專利名稱：一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹脂組合物及其制備方法，尤其是涉及一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
可生物降解樹脂聚乳酸具有通用型塑料的一般特征，如較高的剛性和強(qiáng)度，容易加工成型，適用于多種工藝條件。但聚乳酸(PLA)在常溫下是一種脆性材料，其耐熱溫度較低，且其結(jié)晶形態(tài)會(huì)影響到其透明度。與常規(guī)的通用型塑料如PP、ABS、PC等相比，其上述各方面性能均需改善，以使其實(shí)用性得到加強(qiáng)。韌性改善方面，常規(guī)的方法有以下幾種一是通過共聚，在聚乳酸分子鏈上引入另一種柔性分子鏈，使聚乳酸分子鏈的規(guī)整度下降，從而降低聚乳酸的結(jié)晶性能；同時(shí)使得分子鏈的柔順性更佳，韌性改善；二是通過拉伸取向等成型加工工藝改善沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能；三是通過共混的方式，加入彈性體、增塑劑或者韌性較好聚合物等。在增韌劑的選擇上， 首先要考慮的是聚合物的相容問題。從溶解度參數(shù)上來看，相差0. 2以內(nèi)是相容的，相差1 以內(nèi)往往是微觀上分相、宏觀上均相，而相差1以上通常不相容。聚酯類聚合物的溶解度參數(shù)在9左右，因此，選擇溶解度參數(shù)在纊10之間的相容劑是可以參考的。同時(shí)，選擇表面具有活性反應(yīng)基團(tuán)的增韌劑，對(duì)于改善共混材料的相容性，解決熔接線、發(fā)霧等問題亦有幫助。耐熱改性方面，通常的方法，一是添加耐熱性的聚合物組分，如苯乙烯類聚合物、 聚碳酸酯類，但其容易存在相容性問題，繼而產(chǎn)生有損外觀的流痕或熔接線問題；二是對(duì)聚乳酸樹脂本身進(jìn)行熱處理，如在ioo°c左右等溫退火處理池后，結(jié)晶性聚乳酸的熱變形溫度能從5(T60°C提高到100°C以上，耐熱性能得到大幅度提高，但是這種耐熱性能的提升來源于聚乳酸晶體的大量形成，因而材料本身的透明度亦急劇下降。三是通過L-聚乳酸與 D-聚乳酸在高溫下熔融混合，形成立構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)，該立構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)能改變?cè)廴樗岬慕Y(jié)晶形態(tài)，使得聚乳酸的片晶厚度加大，從而耐熱性能大幅提高，但同時(shí)材料的透明度亦會(huì)大幅降低。在聚乳酸的透明度保持方面，也有一些已經(jīng)嘗試過的方法。通常大家想到的是， 選擇結(jié)構(gòu)規(guī)整度較低的聚乳酸，這些非規(guī)整的分子鏈結(jié)構(gòu)能有效降低材料的結(jié)晶性能，從而保持良好的透明度；另外的辦法是，混入不易結(jié)晶的透明聚合物材料，如聚甲基丙烯酸甲酯，能有效降低材料的結(jié)晶性能，亦能達(dá)到保持透明的目的。上述對(duì)于聚乳酸的抗沖擊、耐熱以及透明度的改善方法，均有研究者在進(jìn)行研究 (如公開號(hào)為CN1894338A、公開號(hào)為CN101983986A、公開號(hào)為CN 101724234A的中國專利申請(qǐng))，且都能在各個(gè)方面取得較好的效果。但要能同時(shí)滿足良好的透明度、優(yōu)異的抗沖擊性能以及良好的耐熱性能，目前的手段比較有限。因此，本發(fā)明基于上述技術(shù)問題，提出了一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂及其制備方法，能同時(shí)具有良好的透明度、優(yōu)異的抗沖擊性能以及良好的耐熱性能。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明提供一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂，該組合物包括的組分及各組分的重量份數(shù)如下
聚乳酸樹脂10~80份
聚甲基丙烯酸甲酯20 70份
抗沖改性劑0~30份
抗氧劑0. 1~0. 8份
潤滑劑0. 1~2. O份
所述的聚乳酸樹脂為L-異構(gòu)體或D-異構(gòu)體，其重均分子量為70，00(Γ500，000，優(yōu)選 100，000 200，000。所述的聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量為50，000 250，000，優(yōu)選50，000 150， 000。所述的抗沖改性劑采用核殼結(jié)構(gòu)抗沖改性劑，其中核層為丙烯酸酯類橡膠、有機(jī)硅橡膠或者兩者的混合物；殼層為甲基丙烯酸丁酯與苯乙烯共聚物，且表面接枝有甲基丙烯酸縮水甘油酯聚合物。該抗沖改性劑的粒徑優(yōu)選20(T300nm。所述的抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑與受阻酚類抗氧劑，為市售抗氧劑168，以及抗氧劑1010或抗氧劑1076或抗氧劑M5。所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蠟、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鹽或二甲基硅烷中的一種或幾種。本發(fā)明提供一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂組合物的制備方法，該方法包括以下步驟
(1)按照以下組分及重量份數(shù)準(zhǔn)備原料
聚乳酸樹脂10~80份
聚甲基丙烯酸甲酯20 70份
抗沖改性劑0~30份
抗氧劑0. 1~0. 8份
潤滑劑0. 1~2. O份
(2)以上原料在60°C烘箱中干燥5、h，然后置于高速混合器中預(yù)混3 10min，得到預(yù)混
