本發(fā)明涉及一種高耐熱低翹曲改性PLA及其制備方法領域。
背景技術：
在如今石化資源日益稀缺的時代，聚乳酸(PLA)作為一種生物基來源和可降解的高分子材料，越來越受到人們的關注和使用。但是聚乳酸本身存在著韌性差，不耐熱的缺點，使其難以作為通用塑料和工程塑料的替代材料。
目前，對聚乳酸的耐熱性能改性主要是通過改性樹脂配方和生產(chǎn)工藝相結(jié)合的方式，首先通過成核劑的添加使聚乳酸樹脂具有快的結(jié)晶速率，并通過模內(nèi)結(jié)晶或模外結(jié)晶的方式使聚乳酸樹脂結(jié)晶，獲得制品的高耐熱性能。采用模內(nèi)結(jié)晶時，需要通過對模具加溫，由于模內(nèi)結(jié)晶注塑的周期一般在50-100s，占用模具時間，并且能耗消耗大，使得生產(chǎn)成本一直居高不下。而采用模外結(jié)晶時，產(chǎn)品的注塑周期縮短，采用烘房或烘道對注塑制品進行退火處理，可以提高機器的生產(chǎn)效率，受到更多制造業(yè)者的認可。但是由于聚乳酸制品在退火結(jié)晶過程中伴隨著分子鏈的重新排列，導致制品本身出現(xiàn)翹曲變形，失去使用性能，成為許多制造業(yè)者不得不面對的問題。
因此，開發(fā)一種具有高耐熱并且在采用模外結(jié)晶工藝處理下制品低翹曲的聚乳酸改性樹脂，有助于降低生產(chǎn)成本，并且極大地擴展聚乳酸的應用和制品結(jié)構(gòu)的多樣性。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的范圍只由權利要求書所規(guī)定，在任何程度上都不受這一節(jié)發(fā)明內(nèi)容的陳述所限。
為開發(fā)一種具有高耐熱并且在采用模外結(jié)晶工藝處理下制品低翹曲的PLA改性樹脂，本發(fā)明公開了一種高耐熱低翹曲改性PLA，其技術方案為：
一種高耐熱低翹曲改性PLA，其特征在于，所述的高耐熱低翹曲改性PLA包含如下按質(zhì)量百分比計的原料：35-65％的聚乳酸，30-60％的無機粉體母粒，3-10％增韌劑；0.5-3％成核劑；0.5-2％抗氧化劑；0.5-3％增塑劑；0.5-2％潤滑劑；所述的無機粉體母粒由聚乳酸和無機粉體按40：60的比例組成。
優(yōu)選地，一種高耐熱低翹曲改性PLA，其特征在于，所述的高耐熱低翹曲改性PLA包含如下按質(zhì)量百分比的原料：48％的聚乳酸，40％的無機粉體母粒，7％的增韌劑；0.8％成核劑；1％抗氧化劑；2％增塑劑；1.2％潤滑劑。
其中，所述的增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯三元共聚物(MBS)、甲基丙烯酸酯縮水甘油酯(GMA)類共聚物、己二酸丁二醇酯-對苯二甲酸丁二醇酯二元共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的至少一種，優(yōu)選甲基丙烯酸酯縮水甘油酯共聚物AX8900。
其中，所述的成核劑為酰肼類、多酰胺類、羧酸鹽類、無機層狀硅酸鹽類的至少一種，優(yōu)選多酰胺類TMC-300。
其中，所述的抗氧劑為主抗氧劑受阻酚類與輔助抗氧劑亞磷酸酯類按8:2～1：2比例復配。
其中，所述的增塑劑為環(huán)氧大豆油(ESO)、乙酰檸檬酸三正丁酯(TBC)、聚乙二醇(PEG)的至少一種，優(yōu)選環(huán)氧大豆油。
其中，所述的潤滑劑為硅酮、乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)中的至少一種，優(yōu)選EBS。
其中，所述的無機粉體母料中的無機粉體為球狀的碳酸鈣、玻璃微珠、硫酸鋇中的至少一種，優(yōu)選硫酸鋇。
一種高耐熱低翹曲PLA的制備方法，按如下步驟進行：
(1)無機粉體母粒的制備：
將占無機粉體總質(zhì)量的0.5～1.5％的硅烷偶聯(lián)劑用無水乙醇進行稀釋，所述無水乙醇與所述硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為5：1～10：1；
在15～30℃下，邊攪拌稀釋液邊加入按比例稱量好的無機粉體，待無機粉體全部加入后繼續(xù)攪拌5～10min,然后在60～80℃下干燥4h以上；
將干燥后的無機粉體與聚乳酸以60:40的比例通過雙螺桿擠出機熔融擠出，制備無機粉體母粒。
(2)將聚乳酸、增韌劑、潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、成核劑按一定比例混合均勻，從雙螺桿擠出機的主喂料口進料，無機粉體母粒按一定比例從側(cè)喂料口進料，經(jīng)過熔融擠出，切成粒子，干燥，既得高耐熱低翹曲改性PLA。
本發(fā)明制備的高耐熱低翹曲改性PLA，采用的無機粉體為各向同性的球狀填料，相比其他各向異性填料如片狀填料滑石粉、針狀填料如硅灰石、纖維狀填料如玻璃纖維等，能夠更好地控制材料的翹曲變形程度。因此，特別適用于采用模外結(jié)晶工藝生產(chǎn)的注塑制品，可以使制品在退火結(jié)晶過程中低翹曲，不變形，在改善制品耐熱性能的同時保證其使用性能，可廣泛應用于有耐熱使用要求的日用品和電子電器等注塑制品上。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳述。以下具體實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明的限制。
