CN102532833A - 一种纳米高分子聚乳酸复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种高耐热性的纳米高分子聚乳酸复合材料及其制备方法。本发明的纳米高分子聚乳酸复合材料由88.9-96wt%的聚乳酸、1-10wt%的高性能纳米高分子、0.5-1wt%的水解抑制剂、0.1-1wt%的抗老化剂、0.1-1wt%的抗氧化剂混合而成。通过高性能的聚合物成分在聚乳酸中实现纳米级微细分散，大幅度提高聚乳酸的结晶化速度，提高聚乳酸材料的耐热性。
Description
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种纳米高分子聚乳酸复合材料及其制备方法。
背景技术
聚乳酸（PLA）是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，其生产过程无污染，而且可以生物降解，因此是理想的绿色高分子材料。但是，一般聚乳酸树脂产品由于基体材料聚乳酸玻璃化温度低，仅约为60℃，其制成的产品货运时会由于货舱密闭，白天受热温度持续升高达50℃以上而导致货舱中的聚乳酸产品变形，特别是在炎热的夏天；或者使用时不能与高温物品接触，如水杯盛水时，开水的温度多在90℃以上，与水杯接触会使其软化变形。因而现有大部分的聚乳酸树脂产品不利于长途运输与使用范围有限的缺点。
发明内容
本发明的目的是提出一种高耐热性的纳米高分子聚乳酸复合材料及其制备方法。
本发明的纳米高分子聚乳酸复合材料，由88.9-96wt%的聚乳酸、1-10wt%的高性能纳米高分子、0.5-1wt%的水解抑制剂、0.1-1wt%的抗老化剂、0.1-1wt%的抗氧化剂混合而成。
具体的，所述高性能纳米高分子为纳米聚碳酸酯、纳米聚甲基丙烯酸甲酯、纳米聚甲醛、纳米聚丁二酸丁二醇酯、纳米尼龙6、纳米尼龙66，纳米聚对苯二甲酸乙二醇酯其中的一种或几种。
所述水解抑制剂为DIC、DCC、TIC中的一种。
所述的抗老化剂为受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐、金属钝化剂、二苯甲酮类和苯并三唑类光稳定剂中的一种或几种混合。
所述抗氧剂为四（β-（3，5二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸）季戊四醇酯、（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八酯，β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸环己酯，中的一种。
所述聚乳酸分子量为10~30万。
本发明的纳米高分子聚乳酸复合材料，具有高耐热性，可广泛的用于汽车内饰材料、建筑材料、包装和环保等生产加工领域。
附图说明
图1为本发明各实施例与纯聚乳酸材料的耐热温度对照表。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1
（1）将聚乳酸、纳米聚碳酸酯，纳米聚甲基丙烯酸甲酯、分别在50℃下真空干燥8小时除去水分；
（2）将上述经过干燥后的聚乳酸、纳米聚碳酸酯、纳米聚甲基丙烯酸甲酯与水解抑制剂碳二亚胺、抗老化剂受阻胺类抗氧剂、抗氧剂四（β-（3，5二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸）季戊四醇酯等按照重量配比在干燥的高速搅拌机中搅拌，使其混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行反应，螺杆转速为180rpm，挤出温度为210℃，产物风冷切粒，真空烘干，得到耐热的聚乳酸母粒。
其中，重量百分比：聚乳酸含量为88.9%，纳米聚碳酸酯5%、纳米聚甲基丙烯酸甲酯5%，水解抑制剂DIC含量为0.5%，抗老化剂受阻胺类抗氧剂含量为0.5%，抗氧剂四（β-（3，5二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸）季戊四醇酯含量为0.1%。
实施例2
（1）将聚乳酸、纳米聚甲醛、分别在70℃下真空干燥5小时除去水分；
（2）将上述经过干燥后的聚乳酸、纳米聚甲醛与水解抑制剂DCC，抗老化剂受阻酚类抗氧剂、抗氧剂（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八酯等按照重量配比在干燥的高速搅拌机中搅拌，使其混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行反应挤出，螺杆转速为100rpm，挤出温度为190℃，产物风冷切粒，真空烘干，得到耐热的聚乳酸母粒。
其中，重量百分比：其中聚乳酸含量为93%，纳米聚甲醛含量5%、水解抑制剂DCC含量为0.8%，熔体增强剂XDI含量为0.7%，抗氧剂（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八酯含量为0.5%。
实施例3
（1）将聚乳酸、纳米尼龙6分别在80℃下真空干燥3小时除去水分；
（2）将上述经过干燥后的乳酸、纳米尼龙6与水解抑制剂TIC，抗老化剂苯并三唑类光稳定剂、抗氧剂β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸环己酯等按照重量配比在干燥的高速搅拌机中搅拌，使其混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行反应挤出，螺杆转速为25rpm，挤出温度为180℃，产物风冷切粒，真空烘干，得到耐热的聚乳酸母粒。
其中，重量百分比：其中聚乳酸含量为96%，纳米尼龙6含量1%、抗老化剂苯并三唑类光稳定剂含量为1%，熔体增强剂TDI含量为1%，抗氧剂β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸环己酯含量为1%。
从图1的各实施例与纯聚乳酸材料的耐热温度对照表中可以看出，高性能的聚合物成分在聚乳酸中实现纳米级微细分散，大幅度提高聚乳酸的结晶化速度，提高聚乳酸材料的耐热性。再利用普通的注射成形方法，就能得到热变形温度100℃以上的成形件。
Claims (7)
1.一种纳米高分子聚乳酸复合材料，其特征在于该纳米高分子聚乳酸复合材料由88.9-96wt%的聚乳酸、1-10wt%的高性能纳米高分子、0.5-1wt%的水解抑制剂、0.1-1wt%的抗老化剂、0.1-1wt%的抗氧化剂混合而成。
2.根据权利要求1所述的纳米高分子聚乳酸复合材料，其特征在于所述高性能纳米高分子为纳米聚碳酸酯、纳米聚甲基丙烯酸甲酯、纳米聚甲醛、纳米聚丁二酸丁二醇酯、纳米尼龙6、纳米尼龙66，纳米聚对苯二甲酸乙二醇酯其中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的纳米高分子聚乳酸复合材料，其特征在于所述水解抑制剂为DIC、DCC、TIC中的一种。
4.根据权利要求1所述的纳米高分子聚乳酸复合材料，其特征在于所述的抗老化剂为受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐、金属钝化剂、二苯甲酮类和苯并三唑类光稳定剂中的一种或几种混合。
5.根据权利要求1所述的纳米高分子聚乳酸复合材料，其特征在于所述抗氧剂为四（β-（3，5二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸）季戊四醇酯、（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八酯，β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸环己酯，硫代二丙酸二月桂酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的纳米高分子聚乳酸复合材料，其特征在于所述聚乳酸分子量为10~30万。
7.根据权利要求1所述的纳米高分子聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、将聚乳酸、高性能纳米高分子，分别在50℃-80℃下真空干燥3-8小时除去水分；
B、将A步骤获得的乳酸、高性能纳米高分子按照重量配比加入水解抑制剂、抗老化剂、抗氧剂，在干燥的高速搅拌机中进行搅拌；
C、将B步骤获得的混合物在双螺杆挤出机中进行反应，设定螺杆转速为25rpm~180rpm，挤出温度为180℃~210℃；
D、挤出产物冷却切粒、真空烘干。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20120704 |