一种可完全生物降解的聚乳酸复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种可完全生物降解的聚乳酸复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。它解决了现有的聚乳酸复合材料不可完全生物降解、力学性能差、耐老化性能弱和加工性能不足等问题。本可完全生物降解的聚乳酸复合材料包括以下重量份的成分：聚乳酸１００份；热塑性淀粉１０～１００份；增塑剂５～３０份；无机填料３～２０份；抗氧剂０．５～２份；润滑剂０．１－２份；制备方法包括以下步骤：Ａ．混合；Ｂ．挤出造粒；Ｃ．热压成型。本发明专利技术的可完全生物降解的聚乳酸复合材料不仅具有可完全生物降解，而且具有优异的力学性能和耐老化性能；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。

【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，尤其涉及一种 ；属于高分 子材料

技术介绍
高分子材料的废弃物给环境带来的负面影响已经引起人们的 广泛关注，解决"白色污染"提高环境质量成为进入21世纪的科 学发展的热点之一。因此，国内外能够完全生物降解塑料的研制 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 废弃时又能被各种生物(酶)分解，不给环境带来污染的特点。 因此，大力开发和推广可生物降解高分子材料，是解决白色污染 标本兼治的方法，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，乳酸通过直接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。聚乳酸具有与通用塑料完全类同的性能，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。在国 内，浙江海正生物材料股份公司已经建成年产5000吨聚乳酸示范 生产线。因此，聚乳酸的发展倍受高分子学术界和产业界的关注。此外将淀粉与高分子材料进行共混制备高分子复合材料具有很多优点，如成本较低，加工性能良好等。如美国专利申请(US20060194902)公开了聚乙烯或聚丙烯与淀粉复合材料的制备 方法。美国专利专利申请(US20040082678) 公开了聚乙烯或聚 丙烯与淀粉复合多层膜材料用于包装领域。这些材料从减量化角 度看具有十分可取之处，也具有较好的市场份额；但是，聚乙烯、聚丙烯不具有生降解特性，当淀粉完全降解后，这些传统的石油 基聚合物依然存在于环境中，对环境造成污染。而现有技术中将 淀粉与聚乳酸进行共混，虽然保证了所得材料的完全生物降解特 性，但是，在加工和使用性能方面存在着明显不足，如脆性严重， 外观粗糙等，这将在很大程度上限制该复合材料的广泛应用。
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，提供一种具有 可完全生物降解、力学性能好、耐老化性能强和加工性能优异的 聚乳酸复合材料及其制备方法。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 种可完全生物降解的聚乳酸复合材料，该材料包括以下重量份的 成分聚乳酸100份；热塑性淀粉10 100份;增塑剂5 30份；无机填料3 20份；抗氧剂O. 5 2份；润滑剂O. l—2份。由于聚乳酸和热塑性淀粉都具有完全生物降解性能，利用该 成分制成的聚乳酸复合材料也可完全生物降解；此外本专利技术的成分 配伍合理，各种成分之间协同作用从而使制得聚乳酸复合材料还具 有优异的力学性能和耐老化性能。在上述的一种可完全生物降解的聚乳酸复合材料中，所述的聚乳酸的数均分子量为5 20万道尔顿。如果采用的聚乳酸的数 均分子量小于5万道尔顿，制成的聚乳酸复合材料的力学性能较 差，不能满足实际应用的要求，如果聚乳酸的数均分子量大于20万道尔顿，则其加工性能差，在现有的设备上无法进行加工。在上述的一种可完全生物降解的聚乳酸复合材料中，所述的 增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、聚乙二醇、邻苯二甲酸二乙酯、柠檬 酸三丁酯、乙酰化柠檬酸三乙酯、乙酰化柠檬酸三丁酯中一种。 作为优选，所述的增塑剂为聚乙二醇，其数均分子量为400 20000道尔顿。