一種生物降解聚乳酸復合材料及其制備方法和應(yīng)用技術(shù)

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及用于高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種生物降解聚乳酸復合材料及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
目前，隨著石油資源的口趨緊張，環(huán)境污染又成為人類生存最主要的幾大問題之一，可降解非石油基高分子材料越來越得到人們的重視。聚乳酸是一種從玉米發(fā)酵再聚合得到的高分子材料，是環(huán)境友好可降解材料，同時聚乳酸具有很好的拉伸性、彎曲性和透光性，可以被用于各個高分子材料領(lǐng)域。但是，聚乳酸的價格偏高，并且韌性、耐熱性能、耐水解性等仍需要進一步改善，才能被更廣泛地使用。因此如何使聚乳酸的韌性得到提高而又不影響其生物降解性能是擴大聚乳酸應(yīng)用必須解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
綜上所述，本專利技術(shù)有必要提供一種生物降解聚乳酸復合材料。進一步地，還有必要提供一種所述生物降解聚乳酸復合材料的制備方法。進一步地，還有必要提供一種所述生物降解聚乳酸復合材料的應(yīng)用。一種生物降解聚乳酸復合材料，所述生物降解聚乳酸復合材料包括如下按重量份數(shù)計算的組分:高分子量聚乳酸 100份；低分子量聚乳酸 1 0 40份；生物降解共聚酯 10 30份；擴鏈劑0.1 3份；抗水解劑0.Γ3份；成核劑0.1 5份；無機填料5 20份；抗氧劑0.1 0.8份；所述高分子量聚乳酸的重均分子量為10萬〈Mw彡20萬；所述低分子量聚乳酸的重均分子量為6萬< Mw < 10萬。一種生物降解聚乳酸復合材料，所述生物降解聚乳酸復合材料由如下按重量份數(shù)計算的組分組成:高分子量聚乳酸 100份；低分子量聚乳酸 10 40份；生物降解共聚酯 10 30份；擴鏈劑0.Γ3份；抗水解劑0.廣3份；成核劑0.Γ5份；無機填料5 20份；抗氧劑0.Γ0.8 份；所述高分子量聚乳酸的重均分子量為10萬〈Mw彡20萬；所述低分子量聚乳酸的重均分子量為6萬< Mw < 10萬。其中，所述生物降解共聚酯可以為由二元羧酸單體與二元醇單體縮合反應(yīng)得到。其中，所述二元羧酸單體可以選自脂肪族二元酸、脂肪族二元酸的酯化衍生物、芳香族二元酸或芳香族二元酸的酯化衍生物中的任意一種或其組合；所述二元醇單體可以選自脂肪族二元醇。其中，所述二元羧酸單體中，可以含有2 22個碳原子。其中，所述二元醇單體中，可以含有2 22個碳原子。其中，所述生物降解共聚酯可以為聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、丁二酸丁二醇酯與己二酸丁二醇酯的共聚物(PBSA)或己二酸丁二醇酯與對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(PBAT)。所述PBS的重均分子量沒有特別的限定，為本領(lǐng)域常用的PBS。通常地，其重均分子量Mw約在10 30萬之間。所述PBSA的重均分子量沒有特別的限定，為本領(lǐng)域常用的PBSA。通常地，其重均分子量Mw約在10 30萬之間。所述PBAT的分子量沒有特別的限定，為本領(lǐng)域常用的PBAT。通常地，其熔體流動速率(MFR)為 2 8g/10min(190。C/2.16kg)。