一種pla樹脂增韌改性材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種PLA材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 材料工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，新材料是材料工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)，是重要的戰(zhàn)略性 新興產(chǎn)業(yè)，目前科技工作的迅猛發(fā)展，新材料產(chǎn)品日新月異，產(chǎn)業(yè)升級(jí)，材料換代步伐加快， 新材料技術(shù)、生物材料技術(shù)信息技術(shù)相互融合，結(jié)構(gòu)功能一體化，智能化趨勢(shì)明顯，功能性 材料的發(fā)展，作為重要類別的高分子材料更是在人類生活中起到了不可替代的作用，為人 類生活提供了諸多的便利。伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高分子材料的使用量急劇增加，隨之產(chǎn)生的 便是環(huán)境的污染以及社會(huì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的不協(xié)調(diào)曰益顯現(xiàn)。
[0003] 聚乳酸（PLA)是一種來(lái)源于可再生資源的生物可降解材料，它具有廣闊的市場(chǎng)前 景，因此被認(rèn)為是新世紀(jì)最有前景的新型材料，但是現(xiàn)有PLA材料存在耐熱性差、柔韌性差 和抗沖擊性差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有PLA材料存在耐熱性差、柔韌性差和抗沖擊性差的問 題，而提供一種PLA樹脂增韌改性材料及其制備方法。
[0005] 一種PLA樹脂增韌改性材料按重量份數(shù)由57~70份聚乳酸、2~4. 5份低溫改質(zhì) 增韌劑、1. 〇~1. 4份表面活性劑、0. 1~0. 4份加工助劑、1~3份耐熱老化劑、0. 1~0. 4 份抗氧劑、5~8份填充劑、18~25份增塑劑和0. 1~0. 3份潤(rùn)滑劑制備而成。
[0006] 一種PLA樹脂增韌改性材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：一、稱量：按 重量份數(shù)稱量57~70份聚乳酸、2~4. 5份低溫改質(zhì)增韌劑、1. 0~1. 4份表面活性劑、 0. 1~0. 4份加工助劑、1~3份耐熱老化劑、0. 1~0. 4份抗氧劑、5~8份填充劑、18~25 份增塑劑和0. 1~0. 3份潤(rùn)滑劑；二、混合：首先將步驟一稱取的5~8份填充劑和1. 0~ 1. 4份表面活性劑加入攪拌機(jī)中，在溫度為80°C下預(yù)混合lOmin，再向攪拌機(jī)中加入將步驟 一稱取的57~70份聚乳酸、18~25份增塑劑、2~4. 5份低溫改質(zhì)增韌劑、0. 1~0. 4份 抗氧劑和〇. 1~〇. 3份潤(rùn)滑劑，并將攪拌溫度從80°C升溫至85~100°C，在溫度為85~ 100°C下攪拌混合6min~8min，得到混合物；三、密煉擠出：將步驟三得到的混合物與步驟 一稱取的〇. 1~〇. 4份加工助劑和1~3份耐熱老化劑依次加入高混機(jī)中，并在溫度為 100~120°C下攪拌混合6min~8min，經(jīng)過(guò)平行雙螺桿擠出機(jī)依次進(jìn)行擠出、拉伸、冷卻制 粒得到PLA樹脂增韌改性材料；所述的平行雙螺桿擠出機(jī)在擠出過(guò)程中，從料口到口模處 的工藝溫度分別為：1區(qū)：135~140°C、2區(qū)：140~150°C、3區(qū)：150~160°C、4區(qū)：165~ 170°C、5 區(qū)：170 ~175°C、6 區(qū)：175 ~180°C，熔體壓力為 2MPa~lOMPa。
[0007] 本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：一、通過(guò)對(duì)低溫改質(zhì)增韌劑的引用增強(qiáng)改性，提高了材料的分子量， 提升了抗沖擊能力，在保持原有技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)，可以最大的保留PLA材料的硬度，拉伸和 熱變形溫度，與普通未改性的材料相比，更能提高物料的伸長(zhǎng)率和流動(dòng)性，更有易于加工生 產(chǎn)，比未改性的PLA材料沖擊強(qiáng)度提高10~20倍；二、采用此種工藝生產(chǎn)方法，可以得到增 強(qiáng)耐熱聚乳酸材料，與純聚乳酸相比，材料的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量有所提高，拉伸強(qiáng)度最高 可達(dá)到88MPa，彎曲強(qiáng)度由75MPa提高到了 90MPa;三、對(duì)填充劑及表面活性劑的添加提高了 聚乳酸熔體排布的規(guī)整度，改善了熔融狀態(tài)下聚乳酸的結(jié)晶能力。