[发明专利]用于聚乳酸的复合成核剂、组合物及复合成核剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于聚乳酸的复合成核剂、组合物及复合成核剂的制备方法。复合成核剂包括以下组分：稀土芳基磷酸盐、抗氧剂和增塑剂，其中，稀土芳基磷酸盐为25～105重量份，抗氧剂为1～25重量份，和增塑剂为1～40重量份。本发明的复合成核剂可以明显提高聚乳酸的结晶度以及维卡软化温度。

技术领域

本发明涉及一种用于聚乳酸的复合成核剂、组合物及复合成核剂制备方法。

背景技术

人们对非石油基、可降解的生物基材料的研究日益增多。其中，聚乳酸被认为是最有前途的生物基材料之一。

聚乳酸(Poly lactic acid，PLA)一般以甘庶、玉米等可再生资源为原料制得，降解的最终产物为二氧化碳和水，对环境没有污染。由于PLA具有良好的机械性能、可生物降解性、透明性、安全性以及良好的生物相容性等优点，其应用范围逐步扩大，由最初的包装产品慢慢扩大到农业薄膜、土木建筑、汽车、电子、电器以及日常生活用品等领域。

PLA制品的强度、硬度、热变形温度、维卡软化温度以及尺寸稳定性等与PLA制品的结晶度密切相关。在众多提高聚乳酸结晶速率方法中，最简便的方法是添加成核剂。随着聚乳酸研究和应用的不断拓深，聚乳酸结晶成核剂的开发方向已经由无机成核剂转向有机成核剂。有机成核剂与聚乳酸具有更好的兼容性，同时可以根据聚乳酸的分子结构和成核因素，设计带有特定官能团的有机成核剂，从而极大提高结晶速率、提高结晶度、维卡软化温度和热变形温度等。

CN101423625A公开了一种聚乳酸树脂的快速成核剂，其为具有还原作用的磷化合物金属盐，包括含有三价磷或磷氢键的亚膦酸化合物金属盐、次亚膦酸化合物金属盐和次膦酸化合物金属盐中的一种或多种混合。所述亚膦酸化合物为含有烷基或烷氧羰基的苯基亚膦酸。所述金属盐为锂盐、钠盐、钾盐、钙盐、镁盐和锌盐中的一种或者一种以上的盐。该复合成核剂使得聚乳酸结晶速度快。

CN106565992A公开了一种淀粉负载聚乳酸结晶复合成核剂及其制备方法，其原料包括淀粉和苯基膦酸盐，其重量份配比为9_～99:1。其中，苯基膦酸盐为苯基膦酸钙、苯基膦酸锌、苯基膦酸钡中的一种。该专利文献中复合成核剂用量少，可以降低成本。

CN103554856A公开了一种聚乳酸复合成核剂组合物，包括苯基磷酸盐和硬脂酸盐。所述的苯基磷酸盐金属离子为钙、镁、钡、锌、铝和锂中的一种或几种的组合。该专利文献中的复合成核剂组合物可以加快聚乳酸的结晶速率。

目前为止，还没有稀土芳基磷酸盐作为聚乳酸用成核剂的有关报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的提供一种复合成核剂，其能够用于聚乳酸，并可以改善聚乳酸的结晶度以及提高维卡软化温度。进一步地，本发明的复合成核剂能够提高聚乳酸的韧性。本发明的另一个目的在于提供上述复合成核剂的制备方法。本发明的再一个目的在于提供一种组合物，其包括上述复合成核剂和聚乳酸。本发明采用如下技术方案实现上述目的。

一方面，本发明提供一种用于聚乳酸的复合成核剂，其包括式(1)所示的稀土芳基磷酸盐、抗氧剂和增塑剂；

其中，R₁、R₅独立地选自氢原子、C1～C3烷基，R₂、R₃和R₄独立地选自氢原子、C1～C7烷基，RE³⁺选自镧离子、铈离子、镨离子和钐离子中的一种；

其中，稀土芳基磷酸盐为25～105重量份，抗氧剂为1～25重量份，和增塑剂为1～40重量份。

根据本发明的复合成核剂，优选地，所述复合成核剂还包括以下组分：无机微纳米粉体和偶联剂，其中，无机微纳米粉体的D₅₀为500nm～20μm，其选自高岭土、膨润土、滑石粉、碳酸钙和粉煤灰中的至少一种；偶联剂选自硅烷、钛酸酯和铝酸酯中的一种或两种；