一種耐熱聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種耐熱聚乳酸復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乳酸是一種可生物降解的疏水性脂肪族熱塑性聚酯，主要來(lái)源于玉米、馬鈴薯 等植物資源，價(jià)格低廉，同時(shí)由于其原料為植物資源，碳排放量少。此外，聚乳酸不以石油為 基礎(chǔ)，與生物基體有較好的相容性，其制品無(wú)毒無(wú)刺激性，具有優(yōu)異的透明性和生物降解性 能，易被自然界的多種微生物或動(dòng)植物體內(nèi)的酶分解代謝，最終形成二氧化碳和水，是一種 真正意義上的綠色環(huán)保材料，備受人們的廣泛關(guān)注。然而，聚乳酸材料的熱穩(wěn)定性差，純聚 乳酸材料的熱變形溫度只有55~60°C，這嚴(yán)重制約著其應(yīng)用。為此，需要對(duì)聚乳酸材料進(jìn)行 改性，以提尚其耐熱性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了改善聚乳酸材料的耐熱性，提供一種耐熱聚乳酸復(fù)合 材料及其制備方法。
[0004] 技術(shù)方案：為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種耐熱聚乳酸復(fù)合材料，由以下質(zhì)量 份的原料制成：聚乳酸樹(shù)脂36~50、檸檬酸三丁酯8~14、均苯三甲酸三酰胺5~9、納米鈣鑭 合金粉4~9、碳酸鎂粉2~6、赤蘚糖醇4~7、二烷基二硫代磷酸氧鉬8~11、壬基酚聚氧乙烯醚 3~9、茂金屬聚乙烯5~10、抗氧劑1~4和硅烷偶聯(lián)劑2~4。
[0005] 優(yōu)選的，所述的耐熱聚乳酸復(fù)合材料，由以下質(zhì)量份的原料制成：聚乳酸樹(shù)脂43、 檸檬酸三丁酯11、均苯三甲酸三酰胺6、納米鈣鑭合金粉7、碳酸鎂粉4、赤蘚糖醇6、二烷基 二硫代磷酸氧鉬9、壬基酚聚氧乙烯醚6、茂金屬聚乙烯8、抗氧劑2和硅烷偶聯(lián)劑3。
[0006] 優(yōu)選的，所述抗氧劑為三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯。
[0007] 優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑為苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰 氧基丙基甲基二甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一種。
[0008] 優(yōu)選的，所述納米鈣鑭合金粉中鈣和鑭的質(zhì)量比為5:1~8:1。
[0009] -種耐熱聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 以重量份計(jì)，稱取各原料； 2) 將納米鈣鑭合金粉、碳酸鎂粉、二烷基二硫代磷酸氧鉬投入到高速攪拌機(jī)中混合均 勻，再加入余下原料充分混合均勻后，轉(zhuǎn)移到同向雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒得到半成 品顆粒； 3) 將步驟2)中的半成品顆粒經(jīng)注塑機(jī)進(jìn)行注塑成型； 4) 最后置于80°C烘箱中烘烤8小時(shí)即得所需聚乳酸復(fù)合材料。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟2)中的擠出造粒溫度為170~220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180~250rpm，螺 桿長(zhǎng)徑比為30:1~50:1。
[0011] 優(yōu)選的，所述步驟3)中的注塑機(jī)中的注塑模具的收縮率為0. 5~0. 7%。
[0012] 本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明所制備的聚乳酸復(fù)合材料，通過(guò)加入納米鈣鑭 合金粉和赤蘚糖醇，提高了聚乳酸復(fù)合材料的耐熱性和機(jī)械性能。本發(fā)明所制備的聚乳酸 復(fù)合材料，經(jīng)測(cè)試，其維卡軟化溫度為l〇7~126°C，拉伸強(qiáng)度為65~74Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度為 9. 3~11. 2MPa，顯示良好的耐熱性和機(jī)械性能。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明具體實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng) 當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限 制。
