一种pla树脂增韧改性材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种PLA材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 材料工业是国民经济基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性 新兴产业，目前科技工作的迅猛发展，新材料产品日新月异，产业升级，材料换代步伐加快， 新材料技术、生物材料技术信息技术相互融合，结构功能一体化，智能化趋势明显，功能性 材料的发展，作为重要类别的高分子材料更是在人类生活中起到了不可替代的作用，为人 类生活提供了诸多的便利。伴随着经济的发展，高分子材料的使用量急剧增加，随之产生的 便是环境的污染以及社会发展与环境保护的不协调曰益显现。
[0003] 聚乳酸（PLA)是一种来源于可再生资源的生物可降解材料，它具有广阔的市场前 景，因此被认为是新世纪最有前景的新型材料，但是现有PLA材料存在耐热性差、柔韧性差 和抗冲击性差的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是要解决现有PLA材料存在耐热性差、柔韧性差和抗冲击性差的问 题，而提供一种PLA树脂增韧改性材料及其制备方法。
[0005] 一种PLA树脂增韧改性材料按重量份数由57~70份聚乳酸、2~4. 5份低温改质 增韧剂、1. 〇~1. 4份表面活性剂、0. 1~0. 4份加工助剂、1~3份耐热老化剂、0. 1~0. 4 份抗氧剂、5~8份填充剂、18~25份增塑剂和0. 1~0. 3份润滑剂制备而成。
[0006] 一种PLA树脂增韧改性材料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：一、称量：按 重量份数称量57~70份聚乳酸、2~4. 5份低温改质增韧剂、1. 0~1. 4份表面活性剂、 0. 1~0. 4份加工助剂、1~3份耐热老化剂、0. 1~0. 4份抗氧剂、5~8份填充剂、18~25 份增塑剂和0. 1~0. 3份润滑剂；二、混合：首先将步骤一称取的5~8份填充剂和1. 0~ 1. 4份表面活性剂加入搅拌机中，在温度为80°C下预混合lOmin，再向搅拌机中加入将步骤 一称取的57~70份聚乳酸、18~25份增塑剂、2~4. 5份低温改质增韧剂、0. 1~0. 4份 抗氧剂和〇. 1~〇. 3份润滑剂，并将搅拌温度从80°C升温至85~100°C，在温度为85~ 100°C下搅拌混合6min~8min，得到混合物；三、密炼挤出：将步骤三得到的混合物与步骤 一称取的〇. 1~〇. 4份加工助剂和1~3份耐热老化剂依次加入高混机中，并在温度为 100~120°C下搅拌混合6min~8min，经过平行双螺杆挤出机依次进行挤出、拉伸、冷却制 粒得到PLA树脂增韧改性材料；所述的平行双螺杆挤出机在挤出过程中，从料口到口模处 的工艺温度分别为：1区：135~140°C、2区：140~150°C、3区：150~160°C、4区：165~ 170°C、5 区：170 ~175°C、6 区：175 ~180°C，熔体压力为 2MPa~lOMPa。
[0007] 本发明优点：一、通过对低温改质增韧剂的引用增强改性，提高了材料的分子量， 提升了抗冲击能力，在保持原有技术指标的同时，可以最大的保留PLA材料的硬度，拉伸和 热变形温度，与普通未改性的材料相比，更能提高物料的伸长率和流动性，更有易于加工生 产，比未改性的PLA材料冲击强度提高10~20倍；二、采用此种工艺生产方法，可以得到增 强耐热聚乳酸材料，与纯聚乳酸相比，材料的拉伸强度和拉伸模量有所提高，拉伸强度最高 可达到88MPa，弯曲强度由75MPa提高到了 90MPa;三、对填充剂及表面活性剂的添加提高了 聚乳酸熔体排布的规整度，改善了熔融状态下聚乳酸的结晶能力。使得各种助剂与聚乳酸 之间的界面粘合，形成网状结构，改善了材料的柔韧性，增强了复合材料各项的物理性能。 四、采用本发明的制备的PLA树脂增韧改性材料比传统的PLA工艺生产的材料相比，改变了 PLA材料脆性大、耐热性不好的缺陷、提高了材料的加工性能，使低温冲击强度由5. 3MPa提 高到llMPa。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0008] 一：本实施方式是一种PLA树脂增韧改性材料，按重量份数由57~ 70份聚乳酸、2~4. 5份低温改质增韧剂、1. 0~1. 4份表面活性剂、0. 1~0. 4份加工助剂、 1~3份耐热老化剂、0. 1~0. 4份抗氧剂、5~8份填充剂、18~25份增塑剂和0. 1~0. 3 份润滑剂制备而成。
