一种高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料科学中的高分子复合材料领域，涉及一种利用PP树脂、相容剂 备出高韧性PLA基合金的方法。根据本发明所制备的PLA/PP合金的制备方法，解决了传统 PLA断裂伸长率低、韧性低且增韧组分在材料体系内分散型差的问题。本发明所涉及的方法 操作简单、制备材料的性能可控性强，适用于实验室及企业产业化生产，本材料是一种高韧 性PLA基合金材料。
【背景技术】
[0002] 随着高分子材料的发展，石油基高分子材料在人类生活和工作中得到广泛的应 用。但这些材料来源不可再生资源，而且在自然环境中难以降解，造成生态环境恶化和资源 紧缺，不符合人类可持续发展的战略，给人类带来危害。近年来，来源于可再生资源的可为 生物降解材料引起人们广泛的注意。
[0003] PLA是唯一以生物资源为原料，通过化学合成方法的可降解的线性脂肪族聚酯，它 来源于可再生资源，具有良好的生物相容性、降解性，较高的拉伸强度和压缩模量，因此PLA 被认为是石油基塑料的代替品：将其应用于通用塑料领域，对于减小环境污染、节省石油资 源以及减轻地球温室效应方面具有十分重要的意义。石油资源短缺及环境污染严重促进了 非石油基绿色可降解高聚物的发展与应用。PLA是一种集生物降解性、生物可吸收性于一 体的绿色热塑性聚酯，具有较好的力学强度、弹性模量和热成型性，降解产物能渗入人体代 谢，广泛应用于医疗、药学、农业、包装业、服务行业等领域，被认为是迄今为止最有市场潜 力的可降解聚合物。然而，与其他高分子材料相同，冲击强度较低限制了 PLA在航空。电子、 汽车等领域的应用，为此开发具有较高韧性的绿色环保PLA显得尤为迫切。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为解决PLA力学性能较差、基体流动性差而提供的一种增韧改性 方法，实现本发明目的技术解决方案为：高韧性、高流动PLA/PP合金制备方法，将PLA树 月旨、PP、相容剂和热稳定剂真空干燥并按比列混合，使干燥后的共混物的基体含水率低于 50ppm，然后采用熔融挤出的方法将共混物注塑成标准样件，其特征在于基体PLA的熔点在 150~200°C之间，熔融挤出温度180~205°C。
[0005] -种高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金组分和重量组分数配比为：PLA树脂 60~100份，PP树脂0~40份，相容剂0~20份，热稳定剂0~4份。
[0006] 所述的PLA选取自PLA树脂基体的分子量选取为12X 106,占总体质量的60~ 100%〇
[0007] 所述的PP选取自PP选取SKBH3820、SKBH3520、PPZA191中的一种或几种，添加量 为总质量的〇~20%。
[0008] 所述的相容剂选取自相容剂选取自PP-g-GMA、E-MA-GMA、POE-g-GMA的一种或几 种，占总体质量的〇~10%。
[0009] 所诉的热稳定剂，选取自四[3-(3,5-二叔丁基）丙酸]季戊四醇、三（2,4_二叔 丁基苯基）亚磷酸酯以及双（2,4_二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯的一种或几种，占总 体添加量的〇~4%。
【具体实施方式】
[0010] 实施例一 称取PLA 70份 PP (BH3820) 30 份 按配比将PLA、PP、相容剂、热稳定剂50~100°C真空干燥5~24h，通过高速混合机混 合3~5分钟，将混合好的物料由料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀 冷却干燥、造粒、均化，其中料筒温度设为：前段180°C，中段190°C，后段200°C，螺杆长径比 35,机头温度195°C，螺杆转速280rmp/min。
