專利名稱：一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料及其制備方法，特別屬于聚乳酸合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚乳酸(PLA)是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物，其生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染，而且可以生物降解，因此是理想的綠色高分子材料。近年來(lái)，PLA在汽車內(nèi)飾、紡織、包裝、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。PLA因其無(wú)毒、良好的生物相容性、可生物降解性且最終降解產(chǎn)物為(X)2和H2O,以及其性能可在很大范圍內(nèi)通過(guò)共聚、共混、分子修飾、復(fù)合等方法得到調(diào)節(jié)，已經(jīng)成為當(dāng)前最受重視的材料之一。PLA具有良好的強(qiáng)度和剛性，但柔軟性、沖擊性能和耐熱性能差。如果應(yīng)用于韌性和耐熱性要求高的場(chǎng)合，必須對(duì)PLA進(jìn)行改性。而由于增韌改性和耐熱改性是一個(gè)矛盾的對(duì)立體，因而目前的改性主要是針對(duì)增韌或耐熱某一方面的改性，同時(shí)針對(duì)二者的改性研究較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第1個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種高韌、高耐熱聚乳酸合金材料；本發(fā)明所要解決的第2個(gè)技術(shù)問(wèn)題是上述材料的制備方法。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料，含有以下重量份的物質(zhì)
聚乳酸10-80
耐熱型人工高分子10-80
增韌劑5-15
水解抑制劑0.4-1
抗老化劑0. 1-1
抗氧劑0.1-1。所述聚乳酸分子量為10 30萬(wàn)。所述耐熱型人工高分子為聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚丁二酸丁二醇酯、尼龍6、尼龍66，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯其中的一種或幾種。所述增韌劑為丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯共聚物(ABQ，甲基丙烯酸甲酯共聚物 (ACR)，甲基丙烯酸甲酯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物(MBQ、苯乙烯/乙烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物(SEBS)中的一種。所述水解抑制劑為N，N- 二異丙基碳二亞胺(DIC)、二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)、N， N-雙0，6_ 二異丙基苯)碳二亞胺(TIC)中的一種。所述的抗老化劑為受阻胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸鹽、金屬鈍化劑、二苯甲酮類和苯并三唑類光穩(wěn)定劑中的一種或幾種混合。所述抗氧劑為四(β-(3，5 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯，β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸環(huán)己酯，硫代二丙酸二月桂酯中的一種。本發(fā)明的制備方法為(1)將聚乳酸、耐熱型人工高分子，增韌劑分別在50-80°C下真空干燥3-8小時(shí)除去水分；(2)將上述獲得的耐熱型人工高分子和增韌劑與水解抑制劑、抗老化劑、抗氧劑等按照配比在干燥的高速攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，使其混合均勻，然后在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)，聚乳酸采取側(cè)位強(qiáng)制進(jìn)料；產(chǎn)物冷卻切粒，于真空度小于-0. IMPa，溫度為50-80°C，烘干3-8小時(shí)，得到增韌耐熱的聚乳酸合金母粒；其中，螺桿轉(zhuǎn)速為25rpm 180rpm，擠出溫度為 180°C 270°C。本發(fā)明的聚乳酸采取側(cè)位進(jìn)料的方式，解決了聚乳酸與耐熱型高分子加工溫度不一致，易造成聚乳酸分解和耐熱型高分子塑化不完全的缺點(diǎn)。并且合金材料熔體強(qiáng)度高，無(wú)需加入任何熔體增強(qiáng)劑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，實(shí)現(xiàn)了 PLA復(fù)合材料韌性和耐熱性的同時(shí)提高。作為聚合物改性的重要途徑之一，共混改性不僅簡(jiǎn)單易行、成本低廉，而且共混體系能綜合均衡各組分的性能，取長(zhǎng)補(bǔ)短，消除各單一組分性能上的弱點(diǎn)，獲得綜合性能較為理想的聚合物材料。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例1(1)將聚乳酸、聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯、ABS分別在50°C下真空干燥8小時(shí)除去水分；(2)將上述經(jīng)過(guò)干燥后的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和ABS與水解抑制劑碳二亞胺、抗老化劑受阻胺類抗氧劑、抗氧劑四(β-(3，5 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯按照配比在干燥的高速攪拌機(jī)中攪拌，使其混合均勻，然后在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)，螺桿轉(zhuǎn)速為ISOrpm，擠出溫度為270°C ；聚乳酸采取側(cè)位強(qiáng)制進(jìn)料與其他物質(zhì)共混擠出，產(chǎn)物風(fēng)冷切粒，真空烘干，得到增韌耐熱的聚乳酸母粒。其中，重量百分比聚乳酸含量為35%，耐熱型人工高分子聚碳酸酯含量44%、聚甲基丙烯酸甲酯含量10 %，增韌劑ABS含量為10 %，水解抑制劑DIC含量為0.4%，抗老化劑受阻胺類抗氧劑含量為0.5%，抗氧劑四(β-(3，5 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯含量為0.1%。實(shí)施例2(1)將聚乳酸、聚甲醛、ACR分別在70°C下真空干燥5小時(shí)除去水分；(2)將上述經(jīng)過(guò)干燥后的聚甲醛和ACR與水解抑制劑DCC，抗老化劑受阻酚類抗氧劑、抗氧劑(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯按照配比在干燥的高速攪拌機(jī)中攪拌，使其混合均勻，然后在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)，螺桿轉(zhuǎn)速為lOOrpm，擠出溫度為
