A) 80份、聚碳酸丁二酯（PBC) 20份、聚苯乙烯接枝纳米二氧化硅 〇. 6份、抗氧剂1010 0. 15份，抗氧剂1330 0. 15份，将称好的PLA及PBC在80°C下干燥烘 干7小时； (2) 将干燥处理后的PLA、PBC、改性纳米二氧化硅及抗氧剂，通过高速混合机搅拌7分 钟，形成混合物料；（3)将混合好的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应， 然后挤出、造粒。
[0029] 双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度85°C，二区温度170°C，三区 温度180°C，四区温度185°C，五区温度185°C，六区温度190°C，机头温度165°C ;螺杆转速 210r/min〇
[0030] 实施例4 (1) 称取聚乳酸（PLA) 80份、聚碳酸丁二酯（PBC) 15份、聚苯乙烯接枝纳米二氧化硅 〇. 8份、抗氧剂Irganoxl330 0. 4份，将称好的PLA及PBC在80°C下干燥烘干7. 5小时； (2) 将干燥处理后的PLA、PBC、改性纳米二氧化硅及抗氧剂，通过高速混合机搅拌7分 钟，形成混合物料； (3) 将混合好的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒。
[0031] 双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度90°C，二区温度180°C，三区 温度190°C，四区温度220°C，五区温度210°C，六区温度220°C，机头温度185°C ;螺杆转速 200r/min〇
[0032] 实施例5 (1) 称取聚乳酸（PLA) 70份、聚碳酸丁二酯（PBC) 30份、聚苯乙烯接枝纳米二氧化硅 〇. 7份、抗氧剂168 0. 25份，将称好的PLA及PBC在100°C下干燥烘干8小时； (2) 将干燥处理后的PLA、PBC、改性纳米二氧化硅及抗氧剂，通过高速混合机搅拌7分 钟，形成混合物料； (3) 将混合好的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒。
[0033] 双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度KKTC，二区温度190°C，三 区温度185°C，四区温度220°C，五区温度210°C，六区温度220°C，机头温度185°C ;螺杆转 速 190r/min〇
[0034] 实施例6 (1) 称取聚乳酸（PLA) 70份、聚碳酸丁二酯（PBC) 25份、聚苯乙烯接枝纳米二氧化硅 〇. 6份、抗氧剂168 0. 1份、抗氧剂1330 0. 1份，将称好的PLA及PBC在80°C下干燥烘干7 小时； (2) 将干燥处理后的PLA、PBC、改性纳米二氧化硅及抗氧剂，通过高速混合机搅拌10分 钟，形成混合物料； (3) 将混合好的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒。
[0035] 双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度KKTC，二区温度190°C，三 区温度195°C，四区温度220°C，五区温度210°C，六区温度220°C，机头温度190°C ;螺杆转 速 190r/min〇
[0036] 对比例1 (1) 称取聚乳酸（PLA)80份、聚碳酸丁二酯（PBC)25份、抗氧剂168 0. 1份、抗氧剂1330 〇. 2份，将称好的PLA及PBC在80°C下干燥烘干7小时； (2) 将干燥处理后的PLA、PBC及抗氧剂，通过高速混合机搅拌7分钟，形成混合物料； (3) 将混合好的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒。
[0037] 双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度11(TC，二区温度160°C，三 区温度190°C，四区温度190°C，五区温度200°C，六区温度200°C，机头温度185°C ;螺杆转 速 290r/min。
[0038] 将实施例1-6与对比例1分别制成样条进行对比，根据标准ASTM D638,ASTM D256 和ASTM D790分别对其进行拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度、弯曲强度进行测试，测试数据 如下表：
通过实施例1-6与对比例1的对比发现，本发明制得的PLA/PBC合金的拉伸强度、弯曲 强度、悬臂梁缺口冲击强度较对比例均得到了不同程度的提高。这说明聚苯乙烯接枝纳米 二氧化硅的加入大大改善了材料的物理性能，这大大扩展PLA合金材料的应用领域。
[0039] 以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域 的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
