專利名稱：一種聚乳酸生物工程塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種聚乳酸生物工程塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚乳酸樹(shù)脂是一種由淀粉經(jīng)生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為乳酸、乳酸經(jīng)聚合而得到的高分子材料，其具有良好的生物降解性能，在自然環(huán)境中通過(guò)微生物產(chǎn)生的酶作用最終降解成無(wú)機(jī)物質(zhì)如水和二氧化碳，是可再生的環(huán)境友好型生物降解塑料。近年來(lái)，由于環(huán)保要求和石油資源的短缺，聚乳酸樹(shù)脂越來(lái)越受人們的重視。但是，由于聚乳酸樹(shù)脂存在韌性差、熱變形溫度低、加工溫度范圍較窄等缺點(diǎn)，其應(yīng)用受到很大限制，特別是要求具有較高韌性、耐熱性的產(chǎn)品領(lǐng)域。為克服聚乳酸樹(shù)脂的缺點(diǎn)，目前主要的手段是通過(guò)與增塑劑共混提高聚乳酸樹(shù)脂的韌性，例如授權(quán)公告號(hào)為CN100532453C、發(fā)明名稱為“一種吸塑用聚乳酸泡沫塑料片材及其制備方法”的中國(guó)專利中，公開(kāi)了一種吸塑用聚乳酸泡沫塑料及制備方法，由擠出機(jī)直接擠出、發(fā)泡定型而制備獲得，其原料組分中包括增韌劑、增強(qiáng)劑等增塑劑，使聚乳酸塑料的耐抗沖擊性能得到提高，適用于制備吸塑用聚乳酸泡沫塑料。目前這類應(yīng)用增塑劑的方法雖然能提高聚乳酸塑料的個(gè)別性能，但其綜合性能仍存在不足，無(wú)法滿足要求具有高抗沖擊性能、高韌性和高耐熱性的產(chǎn)品領(lǐng)域的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有高抗沖擊性能、高延展性和高耐熱性能的聚乳酸生物工程塑料及其制備方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種聚乳酸生物工程塑料，由原料共混后直接擠出而獲得或由原料熔融共混后壓制而獲得，其原料組分按重量份計(jì)的配比如下聚乳酸樹(shù)脂 5 95份，聚碳酸酯 4 90份，抗沖擊改性劑 1 50份；所述抗沖擊改性劑為共聚物抗沖擊改性劑，所述共聚物抗沖擊改性劑由按質(zhì)量百分比計(jì)的以下比例的組分單體共聚而成a.乙烯單體10 92%，
b.通式為CH2 = CR1的烯烴單體 5 80 %，c.通式為CH2 = C (R2) CO2R3的烯基化合物單體0. 4 30 % ；所述R1為含3 9個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，R2為氫或含有1 5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，R3為縮水甘油基。所述乙烯單體的優(yōu)選比例為15 90%。所述通式為CH2 = CR1的烯烴單體的優(yōu)選比例為8 70%。
所述通式為CH2 = C(R2)CO2R3的烯基化合物單體的優(yōu)選比例為1 20%。一種聚乳酸生物工程塑料的制備方法，包括以下步驟 (1)按計(jì)量將聚乳酸樹(shù)脂、聚碳酸酯、抗沖擊改性劑混合均勻；(2)用擠出機(jī)擠出，擠出機(jī)的溫度控制在180 210°C ；(3)將擠出料注塑成型，注塑壓力為0. 6 0. 7MPa,注射速度為50 70毫米/秒， 模溫為30 90°C。一種聚乳酸生物工程塑料的制備方法，包括以下步驟(1)按計(jì)量將聚乳酸、聚碳酸酯、抗沖擊改性劑混合；(2)用密煉機(jī)熔融共混4 12分鐘，熔融共混溫度控制在150 210°C ；(3)將熔融共混后的材料壓制成型，壓制溫度控制在160 210°C。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明通過(guò)將聚乳酸樹(shù)脂與聚碳酸酯、共聚物抗沖擊改性劑進(jìn)行合理混配，可以克服聚乳酸存在的缺陷，制備出具有高抗沖擊性、高延展性和高耐熱性的聚乳酸生物工程塑料。2、本發(fā)明所述的聚乳酸生物工程塑料，以來(lái)源于可再生植物的聚乳酸部分替代傳統(tǒng)的日漸枯竭的石油原料，是一種環(huán)境友好材料，符合環(huán)保要求，對(duì)減少污染、保護(hù)環(huán)境具有有益的效果。3、本發(fā)明所述的聚乳酸生物工程塑料由于具有高抗沖擊性、高延展性和高耐熱性，可廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、電腦等電子產(chǎn)品和汽車部件等領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1將聚乳酸樹(shù)脂95份、聚碳酸酯4份、共聚物抗沖擊改性劑1份進(jìn)行混合，其中共聚物抗沖擊改性劑由按質(zhì)量百分比計(jì)的以下比例的組分單體共聚而成10%乙烯單體、80% 通式為CH2 = CR1的烯烴單體(R1為含3 9個(gè)碳原子的烷基基團(tuán))、10%通式為CH2 = C (R2) CO2R3的烯基化合物單體(R2是氫或含有1 5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)、R3是縮水甘油基)；將混合均勻后的物料通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出，擠出機(jī)的溫度控制在180 210°C ；將擠出料注塑成型，注塑壓力為0.6MPa，注射速度為50毫米/秒，模溫為30°C。