其中，所述擴鏈劑可以選自1，4-苯基-雙(2-惡喹啉)、二縮水甘油酯、雙(2-惡喹啉)、甲苯二異氰酸酯、均苯四酐、二苯基甲烷二異氰酸酯、二氯甲酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、間苯二酞基雙己內(nèi)酞胺、擴鏈劑ADR-4370、異氰尿酸三縮水甘油酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的任意一種或其組合。其中，所述抗水解劑可以選自碳化二亞胺類物質(zhì)。所述碳化二亞胺類物質(zhì)可以由一種或幾種碳化二亞胺混合組成。其中，優(yōu)選為結(jié)構(gòu)中含有f 30個碳化二亞胺基團的碳化二亞胺。其中，優(yōu)選摩爾質(zhì)量為4(T30000g/mol的碳化二亞胺。其中，所述成核劑可以選自蒙脫土、4，6- 二叔丁基苯基磷酸鈉、氫氧化2，2-亞甲基雙(4，6- 二叔丁基苯基)磷酸鈉鹽、苯基亞磷酸鋅或間苯二甲酸二甲酯5-磺酸鈉中的任意一種或其組合。其中，所述無機填料可以選自碳酸鈣、滑石粉、二氧化硅、鈦白粉、高嶺土、硅藻土中的任意一種或其組合。其中，所述抗氧劑可以選自[β- (3，5-二叔丁基-4-烴基苯基)丙酸]季戊四醇酯，2，2’-亞甲基-雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，亞磷酸4，4-二異叉雙酚(12-14)碳烷基酯，三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯中的任意一種或其組合。所述生物降解聚乳酸復合材料的制備方法，包括如下步驟:按比例將高分子量聚乳 酸、低分子量聚乳酸、生物降解共聚酯在混料機中混合，然后干燥，得到預混料；將預混料與增塑劑、無機填料、抗氧劑、潤滑劑在高混機中混合，得到混合料；將混合料喂入雙螺桿擠出機中進行熔融塑化、擠出、造粒即得所述生物降解聚乳酸復合材料。其中，雙螺桿擠出機的設(shè)定溫度為:一區(qū):13(Tl50°C，二區(qū):16(Tl80°C，三區(qū):170^190°C,四區(qū):175 1951:，五區(qū):175 195°C，六區(qū):18(T200°C，七區(qū):180 200。。，八區(qū):180 200°C，九區(qū):18(T200°C，機頭:175_195°C，螺桿轉(zhuǎn)速:20(T400rpm。其中，所述雙螺桿擠出機可以為同向平行雙螺桿擠出機、異向平行雙螺桿擠出機或錐形雙螺桿擠出機。其中，所述雙螺桿擠出機的螺桿長徑比可以40:1、56:1或60:1。所述生物降解聚乳酸復合材料在制備生物降解制品中的應(yīng)用。所述生物降解聚乳酸復合材料具有較高的熔體強度、韌性、耐熱性、耐水性及較好的加工性能，可以通過注塑成型的方法制成注塑制品。所得的注塑制品可以在堆肥條件下降解，并且所得注塑制品3年內(nèi)的物理化學性能可以滿足日常使用需求，可以廣泛應(yīng)用于玩具、辦公、汽車和電子電器領(lǐng)域。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下有益效果:(1)本發(fā) 明所述的完全生物降解聚乳酸復合材料，通過對組分的合理選擇，有效地提高了聚乳酸的抗沖擊強度和拉伸斷裂伸長率，在不影響復合材料的降解特性的前提下，解決了聚乳酸脆性的嚴重缺陷，并且高分子量的聚乳酸和低分子量的聚乳酸的混合可以形成雙峰分子量分布，改善加工性能；(2)本專利技術(shù)選用高分子量聚乳酸與低分子量聚乳酸以一定比例復配使用，兩者都是聚乳酸，完全相容，高分子量的聚乳酸能夠保證產(chǎn)品的力學性能，而低分子量的聚乳酸又能保證它的易加工性能，且由于低分子量聚乳酸的加入，起了增塑劑的作用，使得生物降解聚乳酸復合材料的玻璃化溫度降低，進一步改善了復合材料的韌性；(3)通過抗水解劑對聚乳酸的羧基末端進行封端，可以提高聚乳酸的耐水解性；擴鏈劑可以提高聚乳酸的熱穩(wěn)定性，并且在體系中引入支化結(jié)構(gòu)，從而提高體系的熔體強度；成核劑可以提高復合材料的耐熱性；通過上述(1廣(3 )點的合理搭配，使得本專利技術(shù)所述聚乳酸復合材料具有較高的熔體強度、韌性、耐熱性、耐水性及較好的加工性能，可以通過注塑成型的方法制成注塑制品。