【主权项】
1. 一种改性纳米二氧化硅增强增韧聚乳酸复合材料，其特征在于：由下述组分按重量 份制备而成： 聚乳酸 70份-90份 聚碳酸1，4-丁二醇酯 10份-30份 聚苯乙烯接枝纳米二氧化娃 0. 3份-0. 9份 抗氧剂 0. 1份-〇. 5份； 所述聚苯乙烯接枝纳米二氧化硅是通过下述方法制备而成的： (1) 将纳米二氧化硅超声分散到甲苯溶液中，再缓慢滴加3-氨丙基三乙氧硅烷进行回 流后，对反应物进行离心分离得带氨基的二氧化硅； (2) 将带氨基的二氧化硅超声分散到甲苯溶液中，再加入缚酸剂吡啶，将溶液用冰盐 浴冷冻到〇°C，再逐步滴加2-溴代异丁酰，先于0°C下搅拌1小时后升温至室温继续反应 10-12小时，得溴代二氧化硅； (3) 将溴代二氧化硅分散到苯甲醚溶液中，加入引发剂溴化铜/五甲基二乙三胺进行 聚合反应，得到聚苯乙烯修饰改性的聚苯乙烯接枝纳米二氧化石圭。2. 根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化硅增强增韧聚乳酸复合材料，其特征在 于：所述步骤（1)中纳米二氧化硅与3-氨丙基三乙氧硅烷的质量比为10 :1，回流温度为 120-140°C、回流时间为20-24h ;对离心分离后的带氨基的二氧化硅再用乙醇洗涤至少3 次。3. 根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化硅增强增韧聚乳酸复合材料，其特征在 于：所述步骤（2)中溴代二氧化硅需进行离心分离、洗涤至少三次、低温烘干处理；所述洗 涤的洗涤液为甲醇和水按体积比为1:1的混合溶剂。4. 根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化硅增强增韧聚乳酸复合材料，其特征在 于：所述步骤（3)中聚合反应的温度为110-130°C，反应物经四氢呋喃稀释后滴入过量的甲 醇中进行沉淀分离，再将沉淀物进一步分散到四氢呋喃中，并离心除去聚苯乙烯的均聚物， 如此重复三次得聚苯乙烯接枝纳米二氧化硅。5. 根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化硅增强增韧聚乳酸复合材料，其特征在 于：所述的聚乳酸中L型质量含量为92%-96%、D型质量含量为4%-8%。6. 根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化硅增强增韧聚乳酸复合材料，其特征在 于：所述的纳米二氧化硅为亲水性纳米二氧化硅。7. 根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化硅增强增韧聚乳酸复合材料，其特征在 于：抗氧剂为三（2, 4-二叔丁基）亚磷酸苯酯、四[β- (3,5_二叔丁基-4-羟基苯基）丙 酸]季戊四醇酯、1，3,5_三甲基-2,4,6- (3,5_二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的至少一 种。8. -种制备如权利要求1所述的一种改性纳米二氧化硅增强增韧聚乳酸复合材料的 方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 按照配比称取各个组分，并将称好的聚乳酸及聚碳酸1，4-丁二醇酯在80-KKTC 下干燥烘干6-8小时； (2) 将干燥处理后的聚乳酸、聚碳酸1，4- 丁二醇酯和聚苯乙烯接枝纳米二氧化硅、抗 氧剂，通过高速混合机搅拌5~lOmin，形成混合物料； (3)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒制得复合 材料；所述的双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：一区温度70~ 100°C，二区温度120~220°C，三区温度130~230°C，四区温度140~230°C，五区温度 140~230°C，六区温度140~240°C，机头温度130~200°C ;螺杆转速120~300r/min。
【专利摘要】本发明提供一种改性纳米二氧化硅增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法，其由聚乳酸70-90份、聚碳酸1,4-丁二醇酯10-30份、聚苯乙烯接枝纳米二氧化硅0.3-0.9份、抗氧剂0.1-0.5份经混合、挤出制备而成。本发明采用将聚苯乙烯接枝纳米二氧化硅与PLA、PBC在挤出机中熔融共混来制备高强高韧的聚乳酸复合材料，不仅提高了复合材料的强度及韧性，还极大的提高了PLA及PBC的结晶性能。
【IPC分类】C08K9/04, B29B9/06, B29C47/92, C08L69/00, C08L67/04, C08L51/10, C08F212/08, C08F292/00, C08K3/36
【公开号】CN105602211
【申请号】CN201410673777
【发明人】杨桂生, 刘凯
【申请人】合肥杰事杰新材料股份有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2014年11月21日