[发明专利]一种高熔体流动性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流动性聚乳酸复合材料及其制备方法，属于聚合物加工与改性技术领域。本发明利用乳酸‑己内酯无规共聚物作为流动助剂，通过控制添加量与聚乳酸材料共混，乳酸‑己内酯无规共聚物与聚乳酸材料有良好的相容性，可以均匀分散，共聚物中不相容段有效屏蔽基体链的缠结，提高熔体的流动性。所得复合材料具有高熔体流动性且力学性能提高。可广泛应用在塑料结构件、薄壁注塑、纤维纺丝、塑料包装、汽车内饰件、医用耗材等领域，前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种高熔体流动性聚乳酸复合材料及其制备方法，属于聚合物加工与改性技术领域。

背景技术

由于石油资源短缺和环境污染严重的问题日益突出，环境友好型材料愈加受到人们的青睐。聚乳酸(PLA)是一种生物基、生物可降解的材料，其合成原料来源于玉米等植物资源，来源充分且可再生。此外，聚乳酸还具有良好的生物相容性、加工性和力学强度，是理想的绿色高分子材料。

新型加工技术的兴起对聚乳酸的性能提出了新的要求，例如薄壁注塑加工是一种生产超薄壁厚制件的加工技术，其具有节省原料，缩短加工周期等优点，要求聚合物具有极高的流动性及加工稳定性。而聚乳酸的熔体流动性尚未满足薄壁注塑加工的需求，容易造成熔体不充满型腔等问题。因此提高聚乳酸的熔体流动性称为聚乳酸加工领域中亟待解决的问题。

添加流动助剂可以有效提高聚合物熔体流动性，专利CN101175804公开了一种高流动性的聚酯组合物，其中流动助剂包含季戊四醇、3-羟甲基-氨基甲烷、1,1-二羟甲基-1-氨基丙烷、1,1,1-三羟甲基乙烷等小分子含氨基、羟基、羟甲基的化合物，有效的提高了聚酯的熔体流动性。但小分子添加剂具有易迁移的不足，其中所含的氨基也会造成酯键的氨解，降低聚合物的力学性能。专利CN1563187公开了一种高流动性玻纤增强PBT的制备方法，其加入的不饱和聚烯烃有效的提高了组合物的流动性，大分子的结构以及表面具有的极性结构使其不易迁移，但不饱和聚烯烃不易发生降解，限制了其在降解材料中的应用。加入同种结构的低分子量聚酯也可以提高聚合物的熔体流动性，例如一种具有大环寡聚酯结构的CBT(类似PBT结构)，本身具有极低的熔体粘度，高温下可像水一样流动，以其为流动助剂加入PBT中可有效降低PBT的熔体粘度(CN1043514A)。应用在PET及PBT等聚酯上的流动助剂种类繁多，但目前对于聚乳酸的流动助剂研究很少，针对于其他聚酯的流动助剂不一定适用于聚乳酸材料。因此，有必要发明一种针对于聚乳酸材料的，具有良好降解性能且较少基体力学性能的流动助剂。

发明内容

本发明的聚乳酸复合材料具有较高的熔体流动性能，同时具有良好的生物降解性能以及与原基体相近的性能。可广泛应用于塑料结构件、塑料包装、汽车内饰件、医用耗材等领域。

本发明第一个目的在于提供一种乳酸-己内酯共聚物在改善聚乳酸材料流动性中的应用，所述应用是将乳酸-己内酯共聚物作为流动助剂添加到聚乳酸材料中。

在本发明的一种实施方式中，所述乳酸-己内酯共聚物与聚乳酸材料与质量比为(0.1-5)：(95-99.9)。即，乳酸-己内酯共聚物相对总质量的质量分数为0.1％-5％(总质量是指乳酸-己内酯共聚物与聚乳酸的质量总和)。

本发明的一种实施方法中，所述聚乳酸材料为聚乳酸的质量百分含量大于50％的聚合物材料。即，可以是纯聚乳酸聚合材料；或者可以是聚乳酸与其它聚合物混合的聚合材料，其中，聚合材中聚乳酸的质量百分含量大于50％，其它聚合物包括如下任意一种或多种：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(PBAT)，丁二酸-丁二醇酯(PBS)，聚乙醇酸(PGA)，聚碳酸酯(PC)，聚碳酸亚丙酯(PPC)，聚-β-羟丁酸(PHB)，聚氯乙烯(PVC)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)；或者可以是聚乳酸与其他聚合物或者填料、助剂等的混合物。