所得的注塑制品可以在堆肥條件下降解，并且所得注塑制品3年內(nèi)的物理化學性能可以滿足日常使用需求，可以廣泛應(yīng)用于玩具、辦公、汽車和電子電器領(lǐng)域。具體實施例方式下面結(jié)合一些具體實施方式對本專利技術(shù)所述的生物降解聚乳酸復合材料及其制備方法和應(yīng)用做進一步描述。具體實施例為進一步詳細說明本專利技術(shù)，非限定本專利技術(shù)的保護范圍。本專利技術(shù)所述實施例所用的物質(zhì)及其來源:高分子量聚乳酸-1:購自美國Natureworks公司，重均分子量為11萬。高分子量聚乳酸-2:購自美國Natureworks公司，重均分子量為20萬。高分子量聚乳酸-3:購自美國Natureworks公本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種生物降解聚乳酸復合材料，其特征在于，所述生物降解聚乳酸復合材料包括如下按重量份數(shù)計算的組分：高分子量聚乳酸????100份；低分子量聚乳酸????10~40份；生物降解共聚酯????10~30份；擴鏈劑????????????0.1~3份；抗水解劑??????????0.1~3份；成核劑????????????0.1~5份；無機填料??????????5~20份；抗氧劑????????????0.1~0.8份；所述高分子量聚乳酸的重均分子量為10萬

【技術(shù)特征摘要】
1.一種生物降解聚乳酸復合材料，其特征在于，所述生物降解聚乳酸復合材料包括如下按重量份數(shù)計算的組分: 聞分子量聚乳酸 100份； 低分子量聚乳酸 10~40份； 生物降解共聚酯 10~30份； 擴鏈劑0.1~3份； 抗水解劑0.1~3份； 成核劑0.1~5份； 無機填料5 20份； 抗氧劑0.1~0.8份； 所述高分子量聚乳酸的重均分子量為10萬〈Mw≤20萬；所述低分子量聚乳酸的重均分子量為6萬≤ Mw≤ 10萬。2.一種生物降解聚乳酸復合材料，其特征在于，所述生物降解聚乳酸復合材料由如下按重量份數(shù)計算的組分組成: 聞分子量聚乳酸 100份； 低分子量聚乳酸 10~40份； 生物降解共聚酯 10~30份； 擴鏈劑0.1~3份； 抗水解劑0.1~3份； 成核劑0.1~5份； 無機填料5 20份； 抗氧劑0.1~0.8份； 所述高分子量聚乳酸的重均分子量為10萬〈Mw≤20萬；所述低分子量聚乳酸的重均分子量為6萬≤ Mw ≤ 10萬。3.按權(quán)利要求1或2所述生物降解聚乳酸復合材料，其特征在于，所述二元羧酸單體選自脂肪族二元酸、脂肪族二元酸的酯化衍生物、芳香族二元酸或芳香族二元酸的酯化衍生物中的任意一種或其組合； 所述二元醇單體選自脂肪族二元醇。4.按權(quán)利要求3所述生物降解聚乳酸復合材料，其特征在于，所述生物降解共聚酯為聚丁二酸丁二醇酯、丁二酸丁二醇酯與己二酸丁二醇酯的共聚物或己二酸丁二醇酯與對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。5....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：熊凱，焦建，鐘宇科，苑仁旭，趙巍，徐依斌，曾祥斌，蔡彤旻，夏世勇，
申請(專利權(quán))人：金發(fā)科技股份有限公司，上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司，珠海萬通化工有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：