低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料及其制备方法技术

一种低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料及其制备方法，步骤：取聚乳酸50.9

【技术实现步骤摘要】
低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于可降解生物材料及其制备
，具体涉及一种低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，并且还涉及低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]以石化原料制造的塑料是重要的基础材料并且在日常生活中的应用十分广泛，例如随着塑料包装、餐盒、快递、杯子和吸管等使用量的不断增加，对环境污染也越来越严重，特别是对海洋环境的污染日益加剧，因此有失环保并且无法自然降解的塑料废弃物成了对包括水域在内的自然环境的一大公害。
[0003]为了保护人类赖以生存的环境，来源于生物原料的诸如聚乳酸之类的生物可降解塑料愈来愈受到人们的青睐，这是因为生物可降解塑料的性能与普通塑料接近，废弃后在自然土壤环境、水域环境或在堆肥环境下，能再次降解为水和二氧化碳，回归于自然环境中，不会造成二次污染，可大规模地用作可降解塑料袋、一次性塑料餐具、宾馆酒家的一次性塑料用品及物流行业的快递塑料包装物。
[0004]但是，将前述聚乳酸塑料制品作为餐具如筷子等使用时，往往暴露出诸如刚度不足、普通玻璃纤维增强后容易翘曲、制造工艺复杂以及韧性低等问题。
[0005]中国专利CN106189136B推荐的“一种改性聚乳酸复合材料及其制造方法和应用”，该专利的原料组成为：玻璃纤维15
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30份、无机填料(空心玻璃微珠和/或空心陶瓷微珠)5
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15份和聚乳酸树脂48
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78.6份，由于玻璃纤维的横截面形状呈圆形，因而在各个方向上收缩率相差较大而导致制品翘曲现象相对严重，同时鉴于空心玻璃微珠因其空心结构而容易破碎，需要加入高压缩强度的空心玻璃微珠，而该高压缩强度的空心玻璃微珠主要由国外进口获得，因而不仅原料来源麻烦，而且价格昂贵。此外需要采用两个喂料口满足并驾齐驱的喂入玻璃纤维和玻璃微珠的喂料要求，于是致使加工工艺复杂。
[0006]CN106433053B提供的“一种聚乳酸材料的方法及由该方法制备的聚乳酸材料”，该专利与上述CN106189136B相类似的情形，玄武岩纤维也是圆形纤维，若要保证玻璃微珠的低破碎率，则同样需要考虑两个喂料口进行计量，从而同样会致使工艺复杂。鉴于前述情形，有必要加以改进，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的首要任务在于提供一种平整性、韧性、强度以及耐热性能优异并且刚度理想的低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料。
[0008]本专利技术的另一任务在于提供一种低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料的制备方法，该方法能保障得到的低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸的所述技术效果得以全面体现。
[0009]本专利技术的首要任务是这样来完成的，一种低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合
材料，其原料组成按质量百分数配比为：聚乳酸50.9
‑
84.1％、扁平玻璃纤维10
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30％、增韧剂5
‑
15％、成核剂0.1
‑
0.3％、润滑剂0.2
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0.8％、助剂0.1
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1％和着色剂0.5
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2％。
[0010]一种低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，其原料组成按质量百分数配比为；聚乳酸50.9％、扁平玻璃纤维30％、增韧剂15％、成核剂0.3％、润滑剂0.8％、助剂1％和着色剂2％。
[0011]一种低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，其原料组成按质量百分数配比为；聚乳酸84.1％、扁平玻璃纤维10％、增韧剂5％、成核剂0.1％、润滑剂0.2％、助剂0.1％和着色剂0.5％。
[0012]一种低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，其原料组成按质量百分数配比为；聚乳酸65％、扁平玻璃纤维22.6％、增韧剂10％、成核剂0.2％、润滑剂0.5％、助剂0.5％和着色剂1.2％。
[0013]在本专利技术的一个具体的实施例中，所述的聚乳酸为熔融指数为10
‑
30g/10min、纯度为98％以上并且熔点在160℃以上的注塑级的左旋丙交酯聚乳酸。
[0014]在本专利技术的另一个具体的实施例中，所述的扁平玻璃纤维为材料模量在75
‑
85GPa、浸润剂含量为0.3
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0.8％以及异形度为3
‑
8∶1的短切玻璃纤维，该短切玻璃纤维的长度为3
‑
4.5mm，横截面尺寸的短边长度为8μm，长边长度为24