一種高耐熱低翹曲改性PLA，其特征在于，所述的高耐熱低翹曲改性PLA包含如下按質(zhì)量百分比計的原料：35-65％的聚乳酸，30-60％的無機粉體母粒，3-10％增韌劑；0.5-3％成核劑；0.5-2％抗氧化劑；0.5-3％增塑劑；0.5-2％潤滑劑。其中，所述的無機粉體母粒由聚乳酸和無機粉體按40：60的比例組成。
其中，所述的增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯三元共聚物(MBS)、甲基丙烯酸酯縮水甘油酯(GMA)類共聚物、己二酸丁二醇酯-對苯二甲酸丁二醇酯二元共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的至少一種，優(yōu)選甲基丙烯酸酯縮水甘油酯共聚物AX8900；
其中，所述的成核劑為酰肼類、多酰胺類、羧酸鹽類、無機層狀硅酸鹽類的至少一種，優(yōu)選多酰胺類TMC-300；
其中，所述的抗氧劑為主抗氧劑受阻酚類與輔助抗氧劑亞磷酸酯類按8:2～1：2比例復配；
其中，所述的增塑劑為環(huán)氧大豆油(ESO)、乙酰檸檬酸三正丁酯(TBC)、聚乙二醇(PEG)的至少一種，優(yōu)選環(huán)氧大豆油；
其中，所述的潤滑劑為硅酮、乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)中的至少一種，優(yōu)選EBS。
其中，所述的無機粉體母料中的無機粉體為球狀的碳酸鈣、玻璃微珠、硫酸鋇中的至少一種，優(yōu)選硫酸鋇。
一種高耐熱低翹曲PLA的制備方法，按如下步驟進行：
(1)無機粉體母粒的制備：
將占無機粉體總質(zhì)量的0.5～1.5％的硅烷偶聯(lián)劑用無水乙醇進行稀釋，所述無水乙醇與所述硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為5：1～10：1；
在15～30℃下，邊攪拌稀釋液邊加入按比例稱量好的無機粉體，待無機粉體全部加入后繼續(xù)攪拌5～10min,然后在60～80℃下干燥4h以上；
將干燥后的無機粉體與PLA顆粒以60:40的比例通過雙螺桿擠出機熔融擠出，制備無機粉體母粒。
(2)將聚乳酸、增韌劑、潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、成核劑按一定比例混合均勻，從雙螺桿擠出機的主喂料口進料，無機粉體母粒按一定比例從側(cè)喂料口進料，經(jīng)過熔融擠出，切成粒子，干燥，既得高耐熱低翹曲改性PLA。
實施例1
一種高耐熱低翹曲改性PLA，其組分按質(zhì)量百分數(shù)比包含：48％的聚乳酸，40％的無機粉體母粒(硫酸鋇)，7％的增韌劑(AX8900)；0.8％成核劑(多酰胺類TMC-300)；1％抗氧化劑(AT1076和AT168以1：2比例復配)；2％增塑劑(ESO)；1.2％潤滑劑(EBS)。
按上述制備方法進行制備。物性測試見表1。
實施例2
一種高耐熱低翹曲改性PLA，其組分按質(zhì)量百分數(shù)比包含：42％的聚乳酸，40％的無機粉體母粒(碳酸鈣)，10％的增韌劑(AX8900)；2％成核劑(多酰胺類TMC-300)；2％抗氧化劑(AT1076和AT168以8:2比例復配)；3％增塑劑(PEG)；1％潤滑劑(EBS)。
按上述制備方法進行制備。物性測試見表1。
實施例3
一種高耐熱低翹曲改性PLA，其組分按質(zhì)量百分數(shù)比包含：50.5％的聚乳酸，35％的無機粉體母粒(玻璃微珠)，8％的增韌劑(AX8900)；1.5％成核劑(多酰胺類TMC-300)；1％抗氧化劑(AT1076和AT168以6：4比例復配)；2.5％增塑劑(ESO)；1.5％潤滑劑(EBS)。
按上述制備方法進行制備。物性測試見表1。
實施例4
一種高耐熱低翹曲改性PLA，其組分按質(zhì)量百分數(shù)比包含：65％的聚乳酸，30％的無機粉體母粒(硫酸鋇)，3％的增韌劑(AX8900)；0.5％成核劑(多酰胺類TMC-300)；0.5％抗氧化劑(AT1076和AT168以5：5比例復配)；0.5％增塑劑(ESO)；0.5％潤滑劑(EBS)。
按上述制備方法進行制備。物性測試見表1。
實施例5
一種高耐熱低翹曲改性PLA，其組分按質(zhì)量百分數(shù)比包含：40％的聚乳酸，50％的無機粉體母粒(硫酸鋇)，4％的增韌劑(AX8900)；1.5％成核劑(多酰胺類TMC-300)；1.5％抗氧化劑(AT1076和AT168以4:6比例復配)；1.8％增塑劑(ESO)；1.2％潤滑劑(EBS)。
按上述制備方法進行制備。物性測試見表1。
實施例6
一種高耐熱低翹曲改性PLA，其組分按質(zhì)量百分數(shù)比包含：35％的聚乳酸，60％的無機粉體母粒(硫酸鋇)，3％的增韌劑(AX8900)；0.5％成核劑(多酰胺類TMC-300)；0.5％抗氧化劑(AT1076和AT168以3:7比例復配)；0.5％增塑劑(ESO)；0.5％潤滑劑(EBS)。
按上述制備方法進行制備。物性測試見表1。
表1各實施例物性測試結(jié)果