[发明专利]可生物降解改性聚乳酸复合材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种可生物降解改性聚乳酸复合材料及其制备方法和用途，所述复合材料由聚乳酸50‑60份、生物降解聚酯10‑20份、填充物10‑20份、偶联剂1‑3份、分散剂1‑3份、增容剂1‑3份，润滑剂1‑2份和聚酯多元醇1‑5份按照质量份数制备而成；所述聚酯多元醇选自BD‑AA、MPD‑AA、PHC‑HD中的至少一种。该可生物降解改性聚乳酸复合材料具有较低的硬度以及优异的回弹性，并且各方面性能优异，能够满足航空功能性用品材料在使用时成型加工及其安全性上的需求。

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种可生物降解改性聚乳酸复合材料及其制备方法和用途。

背景技术

聚乳酸(polylactic acid，PLA)是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物，为一种生物降解材料。聚乳酸的热稳定性好，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。因此，由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，还具有很好的生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性。

目前市面上的可生物降解复合改性材料中，大多均用于常规产品有刀叉、吸管、餐盒等，这类产品均为快消品且均为偏硬型材质；而应用在航空功能性用品中，如航空一次性扎带、锁扣这类产品中几乎没有，这类产品对单纯的可生物降解复合材料改性使得其硬度太大而无法满足；而目前采用可生物降解材料在航空用品中已成为市场的主流要求。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种可生物降解改性聚乳酸复合材料，通过在聚乳酸体系中添加一定量的聚酯多元醇，降低可生物降解改性聚乳酸复合材料的硬度，同时使得其回弹性明显提升；并且该可生物降解改性聚乳酸复合材料各方面性能优异，能够使得航空功能性用品材料在使用时成型加工及其安全性上满足需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种可生物降解改性聚乳酸复合材料，其由聚乳酸50-60份、生物降解聚酯10-20份、填充物10-20份、偶联剂1-3份、分散剂1-3份、增容剂1-3份、润滑剂1-2份和聚酯多元醇1-5份按照质量份数制备而成；

所述聚酯多元醇选自BD-AA(1-4丁二醇、己二酸共聚物)、MPD-AA(3-甲基-1,5-茂二醇、己二酸共聚物)、PHC-HD(聚碳酸酯多元醇共聚物)中的至少一种。由于聚酯多元醇有着极低的Tg(＜-50℃)，其与PLA复合改性后，能够明显的降低PLA的Tg且对PLA的曲折回弹性有着显著改善。通过加入聚酯多元醇降低了可生物降解改性聚乳酸复合材料的玻璃化转变温度和硬度，提高了其回弹性。

其中，本文中所述的生物降解聚酯为本领域中的常规定义，没有特别的限定，具体可提及的实例包括但不限于聚丁二酸丁二醇(PBS)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚己内酯(PCL)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚羟基烷酸系列(例如聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基丁酸-戊酸酯(PHBV)、聚羟基丁酸-己酸酯(PHBHX)、聚3,4-羟基丁酸酯(P3,4HB))中的至少一种。

进一步的，本发明在聚乳酸树脂体系中，添加一定量的填充物，使得可生物降解改性聚乳酸复合材料具有优异的力学性能。优选地，所述填充物为矿物填充；更优选地，所述填充物选自纳米碳酸钙、硫酸镁晶须、纳米二氧化硅中的至少一种。

进一步方案，本发明中通过偶联剂和分散剂对填充物进行表面活性处理，同时改善可生物降解改性聚乳酸复合材料的冲击性能和流变性能。本文中所述的偶联剂、分散剂均可以采用本领域中的常规选择，具体可提及的实例有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。所述分散剂选自硬脂酸盐、有机羧酸酰胺类材料、蜡类材料中的至少一种，其均为本领域中的常规选择，举例来说，所述的硬脂酸盐可以选自硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸镁中的至少一种；所述的有机羧酸酰胺类材料可以选自芥酸酰胺、油酸酰胺、N,N-双硬脂酸酰胺中的至少一种；所述的蜡类材料可以选自石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的至少一种。