聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备方法、及其应用技术

本发明专利技术涉及的是一种聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备方法及其应用。包括以下步骤：将稻壳粉倒入95‑100℃的高速混合机内高速搅拌5min；加入增强剂、表面改性剂继续搅拌10min；加入聚乳酸树脂、相容剂、增韧剂和抗氧化剂，并将温度提升至140℃，搅拌10min后，加入润滑剂和增白剂继续搅拌2min，倒出混合物料；将混合物料置于破碎机内破碎，破碎后的物料加入双螺杆机内挤出造粒，得到聚乳酸/稻壳纤维复合材料。本发明专利技术采用稻壳纤维和其他助剂对聚乳酸树脂进行改性，在保证其拉伸强度基本不影响的前提下，大幅提升其冲击强度，降低成本。

Preparation and Application of PLA/Rice Hull Fiber Composites

The invention relates to a preparation method and application of polylactic acid/rice husk fiber composite material. It includes the following steps: pouring rice husk powder into a high-speed mixer at 95 100 C for 5 minutes; adding reinforcing agent and surface modifier to continue stirring for 10 minutes; adding polylactic acid resin, compatibilizer, toughening agent and antioxidant, and raising the temperature to 140 C after stirring for 10 minutes, adding lubricant and whitening agent to continue stirring for 2 minutes, pouring out the mixture material; and putting the mixture material into crushing. The crushed material was added to the twin screw extruder to granulate and polylactic acid/rice husk fiber composites were obtained. The polylactic acid resin is modified by rice husk fiber and other additives, and the impact strength of the polylactic acid resin is greatly improved and the cost is reduced on the premise that the tensile strength of the polylactic acid resin is basically unchanged.

