[发明专利]一种高韧性聚乳酸(PLA)产品及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及高韧性聚乳酸产品的制备方法，以及由所述方法获得的制品。

背景技术

聚乳酸作为一可生物降解的环境友好材料已经为大家所公认，其制品在许多领域得到应用，例如，薄膜作为包装材料使用，或者作为食品饮料容器、托盘等。用可生物降解的聚乳酸制品替代当前使用的聚烯烃不可降解材料具有广泛的应用前景。但一般的聚乳酸因分子间作用力大，制品的拉伸强度高，但断裂伸长率低，薄膜及制品硬而脆，影响了该可生物降解制品在包装材料领域的使用。为了解决该问题，中国专利(公开号CN101328307)公开了一种PLA增塑产品的生产方法，是用PLA-PBS-PLA共聚物与PLA共混形成PLA增塑产品；公开号CN101525411A设计一种PLA-PEG-PLA共聚物与PLA共混形成PLA增塑产品，以及采用改性淀粉(CN101602884A)制备的PLA复合材料，还有其他一些采用小分子增塑剂如柠檬酸三丁酯(申请号200510050275)作为PLA增塑剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺流程简单、高韧性PLA制品的组合物及其制备方法。

在一个实施方案中，本发明公开了一种用于加工制备高韧性聚乳酸粒料的组合物，该材料组合物包括增韧改性剂，相容剂、增塑剂、极少量成核剂、热稳定剂。

在另一个实施方案中，本发明公开了一种制备高韧性PLA粒料的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将聚乳酸原料、相容剂、增塑剂、成核剂、热稳定剂。

在25-180℃温度范围内进行混合；

(2)将步骤(1)的混合物及高分子量聚氨酯加入挤出造粒机中在120-250℃范围内挤出造粒。

在另一个实施方案中，本发明公开了一种制备高韧性PLA薄片材料的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将聚乳酸原料、相容剂、增韧改性剂、成核剂、热稳定剂。

在25-180℃温度范围内进行混合；

(2)将步骤(1)的混合物及高分子量聚氨酯加入挤出造粒机中在120-250℃范围内挤出造粒。

(3)将步骤(2)得到的粒料在130-250℃范围内在流延机上留言成片，得到厚度为80-300μm断裂伸长率在50％以上PLA片材。

在另一个实施方案中，本发明公开了由上述方法所获得的薄膜制品，例如作为包装材料的薄膜，作为环保型购物袋和垃圾袋使用的薄膜等。

附图说明

图1改性前PLA和经本发明改性后PLA组合物的的差热分析(DSC)图。

图2是改性前(A)PLA和经本发明改性后(B)PLA组合物的断裂伸长率。

图3本发明增韧改性后PLA组合物的结晶度分析。

具体实施方式

本发明提供了一种用于制备高韧性PLA粒料的组合物，所述的组合物包括但不限于下列一种或几种的组合物：高分子量聚氨酯PU、乙二醇、丙三醇、山梨醇、聚乙二醇、三羟甲基丙烷，乙烯-醋酸乙烯共聚物。本发明优选上述化合物的一种或几种的组合，其中增韧改性剂的用量为10wt％-60wt％，优选10wt％-50wt％，以聚乳酸重量100wt％记。其中PLA剂和增韧改性剂的质量比为6∶1-1∶1。

本发明组合物中所用高分子量聚氨酯PU的维卡软化温度为55-75度。

本发明组合物中所用乙二醇的分子量范围200-6000.优选200-2000.

本发明组合物中增韧改性剂的用途除了增韧改性外，还有诱导结晶改变PLA结晶的作用，其改性前后PLA体系的变温DSC结晶度分析如图四所示。

本发明用于制备高韧性PLA粒料组合物中的相容剂、成核剂、热稳定剂包括但不限于以下中的一种或几种：

四[B-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯

双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸丙酰)联氨

磷酸[3，5(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基单乙基酯钙盐

3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸酯

硫代二丙酸二月桂酯

硫代二丙酸二硬脂醇酯

季戊四醇四硬脂酸酯

12-羟基硬脂酸甘油酯

三羟甲基丙烷三硬脂酸酯

三羟甲基丙烷硬脂酸钡

二羟甲基丙烷

四羟甲基丙烷

单油酸甘油酯

二氧化钛、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌

蒙脱土、纳米水滑石、纳米瓷土等。