一种高韧结晶耐热生物降解吸管料及其制备方法技术

一种高韧结晶耐热生物降解吸管料及其制备方法，吸管料的原料：PLA 10~90份；增韧树脂1~20份；PLA

【技术实现步骤摘要】
一种高韧结晶耐热生物降解吸管料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物降解材料领域，具体涉及一种高韧结晶耐热生物降解吸管料及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统一次性不可降解塑料PP吸管逐渐被替代，新型生物降解一次性吸管走进人们的视野中。目前，生物降解类型吸管中以聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为主，PLA是一种纯天然的生物基材料，是由富含淀粉的作物经过发酵、提纯、聚合等步骤得到的高分子材料。PLA材料具有硬度高，易加工，良好的生物相容性等优点，但PLA结晶度较低，材料玻璃化转变温度在50～60℃，韧性较差且无法满足一定环境中的耐温需求。生物降解材料PBS具有良好的耐温性能，耐热温度可达100℃，但PBS价格较高，约3.5～4.5万元/吨，目前市面上耐温型生物降解吸管主要组分为PLA/PBS复合材料，较高的材料成本一定程度上阻碍了生物降解高韧性耐热型吸管的普及。
[0003]CN112920573A公开了一种聚乳酸透明吸管的制备方法，该专利技术使用硅灰石粉、滑石粉、石灰石和甲基纤维素混合后浸渍碱化，再经过氧化、高温聚合后冷却、清洗、烧结，冷却的增塑剂微粒后称取竹纤维、农作物秸秆和铝钛偶联剂，在去离子水下浸泡，再经过滤、干燥，得改性纤维，将聚乳酸和聚乙烯混合物加入到开炼机中，再将制备的增塑剂微粒、改性纤维以及适量透明剂、抗菌剂混合加入开炼机中，得到共混物料经过挤出机挤出，得到具有更高的韧性和强度，便于携带，使用安全方便的材料，但该专利技术需要对粉体和纤维素进行预处理，不利于产业化生产。/>[0004]CN114085508A公开了一种耐温吸管的制备方法，该专利技术使用聚乳酸PLA、聚酯(PBS PBT PET PBAT)、淀粉滑石粉碳酸钙作为填充，短纤长纤增强。本专利技术制备工艺简单，后续成型速度快，利于工业化生产，但是该成分体系较为复杂，玻纤增强与材料相容性较差，存在迁移量超标风险。
[0005]CN114381101A公开了一种冷模注塑耐热半透生物可降解塑料及其制备方法，该专利技术主要由PLLA、PDLA、成核剂、填充剂、扩链剂等组成。降低生产工艺复杂性及后期注塑工艺的简便性，提高后期注塑产品的生产效率，使其注塑的产品具有较高耐热性简化了生产工艺，大大降低了生产成本，但是材料体系韧性不足。
[0006]因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本专利技术所要研究解决的课题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种高韧结晶耐热生物降解吸管料及其制备方法。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0009]一种高韧结晶耐热生物降解吸管料，其原料包括以下质量份数的组分：
[0010]PLA 10～90份；
[0011]增韧树脂1～20份；
[0012]PLA
‑
TPU 5～10份；
[0013]增塑剂0.1～3份；
[0014]抗氧剂0.2～1份；
[0015]成核剂0.2～1份；
[0016]抗水解剂0.1～1份；
[0017]相容剂1～10份；
[0018]填料5～20份。
[0019]进一步的技术方案，其原料优选以下质量份数的组分：
[0020]PLA 60
‑
80份；
[0021]增韧树脂5
‑
10份；
[0022]PLA
‑
TPU 5
‑
8份；
[0023]增塑剂1
‑
3份；
[0024]抗氧剂0.2
‑
0.5份；
[0025]成核剂0.5
‑
1份；
[0026]抗水解剂0.2
‑
0.5份；
[0027]相容剂5
‑
10份；
[0028]填料5
‑
10份。
[0029]进一步的技术方案，所述PLA为L型乳酸聚，熔融指数为2～10g/10min(190℃，2.16kg)。
[0030]进一步的技术方案，所述增韧树脂为生物降解型树脂，选自聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇(PBAT)、聚己内酯(PCL)、聚碳酸亚丙酯(PPC)中的一种或多种，熔融指数2
