本发明专利技术涉及一种耐热聚乳酸树脂及制备方法。原料组成及重量比如下：聚乳酸∶乙烯－乙烯醇共聚物∶乙烯基多官能团单体∶组合助剂（５０－８０）∶（２０－５０）∶（３－１０）∶（１－３）；通过熔融加工手段，将按配比混配均匀的原材料制备成未交联树脂母料，然后利用钴源将该母料辐射到规定的剂量，从而制备出具有较低凝胶含量的辐射微交联聚乳酸基体树脂。该树脂的热变形温度从未交联时的７０℃左右大幅提升到１００℃以上。该树脂还具有二次熔融加工的能力，因此可以将其作为基体树脂，并与其它材料共混制备高性能的聚乳酸制品，因此具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
随着一次性化石资源(如石油、煤炭)的日益枯竭以及由于石油基制品的大 量使用所导致的白色污染日益严重，人们发现只有利用可再生的自然资源生产可 以满足人们需要的制品，并在使用之后降解为C02和水，实现自然资源的循环利 用，才是人类社会实现可持续发展的必由之路。正是从资源和环境两方面考虑， 可生物降解聚酯材料逐渐成为人们关注的焦点，尤其是聚乳酸(PLA)格外受到 人们的关注。聚乳酸是以淀粉为原料，通过一系列生物化工合成的具有良好的加 工性能和物理机械性能的高分子材料。因此被人们认为是21世纪里最具有发展 潜力的高分子材料。但是它有一个明显的缺点，就是高温尺寸稳定性差。当其制 品的贮存、运输或使用温度超过6(TC时，制品就会变形从而丧失其使用功能。 因此，提高PLA制品的高温尺寸稳定性就成为PLA能广泛应用的一个重要因素。提高制品的高温尺寸稳定性的传统方法主要有1、与纤维复合；2、提高玻 璃化转变温度；3、提高结晶度。2006年M. Huda等人在复合材料科学与技术发 表的文章指出(Composites Science and Technology, 2006， 66， 1813 — 1824)， 由于PLA基质与纤维填料间的界面相容性差，因此不能通过单纯的纤维复合方法 来提高PLA的耐热性能。2006年S. Serizawa等人在应用聚合物杂志上(Journal of A卯lied Polymer Science, 2006， 100, 618-624)指出，通过退火处理来提高 PLA/纤维复合材料的结晶程度，可以有效提高这种复合材料的耐热性能，但是这 种方法由于生产效率低，因此也不能直接用于工业化大生产。中国专利技术专利 200710055475. 0提供了一种利用辐射交联和纤维复合协同效应来提高PLA耐热 性的方法，但是由此方法制备的复合材料不能再次熔融加工。因此目前还没有一 种既具有较高耐热性又能够反复熔融加工的聚乳酸基体树脂，来满足大规模PLA 工业应用的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对聚乳酸耐热性能差的缺点，利用高分子共混合金改性 与辐射诱导交联的优势，在聚乳酸和乙烯乙烯醇共聚物的两相界面区上形成化学 键接，强的界面相互作用，将使乙烯乙烯醇的结晶区能够在高温状态下，成为应 力集中点，从而降低合金体系高温热变形现象的发生；同时通过控制合金体系的 交联程度，保证合金体系还能反复熔融加工。本专利技术所提供的一种辐射诱导微交 联聚乳酸基体树脂的热变形温度，可以从PLA本体的55"C大幅提高到12(TC以上， 从而拓宽它的使用范围。本专利技术涉及的，其步骤和条件如下 原料组成及重量比如下聚乳酸乙烯一乙烯醇共聚物乙烯基多官能团单 体组合助齐!J (50 — 80): (20 — 50): ( 3—10) : ( l一3);所述的乙烯一乙烯醇共聚物中，乙烯醇的摩尔百分含量在50 —70%之间； 所述的乙烯基多官能团单体为三烯丙基异氰尿酸脂(TAIC); 所述的组合助剂由3， 5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯或3- (4-羟基-3， 5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯、环氧大豆油和亚磷酸三苯酯混合组成，其中， 3， 5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯或6- (4-羟基-3， 5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯环氧大豆油亚磷酸三苯酯的重量比为1: 1: 1 ;1) 将聚乳酸和乙烯乙烯醇共聚物分别在6(TC和11(TC条件下干燥4小时；2) 将干燥后的聚乳酸、乙烯乙烯醇、TAIC和组合助剂混合均匀后，加入到 双螺杆挤出机中，各区的温度范围依次是入口温度为135±5°C， 155±5°C， 175 ±5°C， 185±5°C， 195±5°C， 185±5°C，模头温度为180±5°C，熔融共混制备 未交联母料；3) 未交联母料干燥后，在用钴源辐射10 — 100kGy，制得一种耐热聚乳酸基 体树脂。