一种高透明PLA加工助剂及其制备方法技术

一种高透明PLA加工助剂及其制备方法，涉及高分子材料技术领域，所述加工助剂原料包括烯类单体、分子量调节剂、乳化剂、缓冲剂、引发剂、功能性单体和水，各组分的质量份数为：烯类单体：30

【技术实现步骤摘要】
一种高透明PLA加工助剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种高透明PLA加工助剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提取的淀粉原料制成。具有良好的降解性和生物相容性，PLA完全降解后的产物为二氧化碳和水，对环境无毒无害，属于环境友好型材料，其次PLA具有各种良好的性能比如良好的透明度、良好的抗溶剂性、防潮性、耐油脂和透气性，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，但聚乳酸是一种结晶度较大的聚合物，并且易水解、热解，加工时不易塑化，受温度条件限制较大，同时有易脆、韧性差等缺点。所以PLA虽然是优异的降解材料，但加工性能较差，并且很难通过常规方法解决其加工问题。
[0003]为解决PLA的加工性能，目前业内有很多通过PLA与其他材料相复合的尝试(如PLA/PE蜡、PLA/脂肪酸类材料复合),也有通过溶液聚合法制备低分子量酯类聚合物用来改善PLA的加工性。但PLA与其他材料复合后容易造成相容性差、透明度下降等问题；另外溶液聚合法工艺繁琐，生产成本高，并且生产和使用过程中的溶剂挥发易对环境造成污染等问题，因此，目前开发一种可以改善PLA加工性能的助剂，使PLA无需和其他材料复合，并且能够在安全环保的前提下满足规模化生产，是PLA加工技术的关键。
[0004]中国专利技术专利CN104403288B公开了一种高透明PLA材料用加工助剂，包括聚乙烯蜡、PEG、脂肪酸、反应物A、促进剂B、助剂C、紫外剂和抗氧剂，各组分的重量份数为：聚乙烯蜡20
‑
40；脂肪酸30
‑
50；反应物A 8
‑
10；促进剂B 0.5
‑
2；助剂C 20
‑
50；紫外剂0.1－0.5；抗氧剂0.1－0.5，所述助剂C为乙烯
‑
丙烯酸酯和钛酸酯类中的一种或以上，利用脂肪酸和氧化锌在双氧水的作用下反应生成脂肪酸锌，在120
‑
130℃下和熔融的聚乙烯蜡混合均匀，再加入乙烯
‑
丙烯酸酯或钛酸酯，部分脂肪酸锌会和乙烯
‑
丙烯酸酯或钛酸酯反应生成相应的乙烯丙烯酸锌或钛酸锌，然后加入余下的聚乙烯蜡、PEG、抗氧剂、紫外剂熔融混合均匀，但其生产成本较高，且高温熔融的合成工艺会增加额外的环境污染问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对以上技术中存在的问题，提供了一种高透明PLA加工助剂及其制备方法，该助剂与PLA材料的相容性优异，并且能够保持PLA材料的透明性，同时提高PLA材料的塑化性能和加工性能，另外该助剂以多种丙烯酸酯以及特殊单体为原料通过乳液聚合的工艺进行制备和生产，生产效率高，成本低，环保无污染。本专利技术的技术方案是这样的：
[0006]一种高透明PLA加工助剂，包括烯类单体、分子量调节剂、乳化剂、缓冲剂、引发剂、功能性单体和水，各组分的质量份数为：
[0007]烯类单体：30
‑
51；
[0008]分子量调节剂：0.1
‑
1；
[0009]乳化剂：0.3
‑
1；
[0010]缓冲剂：1
‑
5；
[0011]引发剂：0.05
‑
1；
[0012]功能性单体：3
‑
25；
[0013]去离子水：45
‑
65。
[0014]进一步的，所述烯类单体中包括丙烯腈，(甲基)丙烯酸、苯乙烯，α
‑
甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯类中的一种或几种混合。
[0015]进一步的，所述分子量调节剂为2
‑
巯基乙醇、异氰酸酯、3
‑
巯基丙酸异辛酯、硫醇、二聚体中的一种或几种混合。
[0016]进一步的，所述乳化剂为Tween、DOWFAX2A1、COPS
‑
1、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、OP
‑
10、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、月桂基胺聚氧乙烯醚、K12中的一种或几种混合。
