[发明专利]一种完全生物降解聚乳酸复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及用于高分子材料领域，特别涉及一种完全生物降解聚乳酸复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种以谷物淀粉为原料，经生物发酵得到乳酸，再经聚合反应，最终得到聚乳酸树脂。它有两大优点:第一，可生物降解，在土壤中容易分解为一氧化碳和水，可被植物吸收，循环利用。第二，为非石油基塑料，来源于植物等可再生资源，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内烯，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。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，具有工艺简单，效果明显的优点。目前市面上也存在着各种聚乳酸与传统塑料混炼而成的生物降解材料，但由于提高其韧性需加入不少份量的传统塑料成分，因此不能做到完全降解，实际上，有很多仅仅属于表观崩解而并非真正意义上的生物降解。因此如何使聚乳酸的韧性得到提高而又不影响其生物降解性能是扩大聚乳酸应用必须解决的问题。

发明内容

综上所述，本发明有必要提供一种完全生物降解聚乳酸复合材料。

进一步地，还有必要提供一种所述完全生物降解聚乳酸复合材料的制备方法。

进一步地，还有必要提供一种所述完全生物降解聚乳酸复合材料的应用。

一种完全生物降解聚乳酸复合材料，所述完全生物降解聚乳酸复合材料包括如下按重量份数计算的组分：

高分子量聚乳酸  100份；

低分子量聚乳酸  10~40份；

生物降解共聚酯  10~30份；

增塑剂          2~8份；

无机填料        5~20份；

抗氧剂          0.1~0.5份；

润滑剂          0.1~1份；

所述高分子量聚乳酸的重均分子量为10万<Mw≤20万；所述低分子量聚乳酸的重均分子量为6万≤Mw≤10万。

一种完全生物降解聚乳酸复合材料，所述完全生物降解聚乳酸复合材料由如下按重量份数计算的组分组成：

高分子量聚乳酸  100份；

低分子量聚乳酸  10~40份；

生物降解共聚酯  10~30份；

增塑剂          2~8份；

无机填料        5~20份；

抗氧剂          0.1~0.5份；

润滑剂        0.1~1份；

所述高分子量聚乳酸的重均分子量为10万<Mw≤20万；所述低分子量聚乳酸的重均分子量为6万≤Mw≤10万。

其中，所述生物降解共聚酯可以为由二元羧酸单体与二元醇单体缩合反应得到。

其中，所述二元羧酸单体可以选自脂肪族二元酸、脂肪族二元酸的酯化衍生物、芳香族二元酸或芳香族二元酸的酯化衍生物中的任意一种或其组合；

所述二元醇单体可以选自脂肪族二元醇。

其中，所述二元羧酸单体中，可以含有2~22个碳原子。

其中，所述二元醇单体中，可以含有2~22个碳原子。

其中，所述生物降解共聚酯可以为聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、丁二酸丁二醇酯与己二酸丁二醇酯的共聚物（PBSA）或己二酸丁二醇酯与对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物（PBAT）。

所述PBS的重均分子量没有特别的限定，为本领域常用的PBS。通常地，其重均分子量Mw约在10~30万之间。

所述PBSA的重均分子量没有特别的限定，为本领域常用的PBSA。通常地，其重均分子量Mw约在10~30万之间。

所述PBAT的分子量没有特别的限定，为本领域常用的PBAT。通常地，其熔体流动速率（MFR）为2~8g/10min(190°C/2.16kg)。

其中，所述增塑剂可以选自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中的任意一种或其组合。

其中，所述无机填料可以选自碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、钛白粉、高岭土、硅藻土中的任意一种或其组合。

其中，所述抗氧剂可以选自[β-（3,5-二叔丁基-4-烃基苯基）丙酸]季戊四醇酯，2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，亚磷酸4,4-二异叉双酚(12-14)碳烷基酯，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的任意一种或其组合。