本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体公开了一种用于制造食品接触注塑制品的聚乳酸改性材料，同时公开了一种制备方法。该聚乳酸改性材料由聚乳酸、无机矿物质粉、增韧剂、助剂制成。首先将聚乳酸、增韧剂、助剂混合，得组分A，组分A经双螺杆机组挤出，得到熔融态的组分A；熔融态的组分A在双螺杆机组中与无机矿物质粉混合，之后经挤出、冷却、切粒，得到聚乳酸改性颗粒材料。本发明专利技术提供了一种简单高效且成本低廉的聚乳酸增韧、耐热改性方法，对聚乳酸的注塑产品的市场化具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
一种食品接触注塑制品用聚乳酸改性材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及一种用于制造食品接触注塑制品的聚乳酸改性材料，同时还涉及其制备方法。
技术介绍
塑料制品具有成本低、可塑性强等优点，在国民经济中应用广泛。目前塑料已经广泛应用于农业、工业、建筑、包装、国防及人们的日常生活中。塑料给人们带来了方便快捷的生活方式，因此人们对塑料的依赖程度不断加剧。但是由塑料引发的环境问题也日趋严重，因为目前的塑料主要是以石油为原料的石油基类塑料，具有不可再生性，在环境中几乎不能降解，能一直存在于环境中，造成了严重的环境污染、生态破坏。为不影响现有的便捷生活的同时减少对环境的破坏，用绿色塑料替代现有的不可再生类石油基塑料，就成为首选的方案。绿色塑料是指对人类无害、对环境无公害的塑料产品。绿色高分子材料的研究兴起于20世纪80～90年代，目前天然高分子淀粉类、纤维素类、甲壳素类及其改性高分子化合物已被应用于可降解塑料领域。与有限的石油化工资源相比，绿色塑料的原料只要通过植物的光合作用就可以合成得到，具有可持续获得性，且原料的来源广。例如多糖类天然高分子及其改性化合物通过与通用塑料的共混改性等手段可以加工成可降解性的一次性的薄膜、片材、容器、发泡制品等，其废弃物可以通过自然环境中广泛存在的淀粉酶等多糖类天然高分子分解酶的介入，逐步水解成小分子化合物，并且最终分解成无污染的二氧化碳和水，回归生物圈。通过不断的技术创新，化学合成型生物降解性高分子经过崛起、发展和壮大，如今在绿色塑料里已经占有举足轻重的地位。目前商业化的化学合成型绿色塑料主要有聚羟基酸类，其中以聚乳酸(PLA)最具代表性。聚乳酸(PLA)作为生物基可降解材料，是一种热塑性的脂肪族聚酯，具有完全生物降解的能力，农林废弃物(如秸秆、木粉)、含淀粉质作物(如玉米、木薯)等均可作为其原料来源，分解后生成二氧化碳和水，对环境零污染，且在加工生产过程中碳排放量仅为石油基塑料的1/4～1/2，可实现目前人类生活自然、绿色、环保、减排的环保理念。聚乳酸的理化性能与聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等石油基塑料相近，可以直接使用或与其它材料复合后，通过不同的成型工艺(如注塑、挤出、纺丝等)应用于生物医药、包装、汽车、电子、3D打印、日用品等多个领域。聚乳酸本身有脆性大、韧性差、抗冲击能力低、耐热性差、耐久性差等缺点，一般需要通过共混、共聚、交联等技术手段对其进行改性，来达到改善或提升其力学、加工性能的目的，以满足实际应用需求。注塑作为我国塑料制品行业的重要生产工艺之一，2018年的产品总量占我国塑料制品总量的37.2％，并有着逐年增高的趋势，而注塑日用品又是注塑制品的一个大类，随着欧盟的立法禁塑，巨大的市场需求给了绿色塑料无限的可能。聚乳酸作为生物质类绿色塑料中重要的一员，其短缺的原料市场供给，导致目前聚乳酸价格一直居高不下，从2014年左右的1.6万元/吨提升到2018年的2.2～2.5万元/每吨，直至目前吨售价高达3万元以上。昂贵的价格严重限制了聚乳酸产业的应用及规模化发展。本专利技术拟在针对注塑制品的需求，提供一种聚乳酸改性高分子材料，以推进聚乳酸注塑产品的市场化生产，进而为可持续发展战略、绿色环保、节能减排贡献力量。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种食品接触注塑制品用聚乳酸改性材料，同时还提供了其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种食品接触注塑制品用聚乳酸改性材料，所述改性材料的制备原料按重量份数计包括：作为本专利技术一种优选的实施方案，所述聚乳酸为PLLA(左旋聚乳酸)和/或PDLA(右旋聚乳酸)；聚乳酸为PLLA和PDLA的混合物时，按重量比例为PLLA：PDLA＝(1～99)：(99～1)混合。作为本专利技术一种优选的实施方案，PLLA光学纯度为95％～99.5％，相对分子量为5万～30万，在190℃、2.16kg砝码压力下熔体流动指数为5～30g/10min。作为本专利技术一种优选的实施方案，PDLA光学纯度为95％～99.5％，相对分子量为5万～30万，在190℃、2.16kg砝码压力下熔体流动指数为5～30g/10min。作为本专利技术一种优选的实施方案，所述无机矿物质粉为高岭土、硅藻土、滑石粉和硫酸钙中的至少一种，优选为粒度800～2500目的食品级滑石粉，更优选为1250目的食品级滑石粉。作为本专利技术一种优选的实施方案，所述增韧剂为选自乙烯-丙烯酸酯类共聚物(如EMA、EEA)、聚丙烯酸酯类聚合物(如PAA、PAAS)、聚烯烃弹性体(PTE)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)中的任意一种或几种的混合。作为本专利技术一种更优选的实施方案，所述增韧剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)，相对分子量为8万～12万，在190℃、2.16kg砝码压力下熔体流动指数为5～20g/10min。