改性聚乳酸材料及其制备方法和餐具技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，特别涉及改性聚乳酸材料及其制备方法。所述改性聚乳酸材料包括聚乳酸树脂和铁元素；所述改性聚乳酸材料中铁元素的质量占比为3ppm～700ppm。本发明专利技术的改性聚乳酸材料经加速老化试验后，粘度保持率较好，具有优异的耐老化性能。具有优异的耐老化性能。

【技术实现步骤摘要】
改性聚乳酸材料及其制备方法和餐具


[0001]本专利技术高分子材料
，特别涉及改性聚乳酸材料及其制备方法和餐具。

技术介绍

[0002]饱含淀粉质的玉米经过现代生物技术可生产出无色透明的液体——乳酸，乳酸再经过特殊的聚合反应过程可生成颗粒状高分子材料——聚乳酸(PLA)材料。
[0003]PLA材料具有最良好的抗拉强度，但现阶段将PLA材料作为通用塑料大面积推广应用还受到一定的限制，这主要是由于PLA材料的耐老化性能较差，例如在模拟加速老化试验中，粘度下降过快，影响使用。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供一种改性聚乳酸材料及其制备方法和餐具，解决PLA材料耐老化性能较差的问题。
[0005]本专利技术第一方面提供一种改性聚乳酸材料。其技术方案如下：
[0006]一种改性聚乳酸材料，包括聚乳酸树脂和铁元素；
[0007]其中，所述改性聚乳酸材料中铁元素的质量占比为3ppm～700ppm。
[0008]在其中一些实施例中，所述改性聚乳酸材料中铁元素的质量占比为3ppm～300ppm。
[0009]在其中一些实施例中，所述改性聚乳酸材料中铁元素的质量占比为5ppm～80ppm。
[0010]在其中一些实施例中，所述铁元素来源于铁盐和铁的氧化物中的一种或多种。
[0011]在其中一些实施例中，所述铁盐选自铁的硫酸盐、铁的硝酸盐和铁的卤化物中的一种或多种。
[0012]在其中一些实施例中，所述铁的氧化物选自氧化亚铁、四氧化三铁和三氧化二铁中的一种或多种。
[0013]在其中一些实施例中，所述聚乳酸树脂的重均分子量为100000～250000。
[0014]在其中一些实施例中，所述聚乳酸树脂的端羧基含量为15mol/t～40mol/t。
[0015]在其中一些实施例中，所述聚乳酸树脂的制备方法包括以下步骤：
[0016]混合L
‑
乳酸和第一催化剂，进行缩聚反应，生成丙交酯中间品；
[0017]混合所述丙交酯中间品、引发剂和第二催化剂，进行开环聚合反应，生成聚乳酸树脂。
[0018]在其中一些实施例中，所述第一催化剂为辛酸亚锡。
[0019]在其中一些实施例中，所述第二催化剂为辛酸亚锡。
[0020]在其中一些实施例中，所述引发剂为乙二醇。
[0021]在其中一些实施例中，所述缩聚反应的条件包括：反应温度为80～140℃，反应压力为3KPa～8KPa，反应时间为6h～12h。
[0022]在其中一些实施例中，所述开环聚合反应包括至少两个阶段，第一阶段的条件包
括：反应温度为140～160℃，反应压力为105000Pa～115000Pa，反应时间为3h～5h；第二阶段的条件包括：反应温度为170～190℃，反应压力为105000Pa～115000Pa，反应时间为2h～3h。
[0023]在其中一些实施例中，所述改性聚乳酸材料于温度为60℃和湿度为60％下放置9天后，粘度保持率不小于50％。
[0024]本专利技术第二方面提供一种改性聚乳酸材料的制备方法。其技术方案如下：
[0025]一种改性聚乳酸材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026]混合聚乳酸树脂和含铁化合物，将所得混合物加工成型，制备改性聚乳酸材料；
[0027]其中，所述聚乳酸树脂和含铁化合物的添加量满足：使所述改性聚乳酸材料中铁元素的质量占比为3ppm～700ppm。
[0028]在其中一些实施例中，所述加工成型的方法包括挤出成型、注射成型、吹膜成型、发泡成型或真空成型。
[0029]在其中一些实施例中，所述挤出成型的温度为140℃～240℃。
[0030]本专利技术第三方面提供一种餐具，其包括上述改性聚乳酸材料或上述制备方法制备的改性聚乳酸材料。
[0031]与传统方案相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0032]本专利技术的专利技术人在研究中意外发现在聚乳酸材料中掺入铁元素，有利于缓解聚乳酸材料在老化试验中的粘度下降，并且铁元素的用量对上述效果的呈现至关重要，分析其原因可能是铁元素的加入，使聚乳酸树脂的端羧基或端羟基的活性降低，控制聚乳酸树脂不易水解，进而延缓聚乳酸材料的粘度的下降。本专利技术的改性聚乳酸材料在模拟加速老化试验后具有加高的粘度保持率(达到50％以上)，表现出优异的耐老化性能。
