[发明专利]一种耐热耐冲击聚乳酸复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种耐热耐冲击聚乳酸复合材料，其特征在于包括按重量份计算的如下组分：聚乳酸60～90份、聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯5～25份、相容剂1～5份、活性纳米碳酸钙1～9份及抗氧剂0.1～1份；所述相容剂选自聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯-g-马来酸酐，所述活性纳米碳酸钙的粒径为20～30nm；

所述耐热耐冲击聚乳酸复合材料的结晶度为35～44％；

所述活性纳米碳酸钙的制备方法包括：

使包含氯化钙、聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基硫磺酸钠、环己烷、正戊醇、乙醇的第一混合溶液与包含碳酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基硫磺酸钠、环己烷、正戊醇、水的第二混合溶液混合，并于25℃以下反应5～25min，制得纳米碳酸钙；

将所述纳米碳酸钙与硬脂酸在转速为500～2000rpm的条件下混合3～10min，获得初处理纳米碳酸钙，其中所述纳米碳酸钙与硬脂酸的质量比为99∶1；

以及，将偶联剂与所述初处理纳米碳酸钙在转速为500～2000rpm、温度为40～60℃的条件下混合15～30min，制得所述活性纳米碳酸钙，其中所述初处理纳米碳酸钙与偶联剂的质量比为99∶1。

2.根据权利要求1所述的耐热耐冲击聚乳酸复合材料，其特征在于：所述聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯的数均分子量为60000～120000。

3.根据权利要求1所述的耐热耐冲击聚乳酸复合材料，其特征在于：所述抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂1024、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的任意一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的耐热耐冲击聚乳酸复合材料，其特征在于：将氯化钙溶于乙醇形成饱和氯化钙乙醇溶液，常温静置20～30h获得透明溶液，之后加入聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基硫磺酸钠、环己烷、正戊醇搅拌混合15～25min，形成所述第一混合溶液；所述第一混合溶液中聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基硫磺酸钠、环己烷与正戊醇的质量比为2∶1∶25∶1。

5.根据权利要求1所述的耐热耐冲击聚乳酸复合材料，其特征在于：将碳酸钠溶于水形成饱和碳酸钠水溶液，常温静置20～30h获得透明溶液，之后加入聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基硫磺酸钠、环己烷、正戊醇搅拌混合15～25min，形成所述第二混合溶液；所述第二混合溶液中聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基硫磺酸钠、环己烷与正戊醇的质量比为2∶1∶25∶1。

6.根据权利要求1所述的耐热耐冲击聚乳酸复合材料，其特征在于：将所述第一混合溶液缓慢加入第二混合溶液并反应，再经离心、干燥、超声粉碎处理，获得所述活性纳米碳酸钙。

7.根据权利要求1所述的耐热耐冲击聚乳酸复合材料，其特征在于：所述第一混合溶液与第二混合溶液的质量比为1∶1。

8.根据权利要求1所述的耐热耐冲击聚乳酸复合材料，其特征在于：所述偶联剂选自异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上的组合。

9.如权利要求1-8中任一项所述耐热耐冲击聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于包括：

将聚乳酸、聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯、相容剂、活性纳米碳酸钙与抗氧剂进行密炼，之后将所获混合物料加入双螺杆挤出机进行熔融共混，制得耐热耐冲击聚乳酸复合材料。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于具体包括：

将聚乳酸、聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯、相容剂、活性纳米碳酸钙与抗氧剂于转速为30～70rpm、温度为130～180℃的条件下密炼5～20min，获得混合物料；

以及，将所述混合物料加入双螺杆挤出机，并于主机转速为100～200rpm、温度为130～165℃的条件下进行熔融共混，再经挤出、牵条、冷却、切粒，制得所述耐热耐冲击聚乳酸复合材料。