专利名称：聚乳酸/接枝eva/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚乳酸(PLA)作为一种生物降解材料，可以从淀粉，纤维素等可再生资源中提取制备，具有高强度，高模量，透明性好，低碳环保等优点。聚乳酸可以广泛的应用于包装，汽车，农业薄膜，医用材料等领域，被人们视为最有可能代替石油类产品的生物可降解材料。但是聚乳酸的耐热性，柔韧性，阻隔性等比较差，使它的应用受到了很大的限制。为了改善聚乳酸的性能缺陷，人们通常将聚乳酸与具有层状结构的硅酸盐进行复合得到聚乳酸/硅酸盐纳米复合材料。 将聚乳酸与硅酸盐插层，利用硅酸盐纳米级别的片层结构，可以有效的改善聚乳酸的耐热性，强度，阻隔性等。其中，蒙脱土是一种典型的层状结构硅酸盐，我国蒙脱土含量丰富，价格低廉，是一种理想的硅酸盐矿物。通常，人们采用熔融插层法，将聚乳酸与蒙脱土熔融共混得到聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料，其耐热性能，力学性能等均有一定提高。虽然蒙脱土经过改性，片层间距有所提高，但是聚乳酸大分子链仍然不能很好的插入蒙脱土片层间，得不到很好的剥离型纳米复合材料。
发明内容
本发明的目的在于选用经过接枝EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物的马来酸酐接枝物)为增溶剂，制备耐热性，韧性等均有很大提高的聚乳酸接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料，由包含以下重量份的组分制成:聚乳酸100份，接枝EVA10-50 份，有机改性蒙脱土 1-10份。所述的聚乳酸的重均分子量为5 40万，分子量分布为1.2 2.4,结晶度为10% 60%。所述的接枝EVA是指乙烯-醋酸乙烯共聚物的马来酸酐接枝物，其中醋酸乙烯酯含量为10% 90%，且经过马来酸酐的接枝率为0.5% -2%。所述的有机改性蒙脱土是经过有机处理剂处理过的蒙脱土，蒙脱土经过改性后，层间距为1.1 3.5nm，有机改性蒙脱土中有机处理剂中有机处理剂的含量为1-10%。所述的有机处理剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基
三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基乙内铵盐、硬脂酸钙或硬脂酸。一种上述聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，包含以下步骤:
(I)根据上述配比称取各组分原料，将接枝EVA，有机改性蒙脱土在双螺杆挤出机中熔融共混挤出得到接枝EVA/蒙脱土复合材料；(2)再将聚乳酸和步骤(I)制得的EVA/蒙脱土复合材料在双螺杆挤出机中熔融共混挤出即可得到产品。所述的步骤(I)中接枝的EVA和有机改性蒙脱土为干燥的。所述的步骤(I)中双螺杆挤出机的挤出温度为150°C 195°C ;螺杆速度为50 IOOrpm0所述的步骤(2)中的挤出温度为150°C 195°C，螺杆速度为50 lOOrpm。本发明的优点在于:(I)对蒙脱土经过改性，层间距增大，使接枝EVA插层蒙脱土更加容易。(2)接枝EVA具有很强的插层能力，可以使一定量有机改性蒙脱土完全剥离，得到剥离型纳米复合材料，接枝EVA的加入，使得聚乳酸/EVA/蒙脱土复合物中聚乳酸的插层及蒙脱土的剥离成为可能；(3)接枝EVA作为增容剂的同时，还可增加聚乳酸复合材料的韧性；(4)蒙脱土的加入不仅在聚乳酸韧性提高的情况下避免材料强度的损失，还可以提高材料的耐热性能，从而得到综合性能优异的复合材料；(5)该发明拓展了聚乳酸改性的研究思路，为熔融插层法改性聚乳酸的研究提供现实依据。
具体实施例方式下面以实施例来进一步说明本发明。下列实施例中，聚乳酸的重均分子量为5 40万,分子量分布为1.2 2.4,结晶度为10% 60%。实施例1将10份0.5 %接枝率、醋酸乙烯酯含量10 %的EVA，I份含量I %十六烷基三甲基溴化铵的改性蒙脱土，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 IOOrpm得到EVA/蒙脱土纳米复合材料；然后将100份聚乳酸与EVA/蒙脱土纳米复合材料混合均匀，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 lOOrpm，得到产品，其性能见表I。实施例2将15份0.6%接枝率、醋酸乙烯酯含量20%的EVA，2份含量3 %十六烷基三甲基氯化铵改性的蒙脱土，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 IOOrpm得到EVA/蒙脱土纳米复合材料；然后将100份聚乳酸与EVA蒙脱土纳米复合材料混合均匀，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 lOOrpm，得到产品，其性能见表I。实施例3将20份0.8%接枝率、醋酸乙烯酯含量30%的EVA，2份含量4 %十八烷基三甲基溴化铵改性的蒙脱土，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 IOOrpm得到改性EVA/蒙脱土纳米复合材料；然后将100份聚乳酸与EVA/蒙脱土纳米复合材料混合均匀，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 lOOrpm，得到产品，其性能见表I。实施例4将25份1.0 %接枝率、醋酸乙烯酯含量40%的EVA，3份含量5 %十八烷基三甲基氯化铵改性的蒙脱土，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 IOOrpm得到EVA/蒙脱土纳米复合材料；然后将100份聚乳酸与EVA/蒙脱土纳米复合材料混合均匀，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 lOOrpm，得到产品，其性能见表I。