使得各種助劑與聚乳酸 之間的界面粘合，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改善了材料的柔韌性，增強(qiáng)了復(fù)合材料各項(xiàng)的物理性能。 四、采用本發(fā)明的制備的PLA樹脂增韌改性材料比傳統(tǒng)的PLA工藝生產(chǎn)的材料相比，改變了 PLA材料脆性大、耐熱性不好的缺陷、提高了材料的加工性能，使低溫沖擊強(qiáng)度由5. 3MPa提 高到llMPa。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0008] 一：本實(shí)施方式是一種PLA樹脂增韌改性材料，按重量份數(shù)由57~ 70份聚乳酸、2~4. 5份低溫改質(zhì)增韌劑、1. 0~1. 4份表面活性劑、0. 1~0. 4份加工助劑、 1~3份耐熱老化劑、0. 1~0. 4份抗氧劑、5~8份填充劑、18~25份增塑劑和0. 1~0. 3 份潤(rùn)滑劑制備而成。
【具體實(shí)施方式】 [0009] 二：本實(shí)施方式與一的不同點(diǎn)是：所述的填充劑為超 細(xì)碳酸鈣、超細(xì)滑石粉或膠體二氧化硅。其他與一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0010] 三：本實(shí)施方式與一或二之一不同點(diǎn)是：所述的潤(rùn)滑 劑為季戊四醇硬脂酸酯或乙撐雙硬脂酸酰胺。其他與一或二相同。
【具體實(shí)施方式】 [0011] 四：本實(shí)施方式與一至三之一不同點(diǎn)是：所述的表面 活性劑為三羥基丙烷或乙烯二醇。其他與一至三相同。
【具體實(shí)施方式】 [0012] 五：本實(shí)施方式與一至四之一不同點(diǎn)是：所述的耐熱 老化劑為過(guò)氧化二異丙苯。其他與一至四相同。
【具體實(shí)施方式】 [0013] 六：本實(shí)施方式與一至五之一不同點(diǎn)是：所述的增塑 劑為乙酰檸檬酸三丁酯或乙酰檸檬酸三乙酯。其他與一至五相同。
【具體實(shí)施方式】 [0014] 七：本實(shí)施方式與一至六之一不同點(diǎn)是：所述的抗氧 劑為抗氧劑1010/抗氧劑168混合物或硫代二丙酸二月桂酯，其中所述的抗氧劑1010/抗 氧劑168混合物由抗氧劑1010和抗氧劑168按抗氧劑1010與抗氧劑168的質(zhì)量比1:1混 合而成。其他與一至六相同。
【具體實(shí)施方式】 [0015] 八：本實(shí)施方式與一至七之一不同點(diǎn)是：所述的低溫 改質(zhì)增韌劑為乙稀丙稀酸縮水甘油醋或Elvaroy1820。其他與一至七相同。
【具體實(shí)施方式】 [0016] 九：本實(shí)施方式與一至八之一不同點(diǎn)是：所述的加工 助劑為〇-甲基苯乙烯或甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物。其他與一至八相 同。
[0017] 本實(shí)施方式所述的甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物由南京靖江化工有限公司生 產(chǎn)。
[0018]
【具體實(shí)施方式】十：本實(shí)施方式是一種PLA樹脂增韌改性材料的制備方法，具體是 按以下步驟完成的：一、稱量：按重量份數(shù)稱量57~70份聚乳酸、2~4. 5份低溫改質(zhì)增韌 劑、1. 0~1. 4份表面活性劑、0. 1~0. 4份加工助劑、1~3份耐熱老化劑、0. 1~0. 4份抗 氧劑、5~8份填充劑、18~25份增塑劑和0. 1~0. 3份潤(rùn)滑劑；二、混合：首先將步驟一 稱取的5~8份填充劑和1. 0~1. 4份表面活性劑加入攪拌機(jī)中，在溫度為80°C下預(yù)混合lOmin，再向攪拌機(jī)中加入將步驟一稱取的57~70份聚乳酸、18~25份增塑劑、2~4. 5 份低溫改質(zhì)增韌劑、〇. 1~〇. 4份抗氧劑和0. 1~0. 3份潤(rùn)滑劑，并將攪拌溫度從80°C升溫 至85~100°C，在溫度為85~100°C下攪拌混合6min~8min，得到混合物；三、密煉擠出： 將步驟三得到的混合物與步驟一稱取的0. 1~0. 4份加工助劑和1~3份耐熱老化劑依次 加入高混機(jī)中，并在溫度為100~120°C下攪拌混合6min~8min，經(jīng)過(guò)平行雙螺桿擠出機(jī) 依次進(jìn)行擠出、拉伸、冷卻制粒得到PLA樹脂增韌改性材料；所述的平行雙螺桿擠出機(jī)在擠 出過(guò)程中，從料口到口模處的工藝溫度分別為：1區(qū)：135~140°C、2區(qū)：140~150°C、3區(qū)： 150 ~160°C、4 區(qū)：165 ~170°C、5 區(qū)：170 ~175°C、6 區(qū)：175 ~180°C，熔體壓力為 2MPa~ 10MPa〇
[0019] PLA材料是不均勻的各向異性材料，本發(fā)明目的是通過(guò)共聚接枝的改性原理，在分 子主鏈上引入另一種分子鏈的方法，把耐熱性高的硅酸鹽均勻的分散到PLA的分子中，發(fā) 生共聚反應(yīng)使得分子結(jié)構(gòu)排列整齊，改變聚合物大分子表面結(jié)構(gòu)，將PLA大分子鏈的規(guī)整 度和結(jié)晶度降低，以解決現(xiàn)有PLA材料存在耐熱性差、柔韌性差和抗沖擊性差的問題。因 而提高了產(chǎn)品