[发明专利]一种高韧高耐热聚乳酸合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料及其制备方法，特别属于聚乳酸合金材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，其生产过程无污染，而且可以生物降解，因此是理想的绿色高分子材料。近年来，PLA在汽车内饰、纺织、包装、医学领域的应用得到了长足的发展。PLA因其无毒、良好的生物相容性、可生物降解性且最终降解产物为CO₂和H₂O，以及其性能可在很大范围内通过共聚、共混、分子修饰、复合等方法得到调节，已经成为当前最受重视的材料之一。

PLA具有良好的强度和刚性，但柔软性、冲击性能和耐热性能差。如果应用于韧性和耐热性要求高的场合，必须对PLA进行改性。而由于增韧改性和耐热改性是一个矛盾的对立体，因而目前的改性主要是针对增韧或耐热某一方面的改性，同时针对二者的改性研究较少。

发明内容

本发明所要解决的第1个技术问题是提供一种高韧、高耐热聚乳酸合金材料；

本发明所要解决的第2个技术问题是上述材料的制备方法。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种高韧高耐热聚乳酸合金材料，含有以下重量份的物质：

所述聚乳酸分子量为10～30万。

所述耐热型人工高分子为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚丁二酸丁二醇酯、尼龙6、尼龙66，聚对苯二甲酸乙二醇酯其中的一种或几种。

所述增韧剂为丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)，甲基丙烯酸甲酯共聚物(ACR)，甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物(MBS)、苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SEBS)中的一种。

所述水解抑制剂为N，N-二异丙基碳二亚胺(DIC)、二环己基碳二亚胺(DCC)、N，N-双(2，6-二异丙基苯)碳二亚胺(TIC)中的一种。

所述的抗老化剂为受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐、金属钝化剂、二苯甲酮类和苯并三唑类光稳定剂中的一种或几种混合。

所述抗氧剂为四(β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯，β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸环己酯，硫代二丙酸二月桂酯中的一种。

本发明的制备方法为：

(1)将聚乳酸、耐热型人工高分子，增韧剂分别在50-80℃下真空干燥3-8小时除去水分；

(2)将上述获得的耐热型人工高分子和增韧剂与水解抑制剂、抗老化剂、抗氧剂等按照配比在干燥的高速搅拌机中进行搅拌，使其混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行反应，聚乳酸采取侧位强制进料；产物冷却切粒，于真空度小于-0.1MPa，温度为50-80℃，烘干3-8小时，得到增韧耐热的聚乳酸合金母粒；其中，螺杆转速为25rpm～180rpm，挤出温度为180℃～270℃。

本发明的聚乳酸采取侧位进料的方式，解决了聚乳酸与耐热型高分子加工温度不一致，易造成聚乳酸分解和耐热型高分子塑化不完全的缺点。并且合金材料熔体强度高，无需加入任何熔体增强剂。

本发明与现有技术相比，实现了PLA复合材料韧性和耐热性的同时提高。作为聚合物改性的重要途径之一，共混改性不仅简单易行、成本低廉，而且共混体系能综合均衡各组分的性能，取长补短，消除各单一组分性能上的弱点，获得综合性能较为理想的聚合物材料。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

实施例1

(1)将聚乳酸、聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯、ABS分别在50℃下真空干燥8小时除去水分；

(2)将上述经过干燥后的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和ABS与水解抑制剂碳二亚胺、抗老化剂受阻胺类抗氧剂、抗氧剂四(β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯按照配比在干燥的高速搅拌机中搅拌，使其混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行反应，螺杆转速为180rpm，挤出温度为270℃；聚乳酸采取侧位强制进料与其他物质共混挤出，产物风冷切粒，真空烘干，得到增韧耐热的聚乳酸母粒。

其中，重量百分比：聚乳酸含量为35％，耐热型人工高分子聚碳酸酯含量44％、聚甲基丙烯酸甲酯含量10％，增韧剂ABS含量为10％，水解抑制剂DIC含量为0.4％，抗老化剂受阻胺类抗氧剂含量为0.5％，抗氧剂四(β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯含量为0.1％。

实施例2

(1)将聚乳酸、聚甲醛、ACR分别在70℃下真空干燥5小时除去水分；