实施例5将30份1.2 %接枝率、醋酸乙烯酯含量50 %的EVA，4份含量6 %十二烷基三甲基溴化铵改性的蒙脱土，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 IOOrpm得到EVA/蒙脱土纳米复合材料；然后将100份聚乳酸与EVA/蒙脱土纳米复合材料混合均匀，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 lOOrpm，得到产品，其性能见表I。实施例6将35份1.4%接枝率、醋酸乙烯酯含量60%的EVA，6份含量7%十二烷基二甲基乙内铵盐改性的蒙脱土，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 IOOrpm得到改性EVA/蒙脱土纳米复合材料；然后将100份聚乳酸与EVA/蒙脱土纳米复合材料混合均匀，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 lOOrpm，得到产品，其性能见表I。实施例7将40份1.5%接枝率、醋酸乙烯酯含量70%的EVA，8份含量8%硬脂酸钙改性的蒙脱土，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 IOOrpm得到EVA/蒙脱土纳米复合材料；然后将100份聚乳酸与EVA/蒙脱土纳米复合材料混合均匀，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 lOOrpm，得到产品，其性能见表
1实施例8将45份1.8%接枝率、醋酸乙烯酯含量80%的EVA，10份含量9%硬脂酸改性的蒙脱土，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 IOOrpm得到EVA/蒙脱土纳米复合材料；然后将100份聚乳酸与EVA/蒙脱土纳米复合材料混合均匀，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 lOOrpm，得到产品，其性能见表I。实施例9将50份2.0%接枝率、醋酸乙烯酯含量90%的EVA，10份含量10%硬脂酸钙改性蒙脱土，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 IOOrpm得到EVA/蒙脱土纳米复合材料；然后将100份聚乳酸与EVA/蒙脱土纳米复合材料混合均匀，用双螺杆挤出造粒，挤出温度为150°C 195°C，螺杆转速为50 lOOrpm，得到产品，其性能见表1表I
权利要求
1.一种聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料，其特征在于:由包含以下重量份的组分制成: 聚乳酸100份， 接枝EVA10-50份， 有机改性蒙脱土 1-10份。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料，其特征在于:所述的聚乳酸的重均分子量为5 40万，分子量分布为1.2 2.4，结晶度为10% 60%。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料，其特征在于:所述的接枝EVA是指乙烯-醋酸乙烯共聚物的马来酸酐接枝物，其中醋酸乙烯酯含量为10% 90%，且经过马来酸酐的接枝率为0.5% -2%。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料，其特征在于:所述的有机改性蒙脱土是经过有机处理剂处理过的蒙脱土，蒙脱土经过改性后，层间距为L I 3.5nm。
5.根据权利要求4所述的聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料，其特征在于:所述的有机改性蒙脱土中有机处理剂的含量为1-10%。
6.根据权利要求4所述的聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料，其特征在于:所述的有机处理剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基乙内铵盐、硬脂酸钙或硬脂酸。
7.—种上述权 利要求1-6中任一所述的聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于:包含以下步骤: (1)按权利要求1所述的配比称取各组分原料，将接枝EVA，有机改性蒙脱土在双螺杆挤出机中熔融共混挤出得到接枝EVA/蒙脱土复合材料； (2)再将聚乳酸和步骤(I)制得的EVA/蒙脱土复合材料在双螺杆挤出机中熔融共混挤出即可得到产品。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤⑴中接枝的EVA和有机改性蒙脱土为干燥的。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(I)中双螺杆挤出机的挤出温度为150°C 195°C ;螺杆速度为50 lOOrpm。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(2)中的挤出温度为150°C 195°C，螺杆速度为50 lOOrpm。
全文摘要
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚乳酸/接枝EVA/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法。该材料由包含以下重量份的组分制成聚乳酸100份，接枝EVA10-50份，有机改性蒙脱土1-10份。本发明中蒙脱土经过改性，层间距增大，使接枝EVA插层蒙脱土更加容易；接枝EVA具有很强的插层能力，可以使一定量有机改性蒙脱土完全剥离，得到剥离型纳米复合材料，接枝EVA的加入，使得聚乳酸/EVA/蒙脱土复合物中聚乳酸的插层及蒙脱土的剥离成为可能；接枝EVA作为增容剂的同时，还可增加聚乳酸复合材料的韧性。
文档编号C08K9/04GK103160082SQ201110425440
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者姚寅芳 申请人:上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司