一種用于注塑產(chǎn)品的耐熱完全生物降解復(fù)合材料及其配方和制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于注塑產(chǎn)品的耐熱完全生物降解復(fù)合材料及其配方和制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 完全生物降解復(fù)合材料是一種采用完全生物降解樹脂（聚乳酸（PLA)、聚丁二酸 丁二醇（PBS)、聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT)、聚丁二酸丁二醇-共-對苯二甲酸丁 二醇酯（PBST)等）一種或者多種與植物纖維或者無機填料（碳酸鈣、滑石粉、云母粉、蒙脫 土、硫酸鈣晶須、玻璃纖維等）一種或者兩種以上混合之后通過雙螺桿擠出機擠出造粒而 得到。可用于一次性餐具（刀、叉、勺）、電子產(chǎn)品外殼、電子產(chǎn)品底座、電子產(chǎn)品底托等中高 端產(chǎn)品領(lǐng)域。
[0003] 然而，目前市面上有的完全生物降解復(fù)合材料大部分是不耐熱的，少部分耐熱產(chǎn) 品，基本是采用模內(nèi)熱流道結(jié)晶或者烤箱對產(chǎn)品進行后處理而得到。
[0004] CN 102268144 A報道了聚乳酸-淀粉耐熱復(fù)合材料的制備方法，其熱變形溫度能 達到90-120°C，拉伸強度20-35MPa，但是，其配方組合采用了相容劑進行增容，成核劑進行 快速結(jié)晶，從熱力學(xué)原理上，PLA與淀粉是不相容體系。因此所制備的材料，相對成本較大， 工藝復(fù)雜，并且耐熱性能、材料力學(xué)性能還不夠優(yōu)越。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于注塑產(chǎn)品的耐熱完全生物降解復(fù)合材料及其配 方和制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：所述用于注塑產(chǎn)品的耐熱完全生物降解復(fù)合材料， 具有以下物理性能：白色或者淡黃色；維卡溫度為：120-160°c ;拉伸強度為：60-110MPa ;斷 裂伸長率為：5-20%;邵氏D表面硬度為：80-90 ;在溫度190°C，砝碼2. 16kg下，質(zhì)量熔體流 動速率為5-15g/10min。
[0007] 用于注塑產(chǎn)品的耐熱完全生物降解復(fù)合材料的配方如下：以重量比計算，完全生 物降解樹脂50份-75份、填料15份-35份、偶聯(lián)劑1份-5份、協(xié)同劑1份-3份、成核劑份 1-3份、分散劑1份_5份。
[0008] 其中，所述的完全生物降解樹脂為聚乳酸（PLA)、聚丁二酸丁二醇、聚對苯二甲 酸-己二酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇-共-對苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸-己二酸-丁二 醇酯、聚己內(nèi)酯、聚碳酸亞丙酯、聚羥基烷酸系列（例如聚羥基丁酸酯、聚羥基丁酸-戊酸 酯、聚羥基丁酸-己酸酯、聚3, 4-羥基丁酸酯（P3,4HB))中的一種或兩種以上的混合物。
[0009] 所述的填料為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、云母粉、蒙脫土、高嶺土、硫酸鋇、 硫酸鈣晶須、玻璃纖維、植物纖維、金屬氧化物（如氧化鎂、氧化鈣、三氧化鋁、二氧化硅 等）、金屬氫氧化物（如氫氧化鋁、氫氧化鎂等）中的一種或兩種以上的混合物。
[0010] 所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種。
[0011] 所述的協(xié)同劑為芥酸、油酸、硬脂酸中的一種或兩種以上的混合物。
[0012] 所述的成核劑為取代方劑磷酸金屬鹽結(jié)構(gòu)（如取代方劑磷酸鋰鹽、取代方劑磷酸 鋁鹽等）、磷化合物金屬鹽結(jié)構(gòu)（如三價磷或磷氫鍵的亞磷酸化合物金屬鹽、次亞磷酸化合 物金屬鹽和次磷酸化合物金屬物中的一種或多種混合）、多酰胺類結(jié)構(gòu)（如山西化工研宄 院TMC-328、TMC-300)、多酰肼亞胺類化合物（如杭州曦茂TMP-3000)、芳酰胺類化合物（如 杭州曦茂TMB-5000)中的一種或兩種以上的混合物。
[0013] 所述分散劑為硬脂酸鹽（如硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂等）、有機羧 酸酰胺類（如芥酸酰胺、油酸酰胺、N，N-雙硬脂酸酰胺）、蠟類（如石蠟、聚乙烯蠟、氧化聚 乙條賭）等中的一種或兩種以上的混合物。
[0014] 所述的耐熱完全生物降解復(fù)合材料的制備方法：它包括以下步驟，
[0015] (1)物料混合：先將填料加入到高速混合機中，在80-120°C條件下脫水10_25min， 然后加入偶聯(lián)劑，攪拌2-5min，再加入?yún)f(xié)同劑，攪拌2-5min，最后加入分散劑、成核劑和完 全生物降解樹脂，攪拌3-5min，混合均勻后放出，整個過程的轉(zhuǎn)速控制在800-1400rpm范圍 內(nèi)；
[0016] (2)螺旋擠壓出料：將步驟（1)中混合好的物料加入到雙螺桿擠出機中擠出造粒， 雙螺桿擠出機擠出造粒工藝參數(shù)如下：
[0017] -區(qū)溫度控制在120_140°C范圍內(nèi)；二區(qū)溫度控制在135_155°C范圍內(nèi)；三區(qū)溫度 控制在145-165°C范圍內(nèi)；四區(qū)溫度控制在150-170 °C范圍內(nèi)；五區(qū)溫度控制在150-170 °C 范圍內(nèi)；六區(qū)溫度控制在150-170°C范圍內(nèi)；七區(qū)溫度控制在150-170°C范圍內(nèi)；八區(qū)溫度 控制在150-170 °C范圍內(nèi)；九區(qū)溫度控制在150-170 °C范圍內(nèi)；十區(qū)溫度控制在150-170 °C 范圍內(nèi)；十一區(qū)溫度控制在150_170°C范圍內(nèi)；十二區(qū)溫度控制在145-165°C范圍內(nèi)；十三 區(qū)溫度控制在140_160°C范圍內(nèi)；主機轉(zhuǎn)速控制在180-250rpm范圍內(nèi)，喂料速度控制在 25_50rpm范圍內(nèi)。
[0018] 較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明制備材料工藝簡單，并且所得的材 料可直接用于普通設(shè)備加工，并且能夠直接得到耐熱產(chǎn)品，而不需要對設(shè)備增加熱流道或 者對產(chǎn)品進行后處理；該材料能夠完全生物降解。
【具體實施方式】
[0019] 本發(fā)明制備的材料具有以下特點：
[0020] (1)白色或者淡黃色；
[0021] (2)維卡溫度為：120-160°C ;
[0022] (3)拉伸強度為：60-1 IOMpa ;
[0023] (4)斷裂伸長率為：5-20% ;
[0024] (5)邵氏D表面硬度為：80-90
[0025] 成型加工綜合性能優(yōu)良，質(zhì)量熔體流動速率為5-15g/10min (190 °C，砝碼 2. 16kg) 〇
[0026] 以下結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步描述。
[0027] 一般來說，在將物料混合的時候，可以先啟動高速