一种耐热聚乳酸纤维复合材料及其制备方法技术

本申请涉及聚乳酸纤维的技术领域，具体公开了一种耐热聚乳酸纤维复合材料及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种耐热聚乳酸纤维复合材料及其制备方法


[0001]本申请涉及聚乳酸纤维
，尤其是涉及一种耐热聚乳酸纤维复合材料及其制备方法
。

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，可制备薄膜
、
片材
、
纤维等
。
聚乳酸具有良好的生物相容性，无毒
、
无刺激，应用于包装
、
医疗卫生
、
日常生活用品等
。
[0003]聚乳酸熔喷无纺布就是利用聚乳酸纤维为原料，经过水刺等工艺制成的无纺布材料，其制备工艺简单，无需再额外添加化学物质，具有环保
、
可降解的特点
。
[0004]聚乳酸是结晶性聚合物，但是分子主链上酯基之间只有一个亚甲基碳原子，分子链呈螺旋结构，分子链的活动受限，结晶速度非常慢，导致聚乳酸纤维不耐高温，因此，制备一种耐热聚乳酸纤维复合材料是现在急需解决的一大难题
。

技术实现思路

[0005]为了提高聚乳酸纤维复合材料的耐热性，本申请提供一种耐热聚乳酸纤维复合材料及其制备方法
。
[0006]第一方面，本申请提供一种耐热聚乳酸纤维复合材料，采用如下技术方案：一种耐热聚乳酸纤维复合材料，其包括以下重量份的原料：聚乳酸树脂
50
‑
75
份
、
增韧剂
10
‑
25
份
、
相容剂1‑5份
、
抗氧剂1‑3份
、
复合成核剂5‑
12
份
、
植物纤维6‑
15
份；其中，复合成核剂为纳米氧化锌和珍珠岩复配而成；所述复合成核剂采用以下方法制备：将纳米氧化锌
、
珍珠岩放入水中，并加入十六烷基三甲基溴化铵，混合均匀，在水浴条件下搅拌一段时间，抽滤，烘干，得到复合成核剂
。
[0007]进一步的，所述复合成核剂采用以下方法制备：将纳米氧化锌
、
珍珠岩放入水中，并加入十六烷基三甲基溴化铵，混合均匀，水浴加热至
60
‑
80℃
，搅拌1‑
3h
，抽滤，烘干，得到复合成核剂；其中，珍珠岩
、
十六烷基三甲基溴化铵的重量配比为1：（
0.4
‑
0.6
），每
1g
珍珠岩中水的添加量为3‑
5mL。
[0008]通过采用上述技术方案，本申请的耐热聚乳酸纤维复合材料，通过各原料之间的协同作用不仅能够使聚乳酸纤维复合材料保持良好的拉伸强度等机械性能，还提高了聚乳酸纤维复合材料的耐热性，其中，拉伸强度为
0.90
‑
0.93MPa
，纵向热水收缩比例为
2%
‑
16%
，横向热水收缩比例为
5%
‑
19%。
[0009]聚乳酸树脂是主要成分，增韧剂能够提高聚乳酸纤维的韧性，相容剂能够提高各原料与聚乳酸树脂的相容性，抗氧剂能够提高聚乳酸树脂的抗氧化性，提高聚乳酸树脂的稳定性，植物纤维加入聚乳酸纤维复合材料的原料中，能够提高聚乳酸纤维复合材料的拉伸强度
。
[0010]成核剂能够促进聚乳酸树脂结晶，提高结晶速率，提高结晶度，所以能够提高聚乳酸纤维复合材料的耐热性
。
复合成核剂为纳米氧化锌和珍珠岩复配而成，其中，纳米氧化锌本身具有耐高温性，珍珠岩是一种导热系数非常低
、
高热稳定性的无机材料，通过纳米氧化锌负载在珍珠岩上，形成一种无机成核剂，能够使聚乳酸同时存在非晶态和晶态结构，晶态区域就像一个矩阵，将非晶态区域连接在一起，进而提高了结晶度，复合成核剂的加入，还能够提高结晶速率，从而能够提高聚乳酸纤维复合材料的耐热性
。
[0011]且，利用上述制备方法对复合成核剂进行制备，便于各原料更好的混合，便于发挥作用，从而有助于提高聚乳酸纤维复合材料的耐热性
。
[0012]作为优选：所述纳米氧化锌和珍珠岩的重量配比为（
0.6
‑
0.8
）：
1。
