一种聚乳酸仿瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚乳酸仿瓷材料及其制备方法，属于高分子材料领域。是由以下重量份数的原料制成的：聚乳酸树脂60～90份，增塑剂1～10份，有机成核剂0.3~1份，无机成核剂10~20份，结晶促进剂0.2～10份。本发明专利技术广泛应用于各类聚乳酸中，尤其是热变形温度在105℃以上的耐热聚乳酸中，将使聚乳酸材料制品进入日常应用领域，替代大部分传统石油基塑料制品。能大幅度提高聚乳酸的韧性和耐热性能；改善产品表面光泽。

A polylactic acid ceramic material and preparation method thereof

The invention relates to a melamine polylactic acid material and preparation method thereof, belonging to the field of polymer materials. It is made of the following ingredients: polylactic acid resin 60~90 parts, plasticizer 1~10, organic nucleating agent 0.3~1, inorganic nucleating agent 10~20, and crystallization promoter 0.2 to 10 parts. The invention is widely used in various types of polylactic acid, especially the thermal deformation temperature of over 105 DEG polylactic acid, poly lactic acid material will make the products into everyday applications, to replace most of the traditional petroleum based plastic products. It can greatly improve the toughness and heat resistance of polylactic acid, and improve the surface gloss of products.

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸仿瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚乳酸增塑、耐热复合材料及其制造方法。
技术介绍
聚乳酸（简称PLA）是一种可生物降解树脂，它是以乳酸为单体，由乳酸缩聚或由乳酸的二聚体-丙交酯开环聚合而成，聚乳酸具有良好的生物分解性、在堆肥条件下100天即可降解80%以上。聚乳酸是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的聚合物，其来源于可再生资源农作物，最突出的优点是生物可降解性，可被自然界微生物完全分解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境。聚乳酸力学强度高，但韧性较差，拉伸强度一般超过45MPa，断裂伸长率2-6％，此外聚乳酸是一种半结晶性聚酯树脂，玻璃化转变温度为58℃左右，使得聚乳酸的耐热性较低，当环境温度超过60℃时，聚乳酸制品会发生不同程度的变形。PiorkowskaE等人在专利技术专利WO2007/004906和期刊(Polimery,2009,54(2):83-90)公开了将聚乳酸与聚丙二醇或聚环氧丙烷、聚环氧乙烷共混增塑的研究；OzkocG等人在期刊(JournalofAppliedPolymerScience,2009,114(4):2481-2487)发表了聚乙烯醇或聚丙烯醇对聚乳酸增塑改性；尹静波等人报道了柠檬酸酯增塑改性聚乳酸的研究(高分子材料科学与工程,2008,24(1):151-154)；AliF等人研究了环氧大豆油作为聚乳酸增塑剂共混改性的研究（PolymerBulletin,2009,62(1):91-98）；XingCheng等人也报道了环氧大豆油作为聚乳酸增塑剂制备流延薄膜，储藏时间与增塑剂迁移的研究(JournalofAppliedPolymerScience,2016,133(12):43201)。ThellenC等人研究了聚乳酸与乙酰化三乙基柠檬酸酯、季铵盐改性蒙脱土复合物制备吹塑薄膜(Polymer,2005,46:11716-11727)，增塑剂可提高聚乳酸柔顺性和拉伸断裂伸长率，降低杨氏模量，增塑剂还有利于蒙脱土的均匀分散，蒙脱土可提高聚乳酸薄膜的强度和韧性。ZhangXiuqin等人研究了将滑石粉和多酰胺类化合物TMC-328作为聚乳酸成核剂对聚乳酸结晶行为和耐热性能的影响(JournalofAppliedPolymerScience,2016,133(8):42999)。BaiHongwei等人也报道了多酰胺类化合物TMC-328对聚乳酸结晶成核具有显著的影响(Macromolecules，2011,44(6)：1233-1237)。
技术实现思路
