一种耐热型聚乳酸共混物及其制备方法技术

一种耐热型聚乳酸共混物，其特征在于，该物质由以下重量份的成分组成：　　　　聚乳酸１００份；可生物降解的耐热高分子材料：５～１００份；　　　　填料：０～１００份。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚酯复合材料及其制备方法，尤其涉及；属于高分子材料
技术背景高分子材料的废弃物给环境带来的负面影响己经日益引起人 们的广泛关注，解决日益严重的"白色污染"问题成为人们普遍 关注的问题。因此，现在国内外降解塑料的研制开发工作非常活 跃，并已有部分开始了工业化生产，发展相当迅速。生物降解塑 料既具有使用时发挥塑料本身的优良性能，用后废弃时又不给环 境带来污染，能被各种生物(酶)迅速分解的特征。因此大力开 发和推广可生物降解高分子材料，才是治标和治本的方法，也符 合当今高分子材料绿色化的潮流。合成聚乳酸的最初原料是淀粉，淀粉经生物发酵过程转化为 乳酸，乳酸经过縮聚或再经过丙交酯开环聚合得到聚乳酸。由此 可见，聚乳酸不同于其它通用塑料的本质之一是它利用了可再生 性的植物资源。这样可以有效的缓解日益枯竭的不可再生资源。 并且，聚乳酸具有与通用塑料完全相同的性能，如力学性能和可 加工性。特别是目前大规模的生产使得聚乳酸树脂的成本下降， 相对于其它生物降解高分子材料变得非常廉价。如美国佳吉 (Cargill)公司已经具有年产14万吨的聚乳酸生产能力，国内 浙江海正集团建成年产5000吨的聚乳酸示范厂。因此，近些年来， 聚乳酸倍受高分子学术界和产业界的关注，成为21世纪热点研究 对象。但是，由于聚乳酸的结晶速率很慢，加工后几乎是无定型聚 合物，这样在温度高于玻璃化转变温度(约6(TC)后，制品的尺寸稳定性很差，较差的耐热性能在很大程度上限制了聚乳酸的广 泛应用。因此，有很多研究工作报道提高聚乳酸的耐热性能。包括中国专利申请(CN02813024. 3)通过加入成核剂提高聚乳酸的 结晶度；提高其结晶度是在聚乳酸中加入金属有机磷酸盐、苄叉 基山梨醇衍生物等成核剂，使聚合物结晶速度加快，提高结晶度， 球晶尺寸均匀细密，使得聚合物热性能、力学性能得到提高。中 国专利申请(CN03149911. 2)通过填加无机填料增强聚乳酸的耐 热性；填加无机填料是在聚乳酸中加入云母粉、滑石粉、蒙脱土 等层片状微粉，片状填料比粒状填料具有更好的热性能与力学性 能。中国专利申请(CN99119441)通过聚乳酸和脂肪族和/或脂肪族聚酯碳酸酯之间的共聚反应来提高其耐热性和其它机械性 能；尽管上述技术可以实现聚乳酸耐热性能的改善，但是提高的 幅度有限，无法满足一些耐热性能要求较高的制品；如在热餐饮 中使用的餐具等。共混改性是聚合物常用的改性手段，通过共混可以实现不同 组分之间的优势互补，满足单一组分所不具备的性能；中国专利 申请(CN200510119118. 7)公开了使用耐热性能较高的聚合物苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯与 聚乳酸进行共混以改善聚乳酸的耐热性能。但是该项技术中使用 的共混耐热型聚合物苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙 烯共聚物或聚碳酸酯是不可以生物降解的，在使用废弃后依然会 对环境造成污染，此外，该项技术共混后的聚乳酸为无定型聚乳 酸，因此耐热性能提高有限。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术所存在的上述问题，提供一种耐热 性能好、力学性能强、可生物降解的耐热型聚乳酸共混物及其制备方法。本专利技术的上述技术问题可以通过以下技术方案得以实施一 种耐热型聚乳酸共混物，该物质由以下重量份的成分组成聚乳酸100份；可生物降解的耐热高分子材料5 100份； 填料0 100份。本专利技术的耐热型聚乳酸共混物采用的聚乳酸由于其自身的结 晶以及与耐热高分子材料之间的协同效应，不仅具有较好的耐热性 能；而且采用多种成分配合使用、配伍合理，具有可生物降解和 优异的力学性能。在上述的一种耐热型聚乳酸共混物中，该成分的优化重量 份为聚乳酸100份；可生物降解的耐热高分子材料30 100 份；填料10 100份。