[0011] 实施例二 称取PLA 70份 PP (BH3820) 30 份 PP-g-GMA 10 份 四[3-(3,5-二叔丁基）丙酸]季戊四醇 0.5份 工艺条件如实施例一 实施例三 称取PLA 70份 PP (BH3820) 30 份 E-MA-GMA 10 份 四[3-(3,5-二叔丁基）丙酸]季戊四醇 0.5份 工艺条件如实施例一 实施例四 称取PLA 70份 PP (BH3820) 30 份 POE-g-GMA 10 份 四[3-(3,5-二叔丁基）丙酸]季戊四醇 0.5份 工艺条件如实施例一 实施例五 称取PLA 70份 PP (BH3820) 30 份 POE-g-GMA 20 份 四[3-(3,5-二叔丁基）丙酸]季戊四醇 0.5份 工艺条件如实施例一 实施例六 称取PLA 70份 PP (BH3820) 30 份 POE-g-GMA 25 份 四[3-(3,5-二叔丁基）丙酸]季戊四醇 0.5份 工艺条件如实施例一 实施例七 称取PLA 70份 PP (BH3820) 30 份 POE-g-GMA 30 份 四[3-(3,5-二叔丁基）丙酸]季戊四醇 0.5份 工艺条件如实施例一 性能测试结果
【主权项】
1. 一种高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金的制备方法，是通过添加 PP、相容剂、±曾 韧剂、热稳定剂与聚乳酸共混，更好的解决了 PLA合金改性的断裂伸长率低，材料基体力学 性能差等难题。2. 根据专利要求1所述的高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金，其PLA树脂基体的分 子量选取为12X106。3. 根据专利要求1所述的高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金，PP选取SKBH3820、 SKBH3520、PPZA191中的一种或几种。4. 根据专利要求1所述高韧性聚乳酸/聚丙烯合金，相容剂选取自PP-g-GMA、 E-MA-GMA、POE-g-GMA 的一种或几种。5. 根据专利要求1所述的高韧性聚乳酸/聚丙烯合金，热稳定剂，选取自四[3-(3， 5_二叔丁基）丙酸]季戊四醇、三（2,4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯以及双（2,4_二叔丁基苯 基）季戊四醇二亚磷酸酯的一种或几种。6. 根据专利要求1所述的高韧性聚乳酸/聚丙烯合金，其特征在与包括以下步骤：按 配比将聚乳酸、PP、相容剂以及热稳定剂50~100°C真空干燥5~24h，通过高速混合机混 合3~5分钟，然后通过双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的温度设置为一区：170~180°C，二 区：175 ~185°C，三区：180 ~190°C，四区：180 ~200°C，五区：185 ~195°C，六区：190 ~ 200°C，七区：195 ~205°C，八区：200 ~210°C，九区：200 ~210°C，十区：200 ~210°C，机 头：195~205°C，主机转速150~350rpm，辅机转速7~15rmp。
【专利摘要】本发明公开了一种高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金的制备方法，由下述组分按重量份组成：聚乳酸（PLA）树脂60～100份，聚丙烯（PP）树脂0～40份，相容剂0～20份，热稳定剂0～1份；将基体PLA树脂、PP树脂、相容剂和热稳定剂通过高速混合机混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出均匀的粒料，本发明材料易得，生产工艺简单，PP有耐冲击、高流动性、耐化学药品及易于加工成型等优点。但PLA和通用PP树脂为不相容体系，两者共混体系的可加工性、物理机械性能很差，通过添加相容剂有效的改善了PLA的韧性以及基体本身粘度过大而导致其熔融指数较小等缺点，合金材料的简支梁缺口冲击强度由PLA原料的3kJ/m2增至34kJ/m2，通过合金的制备解决了PLA的脆性严重不足、基体流动性不佳等问题，进而的拓展了PLA在汽车、电子、居家装饰和建筑材料等诸多领域。
【IPC分类】C08L51/06, B29C47/92, C08L23/12, C08L67/04
【公开号】CN105623213
【申请号】CN201410704664
【发明人】王世玉, 代汝军, 马俊杰
【申请人】黑龙江鑫达企业集团有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月30日