作为本专利技术一种优选的实施方案，所述助剂为选自抗氧剂、塑化剂、偶联剂、相容剂中的任意一种或几种的混合；进一步优选地，所述助剂由抗氧剂、塑化剂、偶联剂、相容剂混合而成，更优选地，所述抗氧剂、塑化剂、偶联剂、相容剂混合的质量比为(0.5～2):(0.5～2):(0.2～2):(0.2～2)。作为本专利技术一种优选的实施方案，所述抗氧剂选自环氧植物油、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、苯基对苯二胺、亚磷酸三(壬基苯基)酯、硫代二丙烯二硬脂基酯、硫代二丙酸双月桂酯中的至少一种。作为本专利技术一种优选的实施方案，所述塑化剂为邻苯二甲酸类酯或柠檬酸类酯，所述邻苯二甲酸类酯包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯中的至少一种，所述柠檬酸类酯包括柠檬酸三正丁酯和/或乙酰柠檬酸三丁酯。作为本专利技术一种优选的实施方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂、铝锆复合偶联剂中的任意一种或几种。作为本专利技术一种优选的实施方案，所述相容剂为乙烯马来酸酐共聚物和/或丙烯酸苯乙烯共聚物。作为本专利技术一种更优选的实施方案，所述抗氧剂为环氧植物油，所述环氧植物油为环氧大豆油、环氧蓖麻油、环氧椰子油、环氧棕榈油、环氧亚麻油、环氧棉籽油、环氧玉米油、环氧葵花籽油、环氧松子油、环氧桐油中的至少一种；更优选地，所述抗氧剂为环氧大豆油(ESO)。作为本专利技术一种更优选的实施方案，所述塑化剂为柠檬酸类酯，更优选乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)。作为本专利技术一种更优选的实施方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂，更优选硅烷偶联剂KH550。作为本专利技术一种更优选的实施方案，所述相容剂为丙烯酸苯乙烯共聚物，进一步优选地，所述相容剂为ADR4468。作为本专利技术一种优选的实施方案，所述的聚乳酸改性材料由以下重量份数的原料制成：作为本专利技术一种更优选的实施方案，所述聚乳酸改性材料由以下重量份数的原本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种食品接触注塑制品用聚乳酸改性材料，其特征在于，所述改性材料的制备原料按重量份数计包括：/n
【技术特征摘要】
1.一种食品接触注塑制品用聚乳酸改性材料，其特征在于，所述改性材料的制备原料按重量份数计包括：
2.根据权利要求1所述的聚乳酸改性材料，其特征在于，所述聚乳酸为PLLA和/或PDLA；聚乳酸为PLLA和PDLA的混合物时，按重量比例为PLLA：PDLA＝(1～99)：(99～1)混合；
优选地，PLLA光学纯度为95％～99.5％，相对分子量为5万～30万，在190℃、2.16kg砝码压力下熔体流动指数为5～30g/10min；和/或，PDLA光学纯度为95％～99.5％，相对分子量为5万～30万，在190℃、2.16kg砝码压力下熔体流动指数为5～30g/10min。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸改性材料，其特征在于，所述无机矿物质粉为高岭土、硅藻土、滑石粉和硫酸钙中的至少一种，优选为粒度800～2500目的食品级滑石粉，更优选为1250目的食品级滑石粉。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸改性材料，其特征在于，所述增韧剂为选自乙烯-丙烯酸酯类共聚物、聚丙烯酸酯类聚合物、聚烯烃弹性体、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯中的任意一种或几种的混合；优选地，所述增韧剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，相对分子量为8万～12万，在190℃、2.16kg砝码压力下熔体流动指数为5～20g/10min。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的聚乳酸改性材料，其特征在于，所述助剂为选自抗氧剂、塑化剂、偶联剂、相容剂中的任意一种或几种的混合；优选地，所述助剂由抗氧剂、塑化剂、偶联剂、相容剂混合而成，进一步优选地，所述抗氧剂、塑化剂、偶联剂、相容剂混合的质量比为(0.5～2):(0.5～2):(0.2～2):(0.2～2)；
优选地，所述抗氧剂选自环氧植物油、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、苯基对苯二胺、亚磷酸三(壬基苯基)酯、硫代二丙烯二硬脂基酯、硫代二丙酸双月桂酯中的至少一种；和/或，
所述塑化剂为邻苯二甲酸类酯或柠檬酸类酯，所述邻苯二甲酸类酯包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯中的至少一种，所述柠檬酸类酯包括柠檬酸三正丁酯和/或乙酰柠檬酸三丁酯；和/或，
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂、铝锆复合偶联剂中的任意一种或...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯杰，张伟，周廷保，金齐，卞士成，
申请(专利权)人：安徽丰原生物新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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