采用聚乙二醇作为增塑剂可以有效的克服增塑剂 的迁移，但是当其数均分子量小于400道尔顿，聚乙二醇很容易 迁移，当其数均分子量大于20000，则不能对复合材料进行很好 的增塑。在上述的一种可完全生物降解的聚乳酸复合材料中，所述的 无机填料为碳酸钙，滑石粉，蒙脱土中一种。使用上述无机填料可以有效的对复合材料进行增强。在上述的一种可完全生物降解的聚乳酸复合材料中，所述的 抗氧剂为四(3 - (3, 5-二叔丁基-4-羟基)丙酸)季戊四醇酯。 本专利技术所用的抗氧剂的型号为抗氧剂ky-7910，化学名称为四( P - (3， 5-二叔丁基-4-羟基)丙酸〕季戊四醇酯。在上述的一种可完全生物降解的聚乳酸复合材料中，所述的 润滑剂为硬脂酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬酯酸锌、亚乙基双 硬脂酰胺、亚垸基二脂肪酰胺中一种。本专利技术还提供了上述聚乳酸复合材料的制备方法，该方法包括 以下步骤A、 混合取上述重量份的成分进行混合，混合后放入高速搅拌机 中搅拌均匀；B、 挤出造粒将上述搅拌均匀的成分放入双螺杆挤出机中挤出造粒；C、 热压成型将上述挤出造粒后的树脂在温度100°C 180°C，压 力为8 MPa 12MPa的条件下热压成型成聚乳酸复合材料。在上述的制备方法中，步骤B中所述的挤出造粒的温度为120°C 160°C。作为优选，步骤C中所述热压成型的温度为140°C，压力为10MPa。 纵上所述，本专利技术具有以下优点1、 本专利技术采用聚乳酸和热塑性淀粉进行配合制成聚乳酸复合 材料，由于聚乳酸和热塑性淀粉都具有完全生物降解性能，因此 本专利技术的聚乳酸复合材料也可完全生物降解。2、 本专利技术聚乳酸复合材料采用多种成分配合使用，配伍合理； 不仅可完全生物降解；而且具有优异的力学性能和耐老化性能。3、 本专利技术可完全生物降解的聚乳酸复合材料的制备方法，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。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:本专利技术聚乳酸复合材料的组分(按重量份)<table>table see original document page 7</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；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；所述的无机填料为碳酸钙；所 述的抗氧剂为四(3-(3， 5-二叔丁基-4-羟基)丙酸〕季戊四醇 酯(ky-7910);所述的润滑剂为硬脂酰胺。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； 所述的增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯；所述的无机填料为滑石粉；所述的抗氧剂为四(P _ (3， 5-二叔丁基-4-羟基)丙酸)季戊四醇 酯(ky-7910);所述的润滑剂为油酸酰胺。其中实施例3中所述的聚乳酸的数均分子量为10万道尔顿； 所述的增塑剂为柠檬酸三丁酯；所述的无机填料为蒙脱土；所述的抗氧剂为四(P - (3， 5-二叔丁基-4-羟基)丙酸)季戊四醇酯 (ky-7910);所述的润滑剂为芥酸酰胺。其中实施例4中所述的聚乳酸的数均分子量为15万道尔顿； 所述的增塑剂为乙酰化柠檬酸三乙酯；所述的无机填料为碳酸l丐； 所述的抗氧剂为四(3- (3， 5-二叔丁基-4-羟基)丙酸)季戊四 醇酯(ky-7910);所述的润滑剂为硬酯酸锌。其中实施例5中所述的聚乳酸的数均分子量为8万道尔顿； 所述的增塑剂为乙酰化柠檬酸三丁酯；所述的无机填料为滑石粉； 所述的抗氧剂为四(P - (3， 5-二叔丁基-4-羟基)丙酸)季戊四 醇酯(ky-7910);所述的润滑剂为亚乙基双硬脂酰胺。其中实施例6中所述的聚乳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可完全生物降解的聚乳酸复合材料，其特征在于，该材料包括以下重量份的成分：聚乳酸１００份；热塑性淀粉１０～１００份；增塑剂５～３０份；无机填料３～２０份；抗氧剂０．５～２份；润滑剂０．１－２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[中国|浙江]