注塑制成的聚乳酸生物工程塑料樣條進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，得到的結(jié)果拉伸強(qiáng)為度57MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為175%， 缺口沖擊強(qiáng)度為49千焦/平方米，彎曲模量為2301MPa，彎曲強(qiáng)度為55MPa，測(cè)得熱變形溫度(HDT，0. 45MPa)為 92°C。實(shí)施例2將聚乳酸樹(shù)脂95份、聚碳酸酯90份、共聚物抗沖擊改性劑50份進(jìn)行混合，其中共聚物抗沖擊改性劑由按質(zhì)量百分比計(jì)的以下比例的組分單體共聚而成92%乙烯單體、5% 通式為CH2 = CR1的烯烴單體(R1為含3 9個(gè)碳原子的烷基基團(tuán))、3%通式為CH2 = C(R2) CO2R3的烯基化合物單體(R2是氫或含有1 5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)、R3是縮水甘油基)；將混合均勻后的物料通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出，擠出機(jī)的溫度控制在180 210°C，將擠出料注塑成型，注塑壓力為0. 7MPa，注射速度為70毫米/秒，模溫為90°C。注塑制成的聚乳酸生物工程塑料樣條進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，得到的結(jié)果拉伸強(qiáng)度為62MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為269%，缺口沖擊強(qiáng)度為51千焦/平方米，彎曲模量為2318MPa，彎曲強(qiáng)度為63MPa，熱變形溫度(HDT， 0. 45MPa)為 95°C。實(shí)施例3將聚乳酸樹(shù)脂5份、聚碳酸酯90份、共聚物抗沖擊改性劑5份進(jìn)行混合，其中共聚物抗沖擊改性劑由按質(zhì)量百分比計(jì)的以下比例的組分單體共聚而成50%乙烯單體、40% 通式為CH2 = CR1的烯烴單體(R1為含3 9個(gè)碳原子的烷基基團(tuán))、10%通式為CH2 = C (R2) CO2R3的烯基化合物單體(R2是氫或含有1 5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)、R3是縮水甘油基)；將混合均勻后的物料通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出，擠出機(jī)的溫度控制在180 210°C，將擠出料注塑成型，注塑壓力為0. 6MPa，注射速度為60毫米/秒，模溫為60°C。注塑制成的聚乳酸生物工程塑料樣條進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，得到的結(jié)果拉伸強(qiáng)度為55MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為2M%， 缺口沖擊強(qiáng)度為61千焦/平方米，彎曲模量為2224MPa，彎曲強(qiáng)度為60MPa。測(cè)得熱變形溫度(HDT，0. 45MPa)為 127 °C。實(shí)施例4將聚乳酸樹(shù)脂55份、聚碳酸酯30份，共聚物抗沖擊改性劑15份進(jìn)行混合，其中共聚物抗沖擊改性劑由按質(zhì)量百分比計(jì)的以下比例的組分單體共聚而成10%乙烯單體、 60%通式為CH2 = CR1的烯烴單體(R1為含3 9個(gè)碳原子的烷基基團(tuán))、30%通式為CH2 =C (R2) CO2R3的烯基化合物單體(R2是氫或含有1 5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)、R3是縮水甘油基)；將混合物料置于密煉機(jī)中進(jìn)行熔融共混4分鐘，熔融共混溫度控制在150 210°C，將熔融共混后的材料用油壓機(jī)壓制成4mm厚的薄片，壓制溫度為160°C;壓制得到的聚乳酸生物工程塑料樣片進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，得到的結(jié)果拉伸強(qiáng)度為55MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為220%， 缺口沖擊強(qiáng)度為42千焦/平方米，彎曲模量為2316MPa，彎曲強(qiáng)度為62MPa。測(cè)得熱變形溫度(HDT，0. 45MPa)為 82°C。實(shí)施例5將聚乳酸樹(shù)脂40份、聚碳酸酯40份，共聚物抗沖擊改性劑20份進(jìn)行混合，其中共聚物抗沖擊改性劑由按質(zhì)量百分比計(jì)的以下比例的組分單體共聚而成19. 6%乙烯單體、 80%通式為CH2 = CR1的烯烴單體(R1為含3 9個(gè)碳原子的烷基基團(tuán))、0. 