‑
10g/10min(190℃，2.16kg)。
[0031]进一步的技术方案，所述PLA
‑
TPU的制备方式为:以聚乳酸、1,6
‑
己二异氰酸酯(HDI)和1,4
‑
丁二醇(BDO)为原料，通过预聚法合成聚乳酸基聚氨酯弹性体(PLA
‑
TPU)。
[0032]进一步的技术方案，所述增塑剂为环氧类增塑剂与环己烷型增塑剂，选自乙酰柠檬酸三丁酯，环氧大豆油、环己烷二甲酸二异壬基酯、环己烷二羧酸异壬酯中的一种或多种。
[0033]进一步的技术方案，所述抗氧剂为胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂，选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或多种。
[0034]进一步的技术方案，所述成核剂选自酰胺类、酰肼类、无机成核剂中的一种或多种。
[0035]进一步的技术方案，所述抗水解剂选自单碳化二亚胺、聚碳化二亚胺中的一种或两种。
[0036]进一步的技术方案，所述相容剂选自马来酸酐接枝PLA、马来酸酐接枝PBAT、马来酸酐接枝PBS中的一种或多种。
[0037]进一步的技术方案，所述填充剂选自滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、晶须类填充剂中的一种或多种，无机填充粉体在一定程度上有利于促进结晶，粉体粒径优选1
‑
10μm。
[0038]进一步的，本专利技术还涉及一种高韧结晶耐热生物降解吸管料的制备方法，包括：
[0039]步骤一、将各组分材料按要求称重后加入高混机中进行混合；
[0040]步骤二、混合均匀后加入双螺杆挤出机主喂料中进行熔融挤出；熔融挤出温度为150～200℃，螺杆转速为300～400转/min；
[0041]步骤三、熔融挤出后从模头的出口引出，经过冷却，切粒后得到高耐温高韧性耐老化生物降解吸管料粒子。
[0042]本专利技术的工作原理及优点如下：
[0043]1、本专利技术通过树脂、增塑剂复合增韧的方式解决了PLA材料本身韧性不足的缺陷，同时增塑剂的添加降低了材料在结晶过程中分子链段排列所需能量，结晶能垒降低，分子链段柔性上升，促使结晶更完善。
[0044]2、本专利技术通过使用成核剂，成核剂在体系中起到异相成核作用，能提高结晶速率，结晶过程中晶体尺寸的细化可提高耐热性能。
[0045]3、本专利技术添加增塑剂与PLA
‑
TPU可解决PLA本身刚性高加工困难的问题，增塑剂可提高材料韧性，增韧同时降低结晶所需能量加快材料体系的结晶效率,提高材料回弹性，两者共同作用提高耐热性与韧性。
[0046]4、本专利技术添加抗水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧结晶耐热生物降解吸管料，其特征在于：其原料包括以下质量份数的组分：PLA 10~90份；增韧树脂 1~20份；PLA
‑
TPU 5~10份；增塑剂 0.1~3份；抗氧剂 0.2~1份；成核剂 0.2~1份；抗水解剂 0.1~1份；相容剂 1~10份；填料 5~20份。2.根据权利要求1所述的高韧结晶耐热生物降解吸管料，其特征在于：所述PLA为L型乳酸聚，熔融指数为2~10g/10min（190℃，2.16kg）。3.根据权利要求1所述的高韧结晶耐热生物降解吸管料，其特征在于：所述增韧树脂为生物降解型树脂，选自聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇、聚己内酯、聚碳酸亚丙酯中的一种或多种，熔融指数2
‑
10g/10min（190℃，2.16kg）。4.根据权利要求1所述的高韧结晶耐热生物降解吸管料，其特征在于：所述PLA
‑
TPU的制备方式为: 以聚乳酸、1,6
‑
己二异氰酸酯和1,4
‑
丁二醇为原料，通过预聚法合成聚乳酸基聚氨酯弹性体。5.根据权利要求1所述的高韧结晶耐热生物降解吸管料，其特征在于：所述增塑剂为环氧类增塑剂与环己烷型增塑剂，选自乙酰柠檬酸三丁酯，环氧大豆油、环己烷二甲酸二异壬基酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁雷，张文晶，费楚然，杨柬，夏艺玮，
申请(专利权)人：中广核高新核材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：