一种人造聚乳酸复合板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种人造聚乳酸复合板材及其制备方法，该复合板材由三层结构组成：第一层为耐冲击增韧剂聚乳酸复合层，第二层为高性能纤维增强聚乳酸复合层，第三层为耐冲击增韧聚乳酸复合层。本发明专利技术制备出的复合板材具有高模量、高强度、高韧性及生物可降解的特点，并且其外层可根据需要调整软硬度。该复合板材可应用于车用内饰板、电器外壳等产品，既具有提供产品结构强度的性能，又能提供良好的外层舒适感。

【技术实现步骤摘要】
一种人造聚乳酸复合板材及其制备方法
本专利技术涉及一种人造聚乳酸复合板材及其制备方法，特指一种三层结构的，中间层具有高强高模，表层具有高抗冲击性能的且软硬度可控制的复合板材及其制备方法。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性的聚合物，其来源于可再生资源农作物(如玉米)，最突出的优点是生物可降解性，其使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，对保护环境非常有利。聚乳酸具有良好的力学性质、热塑性、成纤性、透明度高，适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，被产业界定为新世纪最有发展前途的新型包装材料。聚乳酸在有诸多优良性质的同时，也存在一些不能很好满足包装制品需要的缺点，如抗冲性能、热稳定性等。但是聚乳酸本身性能有一定的缺陷，性能较脆，模量和强度一般，尤其是制成板材后难以达到产品要求。目前，聚乳酸板材及其制备方法的相关文献，如底层间间距型聚乳酸基麻纤维复合板的制备方法，一种通过聚乳酸复合板材及其制备方法，一种阻燃型玉米棒包皮纤维/聚乳酸纤维板的制备方法，利用经交联的聚乳酸的板及其制备方法，均涉及到通过纤维复合或化学交联的方法来改性聚乳酸，并制备成板材。但是这几个专利未涉及一种三层结构的，中间层具有高强高模，表层具有高抗冲击性能且软硬度可控制的聚乳酸复合板材。
技术实现思路
本专利技术的目的为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有三层结构的，中间层具有高强高模，表层具有高抗冲击性能且软硬度可控制的聚乳酸复合板材。一种人造聚乳酸复合板材，所述聚乳酸包括三层复合结构，从上到下依次为：第一层为耐冲击增韧剂聚乳酸复合层，第二层为高性能纤维增强聚乳酸复合层，第三层为耐冲击增韧聚乳酸复合层；所述聚乳酸复合板材的克重为500-4000g/m2，所述的第一层和第三城重量总和占总重量比为20-80%，第二层重量占总重量比为20-80%。所述的第一层和第三层的耐冲击增韧聚乳酸复合层含有聚乳酸、增韧粒子、增塑剂和抗氧化剂。所述的第二层的高性能纤维增强聚乳酸复合层是含有聚乳酸、高性能纤维、界面粘合剂。聚乳酸为分子量10-16万；增韧粒子为生物可降解聚氨酯、聚己内酯、聚乳酸-三亚甲基碳酸酯、聚氧乙烯中的一种或两种以上；增塑剂为蓖麻酸丁酯、甘油三-乙酰蓖麻醇酸酯、蔗糖硬脂酸酯中的一种或两种以上。聚乳酸的分子量10-16万；高性能纤维为碳纤维、玻璃纤维、高强高模聚乙烯中的一种或两种以上。一种人造聚乳酸复合板材的制备方法，包括如下步骤：1）、把碳纤维、玻璃纤维、高强高模聚乙烯中的一种或两种以上预浸渍在界面粘合剂中，然后平行或交叉铺展成2-5层，并且每层之间铺上预制好的1mm聚乳酸薄膜，经热压形成高性能纤维增强聚乳酸复合层；2）、将聚乳酸，增韧粒子，增韧剂干燥、预混，然后通过双螺杆挤出机共混挤出压延成2-5mm的耐冲击聚乳酸复合层板材；3）、将耐冲击增韧聚乳酸复合层作为第一、三层，高性能纤维增强聚乳酸复合层作为第二层，经预压、热烘，最后经热轧形成复合板材。所述步骤1）中，热压温度为170-230℃，热压压力为2-7MPa，热压时间为30-90s。所述步骤2）中，熔融温度为170-230℃，螺杆直径为55mm，螺杆转速为30-60r/min。所述步骤3）中，热轧温度为170-230℃，热轧压力为2-7MPa。所述步骤3）中，形成的复合板材在高强度、高模量的同时，表面软硬度控制在邵氏温度90D-42D的范围内。本专利技术制备出的复合板材具有高模量、高强度、高韧性及生物可降解的特点，并且其外层可根据需要调整软硬度。该板材的中间层可提供板材整体的刚性和强度，而外层可根据提供较好的任性从而抵抗外物的冲击力，并且其表层的软硬度可根据需要进行调节。该复合板材可应用于车用内饰板、电器外壳等产品，既具有提供产品结构强度的性能，又能提供良好的外层舒适感。具体实施方式实施例1一种人造聚乳酸复合板材，所述聚乳酸包括三层复合结构，从上到下依次为：第一层为耐冲击增韧剂聚乳酸复合层，第二层为高性能纤维增强聚乳酸复合层，第三层为耐冲击增韧聚乳酸复合层；所述聚乳酸复合板材的克重为500g/m2，所述的第一层和第三城重量总和占总重量比为40%，第二层重量占总重量比为60%。