4%通式為CH2 =C (R2) CO2R3的烯基化合物單體(R2是氫或含有1 5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)、R3是縮水甘油基)；將混合物料置于密煉機(jī)中進(jìn)行熔融共混8分鐘，熔融共混溫度控制在150 210°C，將熔融共混后的材料用油壓機(jī)壓制成4mm厚的薄片，壓制溫度為175°C;壓制得到的聚乳酸生物工程塑料樣片進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，得到的結(jié)果拉伸強(qiáng)度為57MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為2四％， 缺口沖擊強(qiáng)度為50千焦/平方米，彎曲模量為2256MPa，彎曲強(qiáng)度為64MPa。測(cè)得熱變形溫度(HDT，0. 45MPa)為 87°C。實(shí)施例6將聚乳酸樹(shù)脂35份、聚碳酸酯40份，共聚物抗沖擊改性劑25份進(jìn)行混合，其中共聚物抗沖擊改性劑由按質(zhì)量百分比計(jì)的以下比例的組分單體共聚而成30%乙烯單體、 50%通式為CH2 = CR1的烯烴單體(R1為含3 9個(gè)碳原子的烷基基團(tuán))、20%通式為CH2 =C (R2) CO2R3的烯基化合物單體(R2是氫或含有1 5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)、R3是縮水甘油基)；將混合物料置于密煉機(jī)中進(jìn)行熔融共混12分鐘，熔融共混溫度控制在150 210°C ；將熔 融共混后的材料用油壓機(jī)壓制成4mm厚的薄片，壓制溫度為210°C ；壓制得到的聚乳酸 /聚碳酸酯進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，得到的結(jié)果拉伸強(qiáng)度為52MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為230%，缺口沖擊強(qiáng)度為54千焦/平方米，彎曲模量為2212MPa，彎曲強(qiáng)度為52MPa。測(cè)得熱變形溫度 (HDT，0. 45MPa)為 85°C。
權(quán)利要求
1.一種聚乳酸生物工程塑料，由原料共混后直接擠出而獲得或由原料熔融共混后壓制而獲得，其原料組分按重量份計(jì)的配比如下聚乳酸樹(shù)脂5 95份， 聚碳酸酯 4 90份， 抗沖擊改性劑1 50份；所述抗沖擊改性劑為共聚物抗沖擊改性劑，所述共聚物抗沖擊改性劑由按質(zhì)量百分比計(jì)的以下比例的組分單體共聚而成a.乙烯單體10 92%，b.通式為Ol2= CR1的烯烴單體5 80%，c.通式為CH2= C (R2) CO2R3的烯基化合物單體 0. 4 30 %，所述R1為含3 9個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，R2為氫或含有1 5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)， R3為縮水甘油基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乳酸生物工程塑料，其特征在于所述乙烯單體的比例為15 90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乳酸生物工程塑料，其特征在于所述通式為CH2= CR1的烯烴單體的比例為8 70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乳酸生物工程塑料，其特征在于所述通式為CH2= C(R2)CO2R3的烯基化合物單體的比例為1 20%。
5.一種如權(quán)利要求1所述的聚乳酸生物工程塑料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)按計(jì)量將聚乳酸、聚碳酸酯、抗沖擊改性劑混合均勻；(2)用擠出機(jī)擠出，擠出機(jī)的溫度控制在180 210°C；(3)將擠出料注塑成型，注塑壓力為0.6 0. 7MPa，注射速度為50 70毫米/秒，模溫為30 90°C。
6.一種如權(quán)利要求1所述的聚乳酸生物工程塑料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)按計(jì)量將聚乳酸、聚碳酸酯、抗沖擊改性劑混合；(2)將混合料熔融共混4 12分鐘，熔融共混溫度控制在150 210°C；(3)將熔融共混后的材料壓制成型，壓制溫度控制在160 210°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚乳酸生物工程塑料及其制備方法，由原料共混后直接擠出而獲得或由原料共混熔融后壓制而獲得，其原料組分按重量份計(jì)的配比為聚乳酸5～95份，聚碳酸酯4～90份，抗沖擊改性劑1～50份。制備方法一種為按計(jì)量將聚乳酸、聚碳酸酯、抗沖擊改性劑混合均勻，用擠出機(jī)擠出，然后注塑成型；制備方法另一種為按計(jì)量將聚乳酸、聚碳酸酯、抗沖擊改性劑混合均勻后進(jìn)行熔融，然后壓制成型。本發(fā)明通過(guò)將聚乳酸與聚碳酸酯、共聚物抗沖擊改性劑進(jìn)行合理混配，可以克服聚乳酸存在的缺陷，制備出具有高抗沖擊性、高延展性和高耐熱性的聚乳酸生物工程塑料。
文檔編號(hào)C08L67/04GK102153842SQ20111005417
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者方麗華, 林明穗, 蘇志忠 申請(qǐng)人:三明學(xué)院