一种耐热收缩高流动聚乳酸材料制造技术

本发明专利技术公开了一种耐热收缩高流动聚乳酸的制备及应用，拥有良好的流动性且具有良好的耐热收缩性，应用于熔喷非织造布领域。按质量份数计，该材料组成包括：聚乳酸46

【技术实现步骤摘要】
一种耐热收缩高流动聚乳酸材料


[0001]本专利技术涉及一种改性聚乳酸，拥有高流动性，可以应用于熔喷非织造布领域，并且所制得非织造布拥有良好的耐热收缩性能。

技术介绍

[0002]聚乳酸,又称聚丙交酯，将从植物资源提取得到的淀粉作为原料得到的乳酸，再经过化学方法合成得到，可完全降解为二氧化碳和水，对环境十分有利，同时可以减少人们对石油资源的依赖。聚乳酸拥有良好的力学性能，而且自身呈酸性可以达到良好的抑菌效果。在熔喷非织造布领域需要原材料拥有良好的流动性，而目前市面上高熔融指数的聚乳酸较少，大多都在100 g/10min以下。而且，聚乳酸因其本身的结构特性，分子链酯键之间只有一个侧亚甲基碳原子，分子链呈螺旋结构，分子链的活动受限，因此较难结晶，在纺成丝后受热会有很大的热收缩，限制了材料的使用范围。
[0003]公布号为CN 110396289 A的专利技术专利公布了一种超高熔融指数聚乳酸树脂及其制备方法和应用，把催化剂氯化亚锡或钛酸四丁酯与过氧化物引发剂及抗氧剂溶解到二氯甲烷溶剂中，与高分子量的聚乳酸进行混合，然后加入到长径比为1:44的挤出机中，在160
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190℃下进行反应挤出，通过调节不同螺杆转速及助剂添加量，获得熔指在300g/10min以上的聚乳酸。按该方法虽然可以得到较高熔指的聚乳酸，但使用到的二氯甲烷溶剂、催化剂及过氧化物存在对环境污染和中毒风险，在最终产品中也会有残留。公布号为CN 115012058 A的专利技术专利公布了一种耐热高流动性聚乳酸的制备方法及应用，利用高能射线如X射线、电子束或者γ射线辐照的方法，对聚乳酸先进行辐照断链来增加流动性，然后再对使用辐照后材料制得的制品再进行二次辐照交联。该方法虽然可以得到具有一定的耐热性的制品，但需经历两次辐照，工艺相对繁琐，而且在进行第二次辐照交联时还是需要加入异氰酸酯化合物和丙烯基类化合物作为交联剂，拥有毒性，会有一定的残留。公布号为CN 114989590 A的专利技术专利公布了一种利用改性PVA搭配甘油进行流动性提升得到超高流动性聚乳酸的方法，但该方法并未考虑到制品最终的耐热性。