[0014] 實(shí)施例1 一種耐熱聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 以重量份計(jì)，稱取各原料：聚乳酸樹(shù)脂36千克、檸檬酸三丁酯8千克、均苯三甲酸三 酰胺5千克、納米鈣鑭合金粉4千克、碳酸鎂粉2千克、赤蘚糖醇4千克、二烷基二硫代磷酸 氧鉬8千克、壬基酚聚氧乙烯醚3千克、茂金屬聚乙烯5千克、抗氧劑1千克和硅烷偶聯(lián)劑 2千克； 2) 將納米鈣鑭合金粉、碳酸鎂粉、二烷基二硫代磷酸氧鉬投入到高速攪拌機(jī)中混合均 勻，再加入余下原料充分混合均勻后，轉(zhuǎn)移到同向雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒得到半成 品顆粒，其中擠出造粒溫度為170°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180rpm，螺桿長(zhǎng)徑比為30:1; 3) 將步驟2)中的半成品顆粒經(jīng)注塑機(jī)進(jìn)行注塑成型，其中注塑機(jī)中的注塑模具的收縮 率為0. 5%; 4) 最后置于80°C烘箱中烘烤8小時(shí)即得所需聚乳酸復(fù)合材料。
[0015] 優(yōu)選的，所述抗氧劑為三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯。所述硅烷偶聯(lián)劑為苯 基三甲氧基硅烷。所述納米鈣鑭合金粉中鈣和鑭的質(zhì)量比為5:1。
[0016] 實(shí)施例2 一種耐熱聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 以重量份計(jì)，稱取各原料：聚乳酸樹(shù)脂42千克、檸檬酸三丁酯11千克、均苯三甲酸 三酰胺7千克、納米鈣鑭合金粉6千克、碳酸鎂粉4千克、赤蘚糖醇6千克、二烷基二硫代磷 酸氧鉬10千克、壬基酚聚氧乙烯醚6千克、茂金屬聚乙烯7千克、抗氧劑2千克和硅烷偶聯(lián) 劑3千克； 2) 將納米鈣鑭合金粉、碳酸鎂粉、二烷基二硫代磷酸氧鉬投入到高速攪拌機(jī)中混合均 勻，再加入余下原料充分混合均勻后，轉(zhuǎn)移到同向雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒得到半成 品顆粒，其中擠出造粒溫度為195°C，螺桿轉(zhuǎn)速為215rpm，螺桿長(zhǎng)徑比為40:1 ; 3) 將步驟2)中的半成品顆粒經(jīng)注塑機(jī)進(jìn)行注塑成型，其中注塑機(jī)中的注塑模具的收縮 率為0. 64%; 4) 最后置于80°C烘箱中烘烤8小時(shí)即得所需聚乳酸復(fù)合材料。
[0017] 優(yōu)選的，所述抗氧劑為三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯。所述硅烷偶聯(lián)劑為乙 烯基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲基硅烷按重量比為3:2的復(fù)配。所述納 米鈣鑭合金粉中鈣和鑭的質(zhì)量比為6:1。
[0018] 實(shí)施例3 一種耐熱聚乳酸復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 以重量份計(jì)，稱取各原料：聚乳酸樹(shù)脂43千克、檸檬酸三丁酯11千克、均苯三甲酸 三酰胺6千克、納米鈣鑭合金粉7千克、碳酸鎂粉4千克、赤蘚糖醇6千克、二烷基二硫代磷 酸氧鉬9千克、壬基酚聚氧乙烯醚6千克、茂金屬聚乙烯8千克、抗氧劑2千克和硅烷偶聯(lián) 劑3千克； 2) 將納米鈣鑭合金粉、碳酸鎂粉、二烷基二硫代磷酸氧鉬投入到高速攪拌機(jī)中混合均 勻，再加入余下原料充分混合均勻后，轉(zhuǎn)移到同向雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒得到半成 品顆粒，其中擠出造粒溫度為190°C，螺桿轉(zhuǎn)速為210rpm，螺桿長(zhǎng)徑比為38:1 ; 3) 將步驟2)中的半成品顆粒經(jīng)注塑機(jī)進(jìn)行注塑成型，其中注塑機(jī)中的注塑模具的收縮 率為0. 5% ; 4) 最后置于80°C烘箱中烘烤8小時(shí)即得所需聚乳酸復(fù)合材料。
[0019]