【具体实施方式】 [0009] 二：本实施方式与一的不同点是：所述的填充剂为超 细碳酸钙、超细滑石粉或胶体二氧化硅。其他与一相同。
【具体实施方式】 [0010] 三：本实施方式与一或二之一不同点是：所述的润滑 剂为季戊四醇硬脂酸酯或乙撑双硬脂酸酰胺。其他与一或二相同。
【具体实施方式】 [0011] 四：本实施方式与一至三之一不同点是：所述的表面 活性剂为三羟基丙烷或乙烯二醇。其他与一至三相同。
【具体实施方式】 [0012] 五：本实施方式与一至四之一不同点是：所述的耐热 老化剂为过氧化二异丙苯。其他与一至四相同。
【具体实施方式】 [0013] 六：本实施方式与一至五之一不同点是：所述的增塑 剂为乙酰柠檬酸三丁酯或乙酰柠檬酸三乙酯。其他与一至五相同。
【具体实施方式】 [0014] 七：本实施方式与一至六之一不同点是：所述的抗氧 剂为抗氧剂1010/抗氧剂168混合物或硫代二丙酸二月桂酯，其中所述的抗氧剂1010/抗 氧剂168混合物由抗氧剂1010和抗氧剂168按抗氧剂1010与抗氧剂168的质量比1:1混 合而成。其他与一至六相同。
【具体实施方式】 [0015] 八：本实施方式与一至七之一不同点是：所述的低温 改质增韧剂为乙稀丙稀酸缩水甘油醋或Elvaroy1820。其他与一至七相同。
【具体实施方式】 [0016] 九：本实施方式与一至八之一不同点是：所述的加工 助剂为〇-甲基苯乙烯或甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物。其他与一至八相 同。
[0017] 本实施方式所述的甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物由南京靖江化工有限公司生 产。
[0018]
【具体实施方式】十：本实施方式是一种PLA树脂增韧改性材料的制备方法，具体是 按以下步骤完成的：一、称量：按重量份数称量57~70份聚乳酸、2~4. 5份低温改质增韧 剂、1. 0~1. 4份表面活性剂、0. 1~0. 4份加工助剂、1~3份耐热老化剂、0. 1~0. 4份抗 氧剂、5~8份填充剂、18~25份增塑剂和0. 1~0. 3份润滑剂；二、混合：首先将步骤一 称取的5~8份填充剂和1. 0~1. 4份表面活性剂加入搅拌机中，在温度为80°C下预混合lOmin，再向搅拌机中加入将步骤一称取的57~70份聚乳酸、18~25份增塑剂、2~4. 5 份低温改质增韧剂、〇. 1~〇. 4份抗氧剂和0. 1~0. 3份润滑剂，并将搅拌温度从80°C升温 至85~100°C，在温度为85~100°C下搅拌混合6min~8min，得到混合物；三、密炼挤出： 将步骤三得到的混合物与步骤一称取的0. 1~0. 4份加工助剂和1~3份耐热老化剂依次 加入高混机中，并在温度为100~120°C下搅拌混合6min~8min，经过平行双螺杆挤出机 依次进行挤出、拉伸、冷却制粒得到PLA树脂增韧改性材料；所述的平行双螺杆挤出机在挤 出过程中，从料口到口模处的工艺温度分别为：1区：135~140°C、2区：140~150°C、3区： 150 ~160°C、4 区：165 ~170°C、5 区：170 ~175°C、6 区：175 ~180°C，熔体压力为 2MPa~ 10MPa〇
[0019] PLA材料是不均匀的各向异性材料，本发明目的是通过共聚接枝的改性原理，在分 子主链上引入另一种分子链的方法，把耐热性高的硅酸盐均匀的分散到PLA的分子中，发 生共聚反应使得分子结构排列整齐，改变聚合物大分子表面结构，将PLA大分子链的规整 度和结晶度降低，以解决现有PLA材料存在耐热性差、柔韧性差和抗冲击性差的问题。因 而提高了产品