所述的第一层和第三层的耐冲击增韧聚乳酸复合层含有聚乳酸、增韧粒子、增塑剂和抗氧化剂。聚乳酸为分子量10万；增韧粒子为生物可降解聚氨酯；增塑剂为蓖麻酸丁酯，抗氧化剂。所述的第二层的高性能纤维增强聚乳酸复合层是含有聚乳酸、高性能纤维、界面粘合剂。聚乳酸为分子量10万；高性能纤维为碳纤维，界面粘合剂。一种人造聚乳酸复合板材的制备方法，包括如下步骤：1、把碳纤维预浸渍在界面粘合剂中，然后平行铺展成2层，并且每层之间铺上预制好的1mm聚乳酸薄膜，经热压形成高性能纤维增强聚乳酸复合层；2、将聚乳酸，增韧粒子，增韧剂干燥、预混，然后通过双螺杆挤出机共混挤出压延成2mm的耐冲击聚乳酸复合层板材；3、将耐冲击增韧聚乳酸复合层作为第一、三层，高性能纤维增强聚乳酸复合层作为第二层，经预压、热烘，最后经热轧形成复合板材。所述步骤1中，热压温度为170℃，热压压力为2MPa，热压时间为30s。所述步骤2中，熔融温度为170℃，螺杆直径为55mm，螺杆转速为30r/min。所述步骤3中，热轧温度为170℃，热轧压力为2MPa。所述步骤3中，形成的复合板材在高强度、高模量的同时，表面软硬度控制在邵氏温度42D的范围内。实施例2一种人造聚乳酸复合板材，所述聚乳酸包括三层复合结构，从上到下依次为：第一层为耐冲击增韧剂聚乳酸复合层，第二层为高性能纤维增强聚乳酸复合层，第三层为耐冲击增韧聚乳酸复合层；所述聚乳酸复合板材的克重为3500g/m2，所述的第一层和第三城重量总和占总重量比为60%，第二层重量占总重量比为40%。所述的第一层和第三层的耐冲击增韧聚乳酸复合层含有聚乳酸、增韧粒子、增塑剂和抗氧化剂。聚乳酸为分子量16万；增韧粒子为聚已内酯；增塑剂为甘油三-乙酰蓖麻醇酸酯，抗氧化剂。所述的第二层的高性能纤维增强聚乳酸复合层是含有聚乳酸、高性能纤维、界面粘合剂。聚乳酸为分子量16万；高性能纤维为碳纤维，界面粘合剂。一种人造聚乳酸复合板材的制备方法，包括如下步骤：1、把玻璃纤维预浸渍在界面粘合剂中，然后平行铺展成5层，并且每层之间铺上预制好的1mm聚乳酸薄膜，经热压形成高性能纤维增强聚乳酸复合层；2、将聚乳酸，增韧粒子，增韧剂干燥、预混，然后通过双螺杆挤出机共混挤出压延成5mm的耐冲击聚乳酸复合层板材；3、将耐冲击增韧聚乳酸复合层作为第一、三层，高性能纤维增强聚乳酸复合层作为第二层，经预压、热烘，最后经热轧形成复合板材。所述步骤1中，热压温度为230℃，热压压力为7MPa，热压时间为90s。所述步骤2中，熔融温度为230℃，螺杆直径为55mm，螺杆转速为60r/min。所述步骤3中，热轧温度为230℃，热轧压力为7MPa。所述步骤3中，形成的复合板材在高强度、高模量的同时，表面软硬度控制在邵氏温度90D的范围内。实施例3一种人造聚乳酸复合板材，所述聚乳酸包括三层复合结构，从上到下依次为：第一层为耐冲击增韧剂聚乳酸复合层，第二层为高性能纤维增强聚乳酸复合层，第三层为耐冲击增韧聚乳酸复合层；所述聚乳酸复合板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人造聚乳酸复合板材，其特征在于：所述聚乳酸包括三层复合结构，从上到下依次为：第一层为耐冲击增韧剂聚乳酸复合层，第二层为高性能纤维增强聚乳酸复合层，第三层为耐冲击增韧聚乳酸复合层；所述聚乳酸复合板材的克重为500‑4000g/m

【技术特征摘要】
1.一种人造聚乳酸复合板材，其特征在于：所述聚乳酸包括三层复合结构，从上到下依次为：第一层为耐冲击增韧剂聚乳酸复合层，第二层为高性能纤维增强聚乳酸复合层，第三层为耐冲击增韧聚乳酸复合层；所述聚乳酸复合板材的克重为500-4000g/m2，所述的第一层和第三城重量总和占总重量比为20-80%，第二层重量占总重量比为20-80%。2.根据权利要求1所述的人造聚乳酸复合板材，其特征在于：所述的第一层和第三层的耐冲击增韧聚乳酸复合层含有聚乳酸、增韧粒子、增塑剂和抗氧化剂。3.根据权利要求2所述的人造聚乳酸复合板材，其特征在于：聚乳酸为分子量10-16万；增韧粒子为生物可降解聚氨酯、聚己内酯、聚乳酸-三亚甲基碳酸酯、中的一种或两种以上；增塑剂为蓖麻酸丁酯、甘油三-乙酰蓖麻醇酸酯、蔗糖硬脂酸酯中的一种或两种以上。4.根据权利要求1所述的人造聚乳酸复合板材，其特征在于：所述的第二层的高性能纤维增强聚乳酸复合层是含有聚乳酸、高性能纤维、界面粘合剂。5.根据权利要求4所述的人造聚乳酸复合板材，其特征在于：聚乳酸的分子量10-16万；高性能纤维为碳纤维、玻璃纤维、高强高模聚乙烯中的一种或两种以上。6.根据权利要求1所述的人造聚乳酸复合板...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海斌，刘刚，林航，
申请(专利权)人：黑龙江鑫达企业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23