[发明专利]一种透明和增韧的聚乳酸树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种透明和增韧的聚乳酸树脂及其制备方法。

背景技术

与传统的石油基塑料不同，聚乳酸是由植物淀粉发酵而得的乳酸聚合而成，这是一种可再生资源。在石油能源日趋紧张的情势下，开发研究聚乳酸树脂显得尤为重要。聚乳酸本身的性能类似于通用塑料聚丙烯，如模量高、抗张强度大和可加工性能好。但是，聚乳酸的脆性严重，抗冲击强度小于5KJ/m²，严重的限制了它的广泛应用。

聚乳酸还具有较好的加工性能和透明性，能适用于传统的挤出、注塑、吹塑等加工方法。

因此，针对聚乳酸的脆性严重的缺点国内外在积极地开展改性研究，采用多组分共混改性的方法提高聚乳酸的韧性是目前的主要技术手段，但聚乳酸经共混增韧后一般难以保持聚乳酸树脂的透明性，如何获得既有高韧性，又具有透明性的聚乳酸树脂是制备食品包装薄膜和饮料瓶等制品的要求。

透明高韧性聚乳酸的共混改性研究较少，聚乳酸/增塑剂共混改性，将聚乳酸与小分子或低分子增塑剂共混，达到对聚乳酸增塑甚至增韧的目的，同时保持聚乳酸的透明性。柠檬酸酯类(柠檬酸酯增塑改性聚乳酸.(高分子材料科学与工程，(2008)，24(1)：151-154.)、环氧大豆油增塑剂共混的研究(Polymer Bulletin，(2009)，62(1)：91-98.)。

聚乳酸与三乙酸甘油酯、润滑剂等组分共混制备聚乳酸树脂，用于制备抗撕裂、高透明聚乳酸薄膜(CN1304471C)。

申请号为200910066621的中国发明专利研究了一种透明的可生物降解的聚乳酸纳米复合材料及其制备方法。该纳米复合材料成分包括聚乳酸，纳米二氧化硅，增塑剂，抗氧剂和润滑剂；该纳米复合材料完全生物降，与纯聚乳酸相比，热稳定性明显提高，有良好的透明性和拉伸强度及断裂伸长率。可在农用产品、食品包装和日常用品等方面广泛应用。

申请号为200710023106的中国发明专利公开了一种聚乳酸共混物及其用途。该共混物主要由聚乳酸、纳米二氧化硅、酰胺类化合物组成。该共混物在保持聚乳酸透明性的同时，与聚乳酸相比，具有更高的熔融结晶和更低的冷结晶温度。

申请号为200510067228的中国发明专利提供了生产透明的聚乳酸材料的方法，捏合聚乳酸和在其分子中具有两个或更多个双键的单体；在聚乳酸的熔点至200℃的温度下模塑捏合产物以获得模塑制品；在模塑后淬火该模塑制品；以及将淬火过的模塑制品进行交联处理，以便防止聚乳酸的分子进行再结晶，制得透明的聚乳酸材料。

申请号为200710023108的中国发明专利公开了一种聚乳酸和改性纤维素共混物及制备方法和耐热高分子材料，共混物主要由70～100重量份聚乳酸与30～90重量份改性纤维素共混而成。将该聚乳酸/改性纤维素共混物经熔融、成型后得到的厚度为0.02～5mm的、具有一定透明性的耐热成型品。由聚乳酸和改性纤维素共混物制得的耐热高分子材料具有良好耐热性与一定透明性。

申请号为200510049546的中国发明专利公开了一种聚乳酸环保全降解塑料及其生产方法。聚乳酸与聚乙烯醇，环氧大豆油等助剂经高速混合，造粒烘干制成聚乳酸全降解塑料。产品透明、柔软，机械强度高，防潮、防腐，气体阻隔性好。

以上国内外对聚乳酸透明改性研究，虽可保持聚乳酸树脂的透明性，但均未研究提高其聚乳酸树脂抗冲击强度的方法，而聚乳酸树脂的脆性严重是影响聚乳酸广泛应用的主要问题。保持高透明度，同时具有高抗冲击强度，可使制品不易断裂，薄膜制品抗撕裂，是满足聚乳酸树脂在注塑制品、饮料瓶、薄膜和片材挤出、吹膜挤压及压延加工要求的非常重要的性能。

发明内容

为了解决已有技术存在的问题，本发明提供了一种透明和增韧的聚乳酸树脂及其制备方法。

本发明提供一种透明和增韧的聚乳酸树脂，其配方的组成成分和质量份数配比为：聚乳酸100份，增韧剂10-22份，增塑剂2-15份，抗氧剂0.1-1份；

所述的聚乳酸的数均分子量为5-20万道尔顿；

所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物，其中，甲基丙烯酸甲酯的质量百分比含量为10-25％，丙烯酸丁酯的质量百分比含量为90-75％；

增塑剂为乙酰柠檬酸三正丁酯、柠檬酸三正丁酯、柠檬酸三乙酯或乙酰柠檬酸三乙酯；

抗氧剂为四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基)丙酸)季戊四醇酯与亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯的复合物，两者的质量配比为1∶2。

一种透明和增韧的聚乳酸树脂的制备方法如下：