4180°c，聚乳酸采取側(cè)位強(qiáng)制進(jìn)料與其他物質(zhì)共混擠出，產(chǎn)物風(fēng)冷切粒，真空烘干，得到增韌耐熱的聚乳酸母粒。其中，重量百分比其中聚乳酸含量為48%，耐熱型人工高分子POM含量42 %、增韌劑ACR含量為8 %，水解抑制劑DCC含量為0.8%，受阻酚類抗氧劑含量為0.7%，抗氧劑 (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯含量為0.5%。實(shí)施例3(1)將聚乳酸、尼龍6、SEBS分別在80°C下真空干燥3小時(shí)除去水分；(2)將上述經(jīng)過(guò)干燥后的尼龍6和SEBS與水解抑制劑TIC，抗老化劑苯并三唑類光穩(wěn)定劑、抗氧劑β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸環(huán)己酯按照配比在干燥的高速攪拌機(jī)中攪拌，使其混合均勻，然后在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)，螺桿轉(zhuǎn)速為25rpm，擠出溫度為250°C，聚乳酸采取側(cè)位強(qiáng)制進(jìn)料與其他物質(zhì)共混擠出，產(chǎn)物水冷切粒，真空烘干，得到增韌耐熱的聚乳酸母粒其中。重量百分比其中聚乳酸含量為70%，耐熱型人工高分子PA6含量21%、增韌劑 SEBS含量為6 %，抗老化劑苯并三唑類光穩(wěn)定劑含量為1 %，苯并三唑類光穩(wěn)定劑含量為 1%，抗氧劑β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸環(huán)己酯含量為1%。本發(fā)明的抗沖擊性能按照GB ？ Τ1043-93標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)；維卡軟化溫度按照GB/T1633-2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。表1，聚乳酸合金材料的抗沖擊強(qiáng)度和維卡軟化溫度
權(quán)利要求
1. 一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料，含有以下重量份的物質(zhì)聚乳酸10-80耐熱型人工高分子10-80增韌劑5-15水解抑制劑0.4-1抗老化劑0. 1-1抗氧劑0.1-1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料，其特征在于所述聚乳酸分子量為10 30萬(wàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料，其特征在于所述耐熱型人工高分子為聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚丁二酸丁二醇酯、尼龍6、尼龍66， 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯其中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料，其特征在于所述增韌劑為丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)，甲基丙烯酸甲酯共聚物(ACR)，甲基丙烯酸甲酯 / 丁二烯/苯乙烯共聚物(MBQ、苯乙烯/乙烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物(SEBQ中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料，其特征在于所述水解抑制劑為N，N- 二異丙基碳二亞胺(DIC)、二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)、N，N-雙(2，6- 二異丙基苯)碳二亞胺(TIC)中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料，其特征在于所述的抗老化劑為受阻胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸鹽、金屬鈍化劑、二苯甲酮類和苯并三唑類光穩(wěn)定劑中的一種或幾種混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料，其特征在于所述抗氧劑為四(β - (3，5 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基) 丙酸十八酯，β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸環(huán)己酯，硫代二丙酸二月桂酯中的一種。
8.權(quán)利要求1所述的一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料的制備方法為(1)將聚乳酸、耐熱型人工高分子，增韌劑分別在50-80°C下真空干燥3-8小時(shí)除去水分；(2)將上述獲得的耐熱型人工高分子和增韌劑與水解抑制劑、抗老化劑、抗氧劑等按照配比在干燥的高速攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，使其混合均勻，然后在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)，聚乳酸采取側(cè)位強(qiáng)制進(jìn)料；產(chǎn)物冷卻切粒，于真空度小于-0. IMPa，溫度為50-80°C，烘干3_8 小時(shí)，得到增韌耐熱的聚乳酸合金母粒；其中，螺桿轉(zhuǎn)速為25rpm ISOrpm，擠出溫度為 180 270O。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高韌高耐熱聚乳酸合金材料及其制備方法，所有的材料含有10-80份聚乳酸、10-80份耐熱型人工高分子、5-15份增韌劑、0.4-1份水解抑制劑、0.1-1份抗老化劑、0.1-1份抗氧劑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，實(shí)現(xiàn)了PLA復(fù)合材料韌性和耐熱性的同時(shí)提高。作為聚合物改性的重要途徑之一，共混改性不僅簡(jiǎn)單易行、成本低廉，而且共混體系能綜合均衡各組分的性能，取長(zhǎng)補(bǔ)短，消除各單一組分性能上的弱點(diǎn)，獲得綜合性能較為理想的聚合物材料。
文檔編號(hào)C08L77/06GK102352094SQ20111027918
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者唐少俊, 張正光, 陳效華 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司