有益效果本专利技术中使用乙烯乙烯醇共聚物是因为这种高分子材料也是一种 完全环境友好的材料，在某些条件下，还具有一定的生物降解特性。因此用它和 聚乳酸制备的合金材料不会破坏聚乳酸所具有的良好生物降解特性以及力学性 能。此外，乙烯乙烯醇共聚物虽然也可以通过强化交联剂存在的条件下，进行辐 射诱导交联，但是其交联的效率较低，这一特性可以用来在相对较宽的范围内， 方便地调整合金体系的凝胶含量，从而有助于开发辐射诱导微交联耐热聚乳酸基 体树脂。本专利技术中使用的是一种组合助剂，其目的是防止热加工工程中，合金体 系发生氧化降解或热降解反应，从而造成合金体系物理机械性能的降低。具体实施例方式实施例l一5:实施例l一5中均称取干燥后聚乳酸树脂8.0kg,乙烯乙烯醇树脂(乙烯醇摩 尔百分含量为56%) 2.0kg，组合助剂150g,乙烯基多官能团单体TAIC依次为 100g， 300g， 500g， 700g及1.0kg。上述物料混合均匀，然后分别投入具有6区 加热的双螺杆挤出机中熔融共混，各区的温度范围依次是入口温度为135±5°C， 155±5°C， 175±5°C， 185±5°C， 195±5°C， 185土5'C，模头温度为180±5°C， 基础的物料经过冷取造粒制备成为母料。母料在10(TC干燥后，用聚乙烯塑料袋 真空包装，然后放入钴源中分别辐照10kGy， 30kGy， 50kGy， 70kGy以及100kGy， 得到一种耐热聚乳酸基体树脂。然后热压成4mm板材，按照GB/T1633测试试样的热变形温度，结果见表一表一辐照后聚乳酸基体树脂耐热以及二次熔融性能变化<table>table see original document page 4</column></row><table>a: HDT为热变形温度b: Q)再加工性为优，O再加工性为良，V在加工性为一般实施例6—10:实施例6—10中均称取聚乳酸6.0kg,乙烯乙烯醇(乙烯醇摩尔百分含量为68%) 4.0kg，组合助剂300g,乙烯基多官能团单体TAIC依次为lOOg， 300g， 500g， 700g及1.0kg。加工工艺与测试样品制备和测试方法同实施例l一5。 表二辐照后聚乳酸基体树脂耐热以及二次熔融性能变化<table>table see original document page 5</column></row><table>a: HDT为热变形温度b: 0)再加工性为优，O再加工性为良，V在加工性为一般 实施例11 — 15:实施例11一15中均称取聚乳酸5. Okg，乙烯乙烯醇(乙烯醇摩尔百分含量 为56%) 5. Okg，组合助剂100g，乙烯基多官能团单体TAIC依次为100g， 300g， 500g， 700g以及1.0kg。加工工艺与测试样品制备和测试方法同实施例l一5。表三.辐照后聚乳酸基体树脂耐热以及二次熔融性能变化<table>table see original document page 5</column></row><table>a: HDT为热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐热聚乳酸基体树脂，其特征在于，原料组成及重量比如下：聚乳酸∶乙烯－乙烯醇共聚物∶乙烯基多官能团单体∶组合助剂（５０－８０）∶（２０－５０）∶（３－１０）∶（１－３）；所述的乙烯－乙烯醇共聚物中，乙烯醇的摩尔百分含量在５０－７０ ％之间；所述的乙烯基多官能团单体为三烯丙基异氰尿酸脂（ＴＡＩＣ）；所述的组合助剂由３，５－二叔丁基－４－羟基苄基磷酸二乙酯或β－（４－羟基－３，５－二叔丁基苯基）丙酸正十八酯、环氧大豆油和亚磷酸三苯酯混合组成，其中，３，５－ 二叔丁基－４－羟基苄基磷酸二乙酯或β－（４－羟基－３，５－二叔丁基苯基）丙酸正十八酯∶环氧大豆油∶亚磷酸三苯酯的重量比为１∶１∶１；１）将聚乳酸和乙烯乙烯醇共聚物分别在６０℃和１１０℃条件下干燥４小时；２）将干燥后的聚乳酸、 乙烯乙烯醇、ＴＡＩＣ和组合助剂混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，各区的温度范围依次是入口温度为１３５±５℃，１５５±５℃，１７５±５℃，１８５±５℃，１９５±５℃，１８５±５℃，模头温度为１８０±５℃，熔融共混制备未交联母料；３）未 交联母料干燥后，在用钴源辐射１０－１００ｋＧｙ，制得一种耐热聚乳酸基体树脂。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓鹏飏，柳美华，郑晓伟，董丽松，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
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