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64μm；所述的增韧剂为聚对苯二甲酸
‑
己二酸
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丁二醇酯(PBAT)和/或聚己二酸
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丁二醇酯(PBS)；所述聚对苯二甲酸
‑
己二酸
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丁二醇酯的熔融指数为2
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5g/10min并且熔点为110
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120℃，所述聚己二酸
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丁二醇酯的熔融指数为4
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20g/10min并且熔点为110
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120℃。
[0015]在本专利技术的又一个具体的实施例中，所述的成核剂为直径在20μm以下的超细滑石粉、苯甲酸钠、山梨醇成核剂、有机磷酸钠和苯磺酸钾中的一种或几种的组合；所述的润滑剂为季戊四醇酯、脂肪酸酰胺或烷烃类物质；所述脂肪酸酰胺为油酸酰胺或乙撑双硬脂酰胺，所述的烷烃类物质为聚乙烯蜡；所述的助剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168和亚磷酸酰胺中的一种或多种的组合；所述的着色剂为钛白粉，碳黑或碳黑母粒。
[0016]本专利技术的另一任务是这样来完成的，一种低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]A)备料，按质量百分数配比取以下原料：聚乳酸50.9
‑
84.1％、扁平玻璃纤维10
‑
30％、增韧剂5
‑
15％、成核剂0.1
‑
0.3％、润滑剂0.2
‑
0.8％、助剂0.1
‑
1％和着色剂0.5
‑
2％，并对聚乳酸烘干，得到原料；
[0018]B)混料，将由步骤A)所述的经烘干的聚乳酸、增韧剂、成核剂、润滑剂、助剂和着色剂投入高速混合机中搅拌，得到混合料；
[0019]C)熔融挤出，将步骤B)得到的混合料投入长径比为40
‑
44∶1并且螺杆直径为65至75mm的双螺杆挤出机中，在控制螺杆转速以及控制螺杆挤出温度下熔融挤出，在熔融挤出过程中，在双螺杆的第五段将步骤A)所述的扁平玻璃纤维侧向喂入，双螺杆挤出机挤出后冷却并切粒，得到低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料。
[0020]在本专利技术的再一个具体的实施例中，步骤A)中所述烘干的温度为75
‑
85℃，烘干至含水率小于500ppm；步骤B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，其特征在于其原料组成按质量百分数配比为：聚乳酸50.9
‑
84.1%、扁平玻璃纤维10
‑
30%、增韧剂5
‑
15%、成核剂0.1
‑
0.3%、润滑剂0.2
‑
0.8%、助剂0.1
‑
1%和着色剂0.5
‑
2%。2.根据权利要求1所述的低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，其特征在于其原料组成按质量百分数配比为；聚乳酸50.9%、扁平玻璃纤维30%、增韧剂15%、成核剂0.3%、润滑剂0.8%、助剂1%和着色剂2%。3.根据权利要求1所述的低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，其特征在于其原料组成按质量百分数配比为；聚乳酸84.1%、扁平玻璃纤维10%、增韧剂5%、成核剂0.1%、润滑剂0.2%、助剂0.1%和着色剂0.5%。4.根据权利要求1所述的低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，其特征在于其原料组成按质量百分数配比为；聚乳酸65%、扁平玻璃纤维22.6%、增韧剂10%、成核剂0.2%、润滑剂0.5%、助剂0.5%和着色剂1.2%。5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，其特征在于所述的聚乳酸为熔融指数为10
‑
30g/10min、纯度为98%以上并且熔点在160℃以上的注塑级的左旋丙交酯聚乳酸。6.根据权利要求1至4任一权利要求所述的低翘曲高韧性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料，其特征在于所述的扁平玻璃纤维为材料模量在75
‑
85GPa、浸润剂含量为0.3
‑
0.8%以及异形度为3
‑
8∶1的短切玻璃纤维，该短切玻璃纤维的长度为3
‑
4.5mm，横截面尺寸的短边长度为8μm，长边长度为24
‑
64μm；所述的增韧剂为聚对苯二甲酸
‑
己二酸
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丁二醇酯和/或聚己二酸
‑
丁二醇酯；所述聚对苯二甲酸
‑
己二酸
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丁二醇酯的熔融指数为2
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5g/10min并且熔点为110
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120℃，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洲渝，张克伟，刘薇，樊海彬，
申请(专利权)人：苏州塑发生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：