本专利技术提供一种聚乳酸仿瓷材料及其制备方法，以解决聚乳酸韧性差、热变形温度的问题。本专利技术采取的技术方案是：是由以下重量份数的原料制成的：聚乳酸树脂60～90份，增塑剂1～10份，有机成核剂0.3~1份，无机成核剂10~20份，结晶促进剂0.2～10份。优选的，是由以下重量份数的原料制成的：聚乳酸树脂65～85份，增塑剂4～7份，有机成核剂0.5~0.8份，无机成核剂12~18份，结晶促进剂3～5份。本专利技术所述的聚乳酸树脂为混合型聚乳酸，数均分子量为4～50万，玻璃化温度范围40～60℃。本专利技术所述的增塑剂为柠檬酸三丁酯、甘油、环氧大豆油、聚乙二醇中的一种。本专利技术所述的有机成核剂为多酰肼亚胺类化合物.本专利技术所述的无机成核剂为滑石粉。本专利技术所述的结晶促进剂为芥酸酰胺、硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺中的一种或两种。本专利技术聚乳酸仿瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚乳酸树脂、增塑剂、有机成核剂、无机成核剂、结晶促进剂使用高混机混合后，加入密炼机进行混炼，通过双螺杆挤出机熔融挤出拉条、水冷、吸湿、切粒，得到颗粒状复合材料，经干燥处理后密闭保存，防止受潮。本专利技术所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比35～45:1，熔融共混温度为170～200℃。本专利技术所述的聚乳酸仿瓷材料在聚乳酸注塑中的应用。本专利技术的有益效果是：1）采用增塑剂对聚乳酸增塑，改变聚乳酸树脂熔体流动速率，达到了对聚乳酸增塑和耐热的目的。2）本专利技术提供的制备方法，工艺过程简单、加工效率高，易于操作，能大幅度提高聚乳酸的韧性和耐热性能；使用有机成核剂、无机成核剂，可使聚合物在熔融重结晶时，提高聚合物的总结晶速度，改变球晶尺寸，显著提高聚合物的热变形温度，满足制品的用途，制品注塑成型过程中使用模内和模外结晶两种方式，改善产品表面光泽，使用结晶促进剂可以进一步促进结晶完善，使制品具有更高的强度和表面光泽。本专利技术广泛应用于各类聚乳酸中，尤其是热变形温度在105℃以上的耐热聚乳酸中。因传统高分子材料的大量使用不可再生的石油资源，而且废弃物对环境严重污染。本专利技术将使聚乳酸材料制品进入日常应用领域，替代大部分传统石油基塑料制品。具体实施方式以下实施例中聚乳酸树脂为混合型聚乳酸，数均分子量为4～50万，玻璃化温度范围40～60℃，Natureworks4032D。滑石粉，7800目，中国沃德(大陆)有限公司。实施例1是由以下重量份数的原料制成的：聚乳酸树脂60份，柠檬酸三丁酯1份，多酰肼亚胺类化合物0.3份，滑石粉10份，硬脂酰胺0.2份，将聚乳酸树脂、增塑剂、有机成核剂、无机成核剂、结晶促进剂使用高混机混合后，加入密炼机进行混炼，通过双螺杆挤出机熔融共混，螺杆挤出机的螺杆长径比为35:1，设备各区温度依次为170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃，后挤出拉条、水冷、吸湿、切粒，得到颗粒状复合材料，经干燥处理后密闭保存，防止受潮。实施例2是由以下重量份数的原料制成的：聚乳酸树脂75份，聚乙二醇5.5份，多酰肼亚胺类化合物0.7份，滑石粉15份，芥酸酰胺5.0份；将聚乳酸树脂、增塑剂、有机成核剂、无机成核剂、结晶促进剂使用高混机混合后，加入密炼机进行混炼，通过双螺杆挤出机熔融共混，螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1，设备各区温度依次为170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃，后挤出拉条、水冷、吸湿、切粒，得到颗粒状复合材料，经干燥处理后密闭保存，防止受潮。实施例3是由以下重量份数的原料制成的：聚乳酸树脂90份，环氧大豆油10份，多酰肼亚胺类化合物1份，滑石粉20份，亚乙基双硬脂酰胺10份，将聚乳酸树脂、增塑剂、有机成核剂、无机成核剂、结晶促进剂使用高混机混合后，加入密炼机进行混炼，通过双螺杆挤出机熔融共混，螺杆挤出机的螺杆长径比为45:1，设备各区温度依次为170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃，后挤出拉条、水冷、吸湿、切粒，得到颗粒状复合材料，经干燥处理后密闭保存，防止受潮。下边通过实验进一步说明本专利技术的效果。实验例干燥后聚乳酸，Natureworks4032D,LD混合型聚乳酸；实施例1~3所得的材料；将上述料分别加入到注塑机中注塑成型，得到拉伸样条和弯曲样条，其中注塑区温度180～190℃,按照GB1040-2006和ISO179-1:98进行拉伸和缺口冲击强度的测试，其测试结果如下表所示。从表中可以看出本专利技术的聚乳酸复合材料虽然强度有所下降，但是韧性显著地提高，而且具有优异的耐热性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乳酸仿瓷材料，其特征在于：是由以下重量份数的原料制成的：聚乳酸树脂60～90份，增塑剂1～10份，有机成核剂0.3~1份，无机成核剂10~20份，结晶促进剂0.2～10份。

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸仿瓷材料，其特征在于：是由以下重量份数的原料制成的：聚乳酸树脂60～90份，增塑剂1～10份，有机成核剂0.3~1份，无机成核剂10~20份，结晶促进剂0.2～10份。2.根据权利要求1所述的聚乳酸仿瓷材料，其特征在于：是由以下重量份数的原料制成的：聚乳酸树脂65～85份，增塑剂4～7份，有机成核剂0.5~0.8份，无机成核剂12~18份，结晶促进剂3～5份。3.根据权利要求1或2所述的聚乳酸仿瓷材料，其特征在于：所述的聚乳酸树脂为混合型聚乳酸，数均分子量为4～50万，玻璃化温度范围40～60℃。4.根据权利要求1或2所述的聚乳酸仿瓷材料，其特征在于：所述的增塑剂为柠檬酸三丁酯、甘油、环氧大豆油、聚乙二醇中的一种。5.根据权利要求1或2所述的聚乳酸仿瓷材料，其特征在于：所述的有机成核剂为多...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟毅，李义，白岚，刘志刚，王文玲，吴延东，赵雪松，吴杰，刘艳波，刘跃芹，
申请(专利权)人：吉林中粮生化有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22