技术实现思路

[0004]针对以上的问题，本专利技术提出一种工艺相对简单、无毒无残留的高流动耐热收缩聚乳酸材料，可应用于熔喷非织造布领域。先通过熔融共混改性方法，利用天然有机酸制备性能均一稳定的高流动性聚乳酸共混粒料；将所得高流动性聚乳酸共混粒料通过熔喷工艺制得熔喷布、收卷，再将熔喷布经过电子加速器辐照处理，进行微交联，得到拥有良好耐热性的制品。
[0005]一种高流动性耐热收缩聚乳酸材料，按质量份数计，原料组成包括：聚乳酸：46
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97份增韧剂：1
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40份抗氧剂：0.1
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2份
成核剂：0.1
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3份天然有机酸：1
‑
5份壳聚糖：0.5
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4份所述的聚乳酸为已商业化的PLLA、PDLA一种或者两种的组合。
[0006]所述增韧剂为聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇(PBAT)、聚己内酯(PCL)、聚羟基脂肪酸酯（PHA）的一种或两种以上组合。
[0007]所述成核剂为酰胺衍生物、酰肼化合物、滑石粉等能够促进聚乳酸快速结晶的有机或者无机物，可以是以上物质的一种或者两种以上组合。
[0008]所述抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂，如1010，168等。
[0009]所述天然有机酸为柠檬酸、苹果酸的一种或者两种的组合。
[0010]将上述物质按一定比例共混均匀后通过双螺杆挤出机熔融共混，得到可交联的高流动性粒料，再将所得粒料进行熔喷制得熔喷非织造布。对非织造布进行辐照交联处理，最终得到耐热收缩的熔喷布。辐照方式为X射线、电子束或者γ射线。
[0011]为了更好地解决以上的技术问题，获得更好的性能，本专利技术优选采用以下方案：作为优选，所述聚乳酸熔指为5
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20 g/10min的PLLA；作为优选，所述增韧剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇(PBAT)；作为优选，所述成核剂为酰胺衍生物与酰肼化合物的复配；作为优选，所述天然有机酸为柠檬酸；作为优选，所述壳聚糖的脱乙酰度≥87%。
[0012]在以上原料优选下，所述的高流动性聚乳酸，按质量份数计，所述原料组成优选包括：PLLA：62
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86份PBAT：10
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30份抗氧剂：0.2
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0.5份成核剂：0.5
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1.5份柠檬酸：2
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4份壳聚糖：1
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3份作为优选，选用10MeV电子加速器，辐照剂量为30
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50KGy。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术通过添加柠檬酸，使聚乳酸在酸性环境下进行部分断链，达到良好的流动性，并通过柠檬酸与壳聚糖多糖链上的
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NH
3+
间的作用，在低辐照剂量下完成微交联，在聚乳酸内形成网络结构，从而实现良好的耐热收缩性能。该过程添加的柠檬酸与壳聚糖均为天然有机物，无毒无害，其中壳聚糖还拥有良好的抑菌作用。
具体实施方式
[0014]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。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。以下各实施例、对比例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市售。
[0015]实施例及对比例所使用的原材料信息及助剂信息，具体如下：聚乳酸（PLA）：4032D Natureworks ,L130道达尔柯碧恩；
PBAT ：TH801T，蓝山屯河；成核剂：TMC
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328，TMC
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300，山西化工；抗氧剂：1010，168；柠檬酸:一水柠檬酸，英轩；壳聚糖：脱乙酰度≥87%，绿神生物。
[0016]材料性能表征方法：熔融指数，210℃，2.16kg。测试前干燥，水分控制0.05%以下。纤维平均直径：将所得的材料进行熔喷验证，正常工艺下，计算喷丝纤维平均直径。断裂拉伸应变：从熔喷布上裁取30mm*120mm样条，纵向横向各5根，以跨距80mm，测试速度为100mm/min进行测试，取平均值；熔喷布的耐热测试：试样尺寸100*100mm，放入75℃水浴，10min，测试试样横向纵向收缩尺寸比例。
[0017]按照表1配方比例称取相应材料，混合均匀后加入双螺杆挤出机中进行熔融共混，挤出机温度为：180
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220℃，然后拉条冷却切粒进行熔指测试；再将所得粒子进行熔喷纺丝，熔喷纺丝温度设置：170
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220℃，热风温度：260
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280℃，牵伸风压：0.02
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0.03MPa，制得熔喷非织造布，测试纤维直径；从熔喷布上取样进行断裂拉伸应变测试；然后将熔喷布进行放卷电子束辐照，辐照剂量：30
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50KGy，辐照后进行耐热水测试。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高流动性耐热收缩聚乳酸材料，按质量份数计，原料组成包括：聚乳酸：46
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97份增韧剂：1
‑
40份抗氧剂：0.1
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2份成核剂：0.1
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3份天然有机酸：1
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5份壳聚糖：0.5
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4份。2.一种高流动性耐热收缩聚乳酸材料，按质量份数计，原料组成包括：聚乳酸：46
‑
97份增韧剂：1
‑
40份抗氧剂：0.1
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2份成核剂：0.1
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3份天然有机酸：1
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5份壳聚糖：0.5
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4份。3.根据权利要求1或2所述的高流动性耐热收缩聚乳酸材料，其特征在于，所述的聚乳酸为已商业化的PLLA、PDLA一种或者两种的组合。4.根据权利要求1或2所述的高流动性耐热收缩聚乳酸材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永波，李双武，何敏，黄瑞杰，黄原，蔡跃鹏，
申请(专利权)人：中广核俊尔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：