具的使用功能。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出一种PLA耐热刀叉勺，其能有效提高耐热性，满足高温使用要求，还能够稳定成型，有利于高效加工生产。

为实现上述目的，本发明的一种PLA耐热刀叉勺，其所使用的PLA材料，包括如下重量份的组分：

进一步地，外消旋聚乳酸包括等量的聚左旋乳酸(PLLA)和聚右旋乳酸(PDLA)，聚左旋乳酸和聚右旋乳酸的重量份分别为20份～40份，重均分子量≥10万，光学纯度≥96％。

进一步地，脂肪族聚酯包括聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚对二氧环己酮(PPDO)和聚ε-己内酯(PCL)中的一种或任意两种。

进一步地，成核剂包括酰肼类成核剂、酰胺类成核剂和酯类成核剂中的一种或几种。

进一步地，分散剂包括固体分散剂和液体分散剂，分散剂包括烃类、脂肪酸类、脂肪醇类、脂肪酸皂类、脂肪酸酯类和脂肪酰胺类中的一种或几种。

其中，烃类分散剂包括微晶石蜡、液体石蜡、固体石蜡等；脂肪酸类分散剂包括硬脂酸等；脂肪酸皂类分散剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钙等；脂肪酸酯类分散剂包括硬脂酸丁酯、单硬脂酸甘油酯等；脂肪酰胺类分散剂包括硬脂酸酰胺、N,N-亚乙基双硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、甘油三羟硬脂酸酯等。

进一步地，无机填料包括滑石粉、白云石、玻璃微珠、碳酸钙和高岭土中的一种或几种，无机填料的目数为1250目。

本发明的一种PLA耐热刀叉勺将聚左旋乳酸与聚右旋乳酸形成立构结构得到外消旋聚乳酸，提高了PLA的玻璃化转变温度Tg和熔融温度Tm，进而提高刀叉勺的耐热性能。加入成核剂促进材料结晶，提高刀叉勺的耐热性能。加入脂肪族聚酯，提高熔体流动性，提高加工性能和加工效率。添加无机填料有效提升刀叉勺产品的强度及尺寸稳定性。

本发明另一目的在于提出一种PLA耐热刀叉勺的制备方法，包括以下步骤：

S1：乳酸在真空加热状态下加入催化剂制得丙交酯，再进行聚合得到聚乳酸；

S2：将聚乳酸、脂肪族聚酯、成核剂、分散剂和无机填料混合并搅拌均匀，在高温状态下挤出制得混合料；

S3：将混合料熔融、挤出、注塑、冷却，制得PLA刀叉勺，然后再次热烘得到成品的一种PLA耐热刀叉勺。