具体实施方式
[0033]以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术公开内容理解更加透彻全面。
[0034]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0035]术语
[0036]除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：
[0037]本专利技术中，涉及“多个”、“多种”、“多次”、“多元”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或大于等于两种。
[0038]本专利技术中，涉及“优选”、“更好”、“更佳”、“为宜”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本专利技术保护范围的限制。
[0039]本专利技术中，涉及“进一步”、“更进一步”、“特别”等用于描述目的，表示内容上的差异，但并不应理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0040]本专利技术中，涉及“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾
之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。
[0041]本专利技术中，涉及“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
[0042]本专利技术中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0043]本专利技术中，涉及到数值区间(也即数值范围)，如无特别说明，可选的数值分布在上述数值区间内视为连续，且包括该数值范围的两个数值端点(即最小值及最大值)，以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明，当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时，包括该数值范围的两个端点整数，以及两个端点之间的每一个整数，在本文中，相当于直接列举了每一个整数，比如t为选自1～10的整数，表示t为选自由1、2、3、4、5、6、7、8、9和10构成的整数组的任一个整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚乳酸材料，其特征在于，包括聚乳酸树脂和铁元素；其中，所述改性聚乳酸材料中铁元素的质量占比为3ppm～700ppm。2.根据权利要求1所述的改性聚乳酸材料，其特征在于，所述改性聚乳酸材料中铁元素的质量占比为3ppm～300ppm。3.根据权利要求2所述的改性聚乳酸材料，其特征在于，所述改性聚乳酸材料中铁元素的质量占比为5ppm～80ppm。4.根据权利要求1所述的改性聚乳酸材料，其特征在于，所述铁元素来源于铁盐和铁的氧化物中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的改性聚乳酸材料，其特征在于，所述铁盐选自铁的硫酸盐、铁的硝酸盐和铁的卤化物中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的改性聚乳酸材料，其特征在于，所述铁的氧化物选自氧化亚铁、四氧化三铁和三氧化二铁中的一种或多种。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的改性聚乳酸材料，其特征在于，所述聚乳酸树脂的重均分子量为80000～200000。8.根据权利要求7所述的改性聚乳酸材料，其特征在于，所述聚乳酸树脂的端羧基含量为15mol/t～40mol/t。9.根据权利要求8所述的改性聚乳酸材料，其特征在于，所述聚乳酸树脂的制备方法包括以下步骤：混合L
‑
乳酸和第一催化剂，进行缩聚反应，生成丙交酯中间品；混合所述丙交酯中间品、引发剂和第二催化剂，进行开环聚合反应，生成所述聚乳酸树脂。10.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊凯，陈平绪，叶南飚，曾祥斌，焦建，
申请(专利权)人：珠海金发生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：