在上述的一种耐热型聚乳酸共混物中，所述的聚乳酸的数均分子量为5 20万道尔顿，结晶度为5 50%。如果聚乳酸的 数均分子量小于5万道尔顿，材料的力学性能不能满足实际应用， 数均分子量大于20万道尔顿，加工性能较差，在现有的设备上 无法加工。如果其结晶度太小，聚乳酸的耐热性无法改善。在上述的一种耐热型聚乳酸共混物中，所述的可生物降解 的耐热高分子材料为聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯、3-羟基 丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物、丁二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚 物中的一种或多种混合。通过与这些共混物进行共混后，可以有 效的提高聚乳酸的耐热温度。在上述的一种耐热型聚乳酸共混物中，所述的填料为碳酸 钙、淀粉中的一种或两种混合。此外本专利技术还提供了一种如耐热型聚乳酸共混物的制备方 法，该方法包括以下步骤A、 共混取上述重量份的成分混合，混合后搅拌均匀；B、 密炼将上述共混的成分放入密炼机中密炼，其中密炼温度为150。C 190。C，密炼时间为5 20分钟；C、热压成型将上述密炼后的树脂在温度为150°C 200°C，压力 为8 15MPa的条件下热压成型；d、等温结晶将上述热压成型后的片材在温度为6crc i2crc的条件下等温结晶5 120分钟后得到耐热型聚乳酸共混物。在上述的制备方法中，作为优选，步骤b中所述的密炼温度为170°C，密炼时间为10分钟；步骤C中所述的热压成型时的温度为18(TC，压力为10Mpa;步骤D中所述的等温结晶时的温度为80°C 100°C，结晶时间为5 90分钟。纵上所述，本专利技术具有以下优点1、 本专利技术的耐热型聚乳酸共混物采用的聚乳酸由于其自身的 结晶以及与耐热组分之间的协同效应，具有较好的耐热性能，其维 卡软化温度可以达到80—130°C;完全可以满足热餐饮中使用的 餐具要求。2、 本专利技术的耐热型聚乳酸共混物采用多种成分配合使用，配 伍合理，不仅可生物降解；而且具有优异的力学性能；其中拉伸 强度可以达到15—45MPa，断裂伸长率可以达到10—50%。3、 本专利技术耐热型聚乳酸共混物的制备方法，工艺流程简单， 加工性能强，成本低可实现大规模的工业化生产；得到的共混物 可用于挤出板材、片材，以及相应吸塑制品的制备。也适用于注 塑成型产品的生产工艺。具体实施方式下面通过实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明； 但本专利技术并不限于这些实施例。表l:本专利技术耐热型聚乳酸共混物的组分(按重量份)<table>table see original document page 7</column></row><table><table>table see original document page 8</column></row><table>其中实施例1中所述的聚乳酸的数均分子量为5万道尔顿； 结晶度为5%;所述的可生物降解的耐热高分子材料为聚丁二酸丁二 醇酯；所述的填料为碳酸钙。其中实施例2中所述的聚乳酸的数均分子量为20万道尔顿；结晶度为50%;所述的可生物降解的耐热高分子材料为聚羟基丁酸酯。其中实施例3中所述的聚乳酸的数均分子量为15万道尔顿； 结晶度为10%;所述的可生物降解的耐热高分子材料为3-羟基丁酸 酯-4-羟基戊酸酯共聚物；所述的填料为碳酸钙。其中实施例4中所述的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐热型聚乳酸共混物，其特征在于，该物质由以下重量份的成分组成：聚乳酸１００份；可生物降解的耐热高分子材料：５～１００份；填料：０～１００份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩常玉，陈志明，白骅，董丽松，
申请(专利权)人：浙江海正生物材料股份有限公司，中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：33