[发明专利]一种增强聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种增强改性聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸是一种由可再生的植物资源为原料的可生物降解高分子，具有良好的生物相容性、可堆肥性、生物降解性，在自然环境中能够逐步降解并最终分解为二氧化碳和水。它是一种热塑性脂肪族聚酯，可以代替传统材料，工业化前景看好，可广泛应用于医疗、农业、包装、服装、土木建筑、日常生活用品等领域。

但聚乳酸加工热稳定性差，结晶速度慢，成型制品收缩率大、尺寸稳定性及耐久性差等缺点，这限制了聚乳酸作为工程塑料的推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种增强聚乳酸复合材料及其制备方法，使得聚乳酸复合材料具有良好的力学及热学性能。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种增强聚乳酸复合材料，其组成按重量配比为：(％)

聚乳酸：       57～93.4％；

玻璃纤维：     5～40％；

抗氧剂：       0.3～0.6％；

润滑剂：       0.8～1.3％；

其它加工助剂： 0.4～1.4％。

其中：所述聚乳酸为以L-乳酸和(或)D-乳酸为主要构成成分的聚合物，其分子量及其分布，只要可以进行实际的成型加工就没有特别的限定，但重均分子量通常为1万以上，优选为4万以上，8～35万为最佳。其熔点优选为120℃以上，更优选为150℃以上。

其中：所述玻璃纤维为用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂处理过的玻璃纤维。玻璃纤维的单纤维直径为5～23微米，以8～20微米为最好；其长度为1～10毫米，以2～3微米为最佳。

其中：所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类中的一种或多种的混合物，其酚类抗氧剂有2，4，6-BHT、E-330、2246或1010，亚磷酸酯类有TNP、168，含硫酯类为DLTP、DSTP。

其中：所述其它加工助剂包括：热稳定剂、紫外光吸收剂。

其中：所述润滑剂为脂肪酸酰胺、脂肪酸类复合物中的一种或多种的混合物。加工时可以有效改善各组分的分散性，改善玻璃纤维与树脂的粘结状态，降低树脂熔体与金属表面的黏附力以及树脂熔体的内摩擦，有利于解决注塑时制件中出现的玻璃纤维外露、熔接痕、表面光泽差、脱模困难等问题。

一种如上所述的增强聚乳酸复合材料的制备方法，包括步骤：

a：先将聚乳酸于45℃真空干燥箱干燥4～8小时；

b：按重量配比称取干燥好的聚乳酸以及各种助剂；

c：将称好的原材料投入到高速混合器中干混3～5分钟；

d：将步骤c中混合好的原料加入到双螺杆挤出机的加料斗中，玻璃纤维采用侧加料方式，混合均匀，熔融挤出，造粒，干燥；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度140～160℃，二区温度150～180℃，三区温度150～180℃，四区温度150～180℃，机头温度150～170℃；停留时间2～3分钟，压力为10～20MPa。

以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明采用经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂处理过的玻璃纤维增强聚乳酸，所制得的玻璃纤维增强聚乳酸复合材料具有良好的力学及热学性能，且制备工艺简单、成本低。

具体实施方式

采用玻璃纤维增强聚乳酸，不仅降低了聚乳酸制品的翘曲性，还可以提高制品的刚性、耐热性及耐久性，降低聚乳酸的成本。玻璃纤维增强聚乳酸复合物适用于电子电器、汽车部件、建筑材料等。

本发明提供一种玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，其组成按重量配比为(％)：聚乳酸57～93.4％；玻璃纤维5～40％；抗氧剂0.3～0.6％；润滑剂：0.8～1.3％；其它加工助剂0.4～1.4％。

其中，所述聚乳酸为以L-乳酸和(或)D-乳酸为主要构成成分的聚合物，其重均分子量通常为1～35万，其熔点为120℃以上；所述玻璃纤维为用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂处理过的玻璃纤维。玻璃纤维的单纤维直径为5～23微米，其长度为1～10毫米；所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类中的一种或多种的混合物，其中适用于本体系的酚类抗氧剂有2，4，6-BHT、E-330、2246、1010，亚磷酸酯类有TNP、168，含硫酯类为DLTP、DSTP；所述其它加工助剂包括热稳定剂、紫外光吸收剂等；润滑剂为脂肪酸酰胺、脂肪酸类复合物中的一种或多种的混合物。