料；
(3)將預(yù)混料通過雙螺桿擠出機(jī)，控制溫度為17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為20(T600rpm進(jìn)行熔融擠出，然后經(jīng)冷卻造粒，即得到一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂組合物。本發(fā)明在現(xiàn)有對(duì)聚乳酸的抗沖擊、耐熱以及透明度研究的基礎(chǔ)上，通過合理設(shè)計(jì)組合物的配方，制備得到的聚乳酸樹脂產(chǎn)品對(duì)環(huán)境友好且具有優(yōu)異的透明度和抗沖擊性能，以及同時(shí)具有良好的耐熱性。因而，可用于制造要求透明、耐熱和優(yōu)異抗沖擊性能的塑料制品。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的解釋，但是以下的內(nèi)容不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1
將左旋聚乳酸樹脂40kg，核殼抗沖改性劑25kg，聚甲基丙烯酸甲酯樹脂35kg，0. 2kg抗氧劑M5、0. 2kg抗氧劑168，0. 7kg潤滑劑EBS在60°C烘箱中干燥5、h，然后加入到高速混合機(jī)中攪拌3-10分鐘后出料，再在長徑比為36、直徑為35mm的雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒， 擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200-600rpm。實(shí)施例2
為了體現(xiàn)聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、抗沖改性劑對(duì)于抗沖擊強(qiáng)度、透明度以及耐熱性能的影響，特對(duì)比實(shí)施本例。將左旋聚乳酸樹脂100kg，0. 2kg抗氧劑M5、0. 2kg抗氧劑168，0. 7kg潤滑劑EBS 在60°C烘箱中干燥5、h，然后加入到高速混合機(jī)中攪拌3-10分鐘后出料，再加入到高速混合機(jī)中攪拌10分鐘后出料，然后在長徑比為36、直徑為35mm的雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒， 擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm。實(shí)施例3
為了體現(xiàn)聚甲基丙烯酸甲酯樹脂含量對(duì)于抗沖擊強(qiáng)度、透明度以及耐熱性能的影響， 特對(duì)比實(shí)施本例。將左旋聚乳酸樹脂60kg，核殼抗沖改性劑2^g，聚甲基丙烯酸甲酯樹脂Mkg， 0. 2kg抗氧劑M5、0. 2kg抗氧劑168，0. 7kg潤滑劑在60°C烘箱中干燥5、h，然后加入到高速混合機(jī)中攪拌10分鐘后出料，再在長徑比為36、直徑為35mm的雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm。為了體現(xiàn)抗抗沖改性劑含量對(duì)于抗沖擊強(qiáng)度、透明度以及耐熱性能的影響，特對(duì)比實(shí)施以下兩例——實(shí)施例4和實(shí)施例5。實(shí)施例4
將左旋聚乳酸樹脂45kg，核殼抗沖改性劑Mkg，聚甲基丙烯酸甲酯樹脂40kg，0. 2kg抗氧劑M5、0. 2kg抗氧劑168、0. 7kg潤滑劑EBS，在60°C烘箱中干燥5、h，然后加入到高速混合機(jī)中攪拌10分鐘后出料，再在長徑比為36、直徑為35mm的雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm。實(shí)施例5
將左旋聚乳酸樹脂37. 5kg,核殼抗沖改性劑30kg，聚甲基丙烯酸甲酯樹脂32. 5kg, 0. 2kg抗氧劑245,0. 2kg抗氧劑168，0. 7kg潤滑劑EBS在60°C烘箱中干燥5、，然后加入到高速混合機(jī)中攪拌10分鐘后出料，再在長徑比為36、直徑為35mm的雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm。實(shí)施例6
為了體現(xiàn)抗抗沖改性劑類別對(duì)于抗沖擊強(qiáng)度、透明度以及耐熱性能的影響，特對(duì)比實(shí)施本例。
將左旋聚乳酸樹脂40kg，苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物抗沖改性劑2^g， 聚甲基丙烯酸甲酯樹脂35kg，0. 2kg抗氧劑M5、0. 2kg抗氧劑168，0. 7kg潤滑劑EBS在60°C 烘箱中干燥5、h，然后加入到高速混合機(jī)中攪拌10分鐘后出料，再在長徑比為36、直徑為 35mm的雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm。 實(shí)施例7
為了體現(xiàn)潤滑劑種類的影響，特對(duì)比實(shí)施本例。將左旋聚乳酸樹脂40kg，核殼抗沖改性劑2^g，聚甲基丙烯酸甲酯樹脂3^g， 0. 2kg抗氧劑M5、0. 2kg抗氧劑168，0. 7kg潤滑劑聚乙烯蠟在60°C烘箱中干燥5、h，然后加入到高速混合機(jī)中攪拌3-10分鐘后出料，再在長徑比為36、直徑為35mm的雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200-600rpm。實(shí)施例8
為了體現(xiàn)聚乳酸含量的影響，特對(duì)比實(shí)施本例。將左旋聚乳酸樹脂10kg，核殼抗沖改性劑25kg，聚甲基丙烯酸甲酯樹脂65kg， 0. 2kg抗氧劑M5、0. 2kg抗氧劑168，0. 7kg潤滑劑EBS在60°C烘箱中干燥5、h，然后加入到高速混合機(jī)中攪拌3-10分鐘后出料，再在長徑比為36、直徑為35mm的雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200-600rpm。實(shí)施例9
