[发明专利]一种高熔体强度聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高熔体强度聚乳酸复合材料及其制备方法，以聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、支化剂、滑石粉、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙基甲基丙烯酸酯共聚物和扩链剂为原材料，经混合制粒后制得。本发明在聚乳酸复合材料中加入扩链剂和支化剂，以及无机填充有效提升复合材料中聚乳酸的分子量，增加分子链长度，增加分子链间的缠结与相互作用，最终达到提升聚乳酸复合材料熔体强度的目的。

技术领域

本发明涉及聚乳酸复合材料技术领域，更具体地，涉及一种高熔体强度聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸是以天然生物质材料淀粉为主要原料经过发酵、分离、聚合等多道工艺制备而成的具有较高生物相容性与可生物降解性的工程塑料，现已广泛应用于日常用品的加工，替代传统石油基塑料。但是聚乳酸分子链中长支链比较少，熔体强度较低，在加工过程中可用温度范围较窄。在制膜过程中因应变硬化不足，吹膜过程中膜泡不稳定，容易破裂，其片材在热成型过程中因材料硬度过高而会导致材料过早拉裂，甚止无法正常成型。

另一方面因为聚乳酸材料的密度较高，在代替传统塑料的应用过程中，成本会大大增加，而通过发泡则可以大大降解单位制品的成本，然而聚乳酸材料因其熔体强度太低而不能承受发泡过程中泡孔长大过程的受力而导致泡孔过早破裂，而不能正常发泡，必须通过配方改性改善聚乳酸材料的熔体强度才可以解决上述问题。普遍的解决办法是在聚乳酸树脂中加入大量的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，加入量通常需要超过50wt％，但是过多地加入会造成材料刚度大幅度下降，不能满足制品对高模量的需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供给一种高熔体强度聚乳酸复合材料，通过延长分子链、构建三维交联网络来实现增强聚乳酸复合材料的熔体强度。

本发明的另一目的在于提供上述高熔体强度聚乳酸复合材料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高熔体强度聚乳酸复合材料，所述复合材料由以下质量分数的原材料组成：聚乳酸：50-90wt％、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯：5-40wt％、支化剂：0.3～2.5、滑石粉：0.2-10wt％、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙基甲基丙烯酸酯共聚物：0.1-4wt％、扩链剂：0.1-4wt％，上述原材料的质量分数之和为100％。

进一步地，所述支化剂为马来酸酐和异氰酸酯。

进一步地，所述马来酸酐的质量分数为0.1-0.5wt％，所述异氰酸酯的质量分数为0.2-2wt％。

进一步地，所述扩链剂为环氧接枝聚乙烯蜡。

进一步地，所述环氧接枝聚乙烯蜡接枝率大于20％。

优选地，所述环氧接枝聚乙烯蜡接枝率为25％。

进一步地，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙基甲基丙烯酸酯共聚物的接枝率为3-8％。

优选地，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙基甲基丙烯酸酯共聚物的接枝率为5％。

进一步地，所述滑石粉粒径为8000-20000目。

一种上述高熔体强度聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：将各原材料同时加入高速混合机,先以1500rpm高速混合5-30分钟，再切换至低速750rpm高速混合5-10分钟；随后将混合物倒入平行双螺杆挤出机料斗内混炼挤出制粒。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过引入聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯,有效提升复合材料的韧性，配合基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙基甲基丙烯酸酯共聚物相容剂的偶联作用提升两相的相容性。