[0017]进一步的，所述缓冲剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、焦磷酸钠、氯化钾中的一种或几种混合。
[0018]进一步的，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、叔丁基过氧化氢、甲醛次硫酸氢钠、亚硫酸氢钠中的一种或几种混合。
[0019]进一步的，所述功能性单体为甲基丙烯酸异冰片酯，脂肪酸聚氧乙烯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、甲酸烯丙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙烯酰胺、三硬脂酸钛酸异丙酯、烯丙醇、丙二醇中的一种或几种混合。
[0020]本专利技术还提供了上述高透明PLA加工助剂的制备方法，具体制备步骤如下：
[0021](1)将一段反应所需的去离子水、乳化剂加入至反应釜中，搅拌15min后，加入一段反应所需单体和分子量调节剂持续搅拌，将反应釜升温至40
‑
85℃；
[0022](2)反应釜温度达到40
‑
85℃后，加入一段反应所需的引发剂，使釜内开始反应，自由升温；
[0023](3)一段反应结束后，降温至40
‑
85℃，然后加入二段反应所需的去离子水和乳化剂，并加入缓冲剂，搅拌5min后，加入二段反应所需单体和分子量调节剂、功能性单体，然后加入二段反应所需的引发剂，使釜内开始反应，自由升温；
[0024](4)二段反应结束后，降温至40
‑
85℃，然后加入三段反应所需的去离子水和乳化剂，搅拌5min后，加入三段反应所需单体、功能性单体以及分子量调节剂，然后加入三段反应所需的引发剂，使釜内开始反应，自由升温；
[0025](5)反应结束后，在95℃保温0.5h，然后加入功能性单体，并继续搅拌反应0.5
‑
1h。然后降至50
‑
60℃，过滤，出料；
[0026](6)将上述所得乳液经过喷雾干燥得到粉末状加工助剂。
[0027]本专利技术的有益效果为：(1)使用此方法制备的丙烯酸树脂聚合物与PLA有优异的相容性，能够保持甚至改善PLA的透明性；(2)使用本方法获得低分子量的丙烯酸酯聚合物，能够更好的提高PLA材料的塑化性和加工性；(3)采用丙烯酸酯和某类功能性单体共混聚合的方式能够使PLA材料在加工过程中兼具易塑化和润滑的特性，同时对材料的韧性有一定的改善效果；(4)采用水性乳液聚合方式能够提高生产效率，降低成本，解决溶液聚合带来的环境污染和存在安全隐患的问题。
具体实施方式
[0028]为了更详细地说明本专利技术，给出下述制备实例，应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高透明PLA加工助剂，其特征在于，所述加工助剂的原料包括烯类单体、分子量调节剂、乳化剂、缓冲剂、引发剂、功能性单体和去离子水，各组分的质量份数为：烯类单体：30
‑
51；分子量调节剂：0.1
‑
1；乳化剂：0.3
‑
1；缓冲剂：1
‑
5；引发剂：0.05
‑
1；功能性单体：3
‑
25；去离子水：45
‑
65。2.根据权利要求1所述的加工助剂，其特征在于所述烯类单体中包括丙烯腈，（甲基）丙烯酸、苯乙烯，α
‑
甲基苯乙烯、（甲基）丙烯酸酯类中的一种或几种混合。3.根据权利要求1所述的加工助剂，其特征在于所述分子量调节剂为2
‑
巯基乙醇、异氰酸酯、3
‑
巯基丙酸异辛酯、硫醇、二聚体中的一种或几种混合。4.根据权利要求1所述的加工助剂，其特征在于所述乳化剂为Tween、DOWFAX2A1、COPS
‑
1、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、OP
‑
10、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、月桂基胺聚氧乙烯醚、K12中的一种或几种混合。5.根据权利要求1所述的加工助剂，其特征在于所述缓冲剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、焦磷酸钠、氯化钾中的一种或几种混合。6.根据权利要求1所述的加工助剂，其特征在于所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、叔丁基过氧化氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：荊雪峰，杨柏，徐磊，
申请(专利权)人：威海金合思化工有限公司，
类型：发明
国别省市：