將左旋聚乳酸樹脂80kg，聚甲基丙烯酸甲酯樹脂10kg，0. 2kg抗氧劑M5、0. 2kg抗氧劑168，0. 7kg潤滑劑EBS在60°C烘箱中干燥5、h，然后加入到高速混合機(jī)中攪拌3_10分鐘后出料，再在長徑比為36、直徑為35mm的雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為 17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 200-600rpm。實(shí)施例10
將上述實(shí)施例進(jìn)行耐熱、抗沖擊強(qiáng)度以及透明度的對(duì)比試驗(yàn)，具體做法為 按照ASTM D648進(jìn)行熱變形溫度測(cè)試，測(cè)試條件為0. 45MPa。按照ASTM D256進(jìn)行缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試，樣條厚度為3. 2mm,測(cè)試溫度為23°C。將塑料顆粒注塑成3mm后的片狀，測(cè)試其可見光線透過率。測(cè)試結(jié)果見下表
權(quán)利要求
1. 一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂，其特征在于包括的組分及各組分的重量份數(shù)為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂，其特征在于所述的聚乳酸樹脂為L-異構(gòu)體或D-異構(gòu)體，其重均分子量為70，00(Γ500，000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂，其特征在于 所述的聚乳酸樹脂，其重均分子量為100，000 200，000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂，其特征在于所述的聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量為50，00(Γ250，000。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂，其特征在于 所述的聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量為50，00(Γ150，000。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂，其特征在于所述的抗沖改性劑采用核殼結(jié)構(gòu)抗沖改性劑，其中核層為丙烯酸酯類橡膠、有機(jī)硅橡膠或者兩者的混合物；殼層為甲基丙烯酸丁酯與苯乙烯共聚物，且表面接枝有甲基丙烯酸縮水甘油酯聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂，其特征在于 所述抗沖改性劑的粒徑為20(T300nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂，其特征在于所述的抗氧劑為市售抗氧劑168，以及抗氧劑1010或抗氧劑1076或抗氧劑M5。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂，其特征在于所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蠟、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鹽或二甲基硅烷中的一種或幾種。
10.一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及各組分的重量份數(shù)準(zhǔn)備原料聚乳酸樹脂1(Γ80份聚甲基丙烯酸甲酯20 70份抗沖改性劑(Γ30份抗氧劑0. Γ0. 8份潤滑劑0. Γ2. 0份(2)以上原料在60°C烘箱中干燥5、h，然后置于高速混合器中預(yù)混3 10min，得到預(yù)混料；(3)將預(yù)混料通過雙螺桿擠出機(jī)，控制溫度為17(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為20(T600rpm進(jìn)行熔融擠出，然后經(jīng)冷卻造粒，即得到一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂組合物。聚乳酸樹脂聚甲基丙烯酸甲酉丨抗沖改性劑抗氧劑潤滑劑10 80份 20 70份 0 30份 0. Γ0. 8 份.0. Γ2. 0 份。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高透光率的高沖耐熱型聚乳酸樹脂及其制備方法，所述組合物原料包括的組分及重量份數(shù)為聚乳酸樹脂10~80份，聚甲基丙烯酸甲酯20~70份，抗沖改性劑0~30份，抗氧劑0.1~0.8份，潤滑劑0.1~2份。以上原料在60℃烘箱中干燥5~8h，然后經(jīng)高混機(jī)預(yù)混后，通過雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出，再經(jīng)冷卻后造粒，即得到產(chǎn)品。所得產(chǎn)品對(duì)環(huán)境友好且具有優(yōu)異的透明度和抗沖擊性能，以及同時(shí)具有良好的耐熱性。因而，可用于制造要求透明、耐熱和優(yōu)異抗沖擊性能的塑料制品。
文檔編號(hào)B29C47/92GK102153844SQ20111010079
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者周霆, 宋治乾, 徐建榮, 董建廷, 辛敏琦, 魏緒英 申請(qǐng)人:上海錦湖日麗塑料有限公司