[0013]纳米氧化锌的添加量过少，会导致复合成核剂的效果不佳，会影响聚乳酸纤维的性能；纳米氧化锌的添加量过多，会由于自身的表面能较大，产生团聚，导致不能较优的负载在珍珠岩上，从而影响复合成核剂的形成
。
通过采用上述技术方案，当纳米氧化锌和珍珠岩的添加量在上述范围内时，能够更好的形成复合成核剂，更好的提高聚乳酸纤维复合材料的耐热性
。
[0014]作为优选：所述纳米氧化锌在使用之前采用以下方法对其进行预处理：将硅烷偶联剂放入乙醇溶液中，加入纳米氧化锌，超声分散，加热升温，边加热边搅拌，一段时间后，过滤，洗涤，烘干，得到预处理的纳米氧化锌
。
[0015]进一步的，所述纳米氧化锌在使用之前采用以下方法对其进行预处理：将硅烷偶联剂放入乙醇溶液中，加入纳米氧化锌，超声分散
20
‑
40min
，加热升温至
30
‑
50℃
，边加热边搅拌，待1‑
2h
后，过滤，用水洗涤3‑5次，烘干，得到预处理的纳米氧化锌；其中，纳米氧化锌和硅烷偶联剂的重量配比为1：（
0.3
‑
0.5
），每
1g
纳米氧化锌中乙醇溶液的添加量为2‑
4mL
，乙醇溶液的质量分数为
40%。
[0016]通过采用上述技术方案，纳米氧化锌的比表面能大，容易产生自身团聚，影响分散性，利用硅烷偶联剂对纳米氧化锌进行预处理，能够降低纳米氧化锌的比表面能，提高分散性，便于纳米氧化锌更好的负载在珍珠岩上，便于复合成核剂发挥作用，便于提高聚乳酸纤维复合材料的耐热性
。
[0017]作为优选：所述珍珠岩在使用之前采用以下方法对其进行预处理：将珍珠岩放入氢氧化钠溶液中，水浴加热一段时间，过滤，洗涤，烘干，得到预处理的珍珠岩
。
[0018]进一步的，所述珍珠岩在使用之前采用以下方法对其进行预处理：将珍珠岩放入氢氧化钠溶液中，在
60
‑
80℃
的温度下水浴加热
30
‑
50min
，过滤，用盐酸溶液洗涤至中性，烘干，得到预处理的珍珠岩；其中，每
1g
珍珠岩中氢氧化钠溶液的添加量为2‑
4mL
，氢氧化钠溶液的质量分数为
30%
，盐酸溶液的质量分数为
30%。
[0019]通过采用上述技术方案，利用氢氧化钠溶液对珍珠岩进行预处理，能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种耐热聚乳酸纤维复合材料，其特征在于：其包括以下重量份的原料：聚乳酸树脂
50
‑
75
份
、
增韧剂
10
‑
25
份
、
相容剂1‑5份
、
抗氧剂1‑3份
、
复合成核剂5‑
12
份
、
植物纤维6‑
15
份；其中，复合成核剂为纳米氧化锌和珍珠岩复配而成；所述复合成核剂采用以下方法制备：将纳米氧化锌
、
珍珠岩放入水中，并加入十六烷基三甲基溴化铵，混合均匀，在水浴条件下搅拌1‑
3h
，抽滤，烘干，得到复合成核剂
。2.
根据权利要求1所述的一种耐热聚乳酸纤维复合材料，其特征在于：所述纳米氧化锌和珍珠岩的重量配比为（
0.6
‑
0.8
）：
1。3.
根据权利要求1所述的一种耐热聚乳酸纤维复合材料，其特征在于：所述纳米氧化锌在使用之前采用以下方法对其进行预处理：将硅烷偶联剂放入乙醇溶液中，加入纳米氧化锌，超声分散
20
‑
40min
，加热升温至
30
‑
50℃
，边加热边搅拌，待1‑
2h
后，过滤，用水洗涤3‑5次，烘干，得到预处理的纳米氧化锌；其中，纳米氧化锌和硅烷偶联剂的重量配比为1：（
0.3
‑
0.5
），每
1g
纳米氧化锌中乙醇溶液的添加量为2‑
4mL
，乙醇溶液的质量分数为
40%。4.
根据权利要求1所述的一种耐热聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东昇，吴涛，刘晶，毛祥东，和妍春，
申请(专利权)人：天津泰达洁净材料有限公司，
类型：发明
国别省市：