【技术实现步骤摘要】
聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备方法、及其应用
本专利技术涉及高分子材料领域，尤其是涉及的是聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备方法、及其应用。
技术介绍
传统材料主要追求完美的使用性能，一般较少考察其使用性能与生态环境的协调共存性，而环境友好材料除了具有优异的使用性能外，还应具有可环境消纳等性能。聚乳酸是一种具有可生物降解的环境友好材料，其加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。然而，纯聚乳酸的成本高昂，且其某些机械性能差，如耐热性差、抗冲击强度低等确缺点，另外聚乳酸结晶速率慢，注塑成型所要耗费的时间长，因此无法得到大规模应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种不影响拉伸强度的前提下，大幅提升其冲击强度，降低成本的聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备方法、及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是：一种聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤，(1)、按以下重量份数准备原材料并将其烘干备用：聚乳酸树脂40-70份，稻壳纤维粉30-60份，表面改性剂0.8-5份，相容剂5-15份，润滑剂2-20份，增强剂2-20份，增韧剂2-15份，抗氧化剂1-4份，增白剂1-4份；聚乳酸树脂的分子量大于5万，稻壳纤维粉的粒径大于60目。(2)、高速混合机设定为95-100℃，将稻壳粉倒入高速混合机内高速搅拌5min。(3)、打开高速混合机，擦除盖内表面水珠，加入增强剂、表面改性剂继续搅拌10min。(4)、再次打开高速混合机，加入聚乳酸树脂、相容剂、增韧剂和抗氧化剂，并将温度提升至140℃，搅拌10min后，加入润滑剂和增白剂继续搅拌2min，倒出混合物料。(5)、将混合物料置于破碎机内破碎，破碎后的物料加入双螺杆机内挤出造粒，得到聚乳酸/稻壳纤维复合材料。优选的，双螺杆机的工作参数如下：第一段120℃-130℃、第二段140℃-150℃、第三段150℃-160℃、第四段160℃-170℃、第五段155℃-160℃、第六段和机头温度150℃、熔体压力12MPa，转速150r/min-300r/min。优选的，表面改性剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。优选的，相容剂为POE-g-GMA和/或POE-g-MAH。优选的，润滑剂为PE蜡、硅油、油酰胺、硬脂酸及其盐类中的一种或几种。优选的，增强剂为硅灰石、钙基蒙脱土、二氧化硅、碳酸钙、高岭土、滑石粉中的一种或几种，粒径大于800目。优选的，增韧剂为POE、EPDM、PVA、ABS中的一种或几种。优选的，抗氧剂为二氧化钛、抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂164中的一种或几种。本专利技术还公开了聚乳酸/稻壳纤维复合材料的的应用，聚乳酸/稻壳纤维复合材料通过注塑成型制得玩具、文具、餐具、办公器具。进一步的，注塑机的工作参数如下：模具温度50℃-70℃、前段温度170℃-180℃、中段温度160℃-170℃、后段温度155℃-160℃、喷嘴温度160℃-165℃、注射压力80MPa-120MPa、保压压力50MPa-60MPa、背压10-15MPa。通过采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术以稻壳纤维为主要填充剂，并在其它添加助剂下对聚乳酸树脂进行改性，在保证其拉伸强度基本不影响的前提下，大幅提升其冲击强度，降低成本。而且本专利技术的制备简单，生产效率高，可直接用于注塑成型，易于加工，广泛应用于各行各业。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步说明本专利技术。以下各物质的份数是指重量份数。实施例1聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备：(1)、量取40份聚乳酸树脂，60份稻壳纤维粉，2份硬脂酸钙，10份POE-g-MAH，5份PE蜡，15份硅灰石，10份PVA，2份抗氧剂164，3份二氧化钛(增白剂)，将上述原材料分开放置并烘干备用。其中，聚乳酸树脂的分子量需大于5万，稻壳纤维粉的粒径大于60目，硅灰石的粒径大于800目。(2)、高速混合机设定为100℃，将稻壳粉倒入高速混合机内高速搅拌5min。(3)、打开高速混合机，擦除盖内表面水珠，加入硅灰石、硬脂酸钙继续搅拌10min。(4)、再次打开高速混合机，加入聚乳酸树脂、POE-g-MAH、PVA和抗氧剂164，并将温度提升至140℃，搅拌10min后，加入PE蜡和二氧化钛继续搅拌2min，倒出混合物料。(5)、将混合物料置于破碎机内破碎，破碎后的物料加入双螺杆机内挤出造粒，得到聚乳酸/稻壳纤维复合材料。双螺杆机的工作参数如下：第一段120℃、第二段140℃、第三段150℃、第四段160℃、第五段155℃、第六段和机头温度150℃、熔体压力12MPa，转速200r/min。聚乳酸/稻壳纤维复合材料的应用：将上述聚乳酸/稻壳纤维复合材料注入注塑机内注塑成型，待产品成型后将其取出，然后将产品进行磨边、抛光等，制得砧板。注塑机的工作参数：模具温度50℃、前段温度170℃、中段温度160℃、后段温度155℃、喷嘴温度160℃、注射压力80MPa、保压压力50MPa、背压10MPa。实施例2聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备：(1)、量取50份聚乳酸树脂，50份稻壳纤维粉，2份硬脂酸钡，5份POE-g-MAH，10份PE蜡，20份钙基蒙脱土，15份POE，4份抗氧剂164，1份二氧化钛，将上述原材料分开放置并烘干备用。其中，聚乳酸树脂的分子量需大于5万，稻壳纤维粉的粒径大于60目，钙基蒙脱土的粒径大于800目。(2)、高速混合机设定为100℃，将稻壳粉倒入高速混合机内高速搅拌5min。(3)、打开高速混合机，擦除盖内表面水珠，加入钙基蒙脱土、硬脂酸钡继续搅拌10min。(4)、再次打开高速混合机，加入聚乳酸树脂、POE-g-MAH、POE和抗氧剂164，并将温度提升至140℃，搅拌10min后，加入PE蜡和二氧化钛继续搅拌2min，倒出混合物料。(5)、将混合物料置于破碎机内破碎，破碎后的物料加入双螺杆机内挤出造粒，得到聚乳酸/稻壳纤维复合材料。双螺杆机的工作参数如下：第一段130℃、第二段150℃、第三段160℃、第四段170℃、第五段160℃、第六段和机头温度150℃、熔体压力12MPa，转速200r/min。聚乳酸/稻壳纤维复合材料的应用：将上述聚乳酸/稻壳纤维复合材料注入注塑机内注塑成型，待产品成型后将其取出，然后将产品进行磨边、抛光等，制得尺子。注塑机的工作参数：模具温度70℃、前段温度180℃、中段温度170℃、后段温度160℃、喷嘴温度165℃、注射压力120MPa、保压压力60MPa、背压15MPa。实施例3聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备：(1)、量取70份聚乳酸树脂，30份稻壳纤维粉，0.8份硅烷偶联剂，15份POE-g-GMA，2份硅油，20份高岭土，15份EPDM，1份抗氧剂1076，1份二氧化钛，将上述原材料分开放置并烘干备用。其中，聚乳酸树脂的分子量需大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，(1)、按以下重量份数准备原材料并将其烘干备用：聚乳酸树脂40‑70份，稻壳纤维粉30‑60份，表面改性剂0.8‑5份，相容剂5‑15份，润滑剂2‑20份，增强剂2‑20份，增韧剂2‑15份，抗氧化剂1‑4份，增白剂1‑4份；聚乳酸树脂的分子量大于5万，稻壳纤维粉的粒径大于60目；(2)、高速混合机设定为95‑100℃，将稻壳粉倒入高速混合机内高速搅拌5min；(3)、打开高速混合机，擦除盖内表面水珠，加入增强剂、表面改性剂继续搅拌10min；(4)、再次打开高速混合机，加入聚乳酸树脂、相容剂、增韧剂和抗氧化剂，并将温度提升至140℃，搅拌10min后，加入润滑剂和增白剂继续搅拌2min，倒出混合物料；(5)、将混合物料置于破碎机内破碎，破碎后的物料加入双螺杆机内挤出造粒，得到聚乳酸/稻壳纤维复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，(1)、按以下重量份数准备原材料并将其烘干备用：聚乳酸树脂40-70份，稻壳纤维粉30-60份，表面改性剂0.8-5份，相容剂5-15份，润滑剂2-20份，增强剂2-20份，增韧剂2-15份，抗氧化剂1-4份，增白剂1-4份；聚乳酸树脂的分子量大于5万，稻壳纤维粉的粒径大于60目；(2)、高速混合机设定为95-100℃，将稻壳粉倒入高速混合机内高速搅拌5min；(3)、打开高速混合机，擦除盖内表面水珠，加入增强剂、表面改性剂继续搅拌10min；(4)、再次打开高速混合机，加入聚乳酸树脂、相容剂、增韧剂和抗氧化剂，并将温度提升至140℃，搅拌10min后，加入润滑剂和增白剂继续搅拌2min，倒出混合物料；(5)、将混合物料置于破碎机内破碎，破碎后的物料加入双螺杆机内挤出造粒，得到聚乳酸/稻壳纤维复合材料。2.根据权利要求1所述聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：双螺杆机的工作参数如下：第一段120℃-130℃、第二段140℃-150℃、第三段150℃-160℃、第四段160℃-170℃、第五段155℃-160℃、第六段和机头温度150℃、熔体压力12MPa，转速150r/min-300r/min。3.根据权利要求1所述聚乳酸/稻壳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：表面改性剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸钡、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少会，庄展鹏，柯婵，
申请(专利权)人：厦门壳氏新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35