CN103819884A - 新型耐热高韧聚乳酸复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种聚乳酸复合材料及其制备方法。本发明的聚乳酸复合材料由包含以下重量百分比的组分制成：聚乳酸5%~90%，生物降解聚酯5%~80%，耐热母料5%~80%。本发明通过连续原位反应挤出得到高韧性的耐热聚乳酸复合材料。本发明所述的复合材料同时具备高韧性、耐高温、生产成本低及全生物降解等特点。

Description

新型耐热高韧聚乳酸复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，涉及一种聚乳酸复合材料及其制备方法
背景技术
聚乳酸（PLA）具有良好的生物相容性，是一种熔点为160~180℃高结晶性高分子材料，且具有优异的透明性和生物降解性能，因此有望取代传统塑料（如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等）应用于容器、薄膜等包装材料领域以及土工布、农膜等难以回收的农林园艺、土木建筑等领域。然而，PLA脆性严重，其制品的柔韧性较差，抗撕裂强度低，而且注射成型PLA制品的热变形温度（HDT）只有58℃左右，远远低于通用塑料PS和PP。大大限制了PLA的广泛应用，因此提高耐热性和增加韧性是拓宽PLA应用领域的至关重要的手段。
目前，依靠添加纳米材料改善PLA的耐热性或韧性的报道很多，如CN03149911.2通过在PLA中加入云母粉、滑石粉、蒙脱土等层片状微粉作为无机填料增强增韧PLA；CN201110423166.0利用高性能纳米高分子对PLA改性，得到了耐热性能优异的PLA复合材料；CN201110006053.0将PLA、改性蒙脱土、PE蜡、抗氧化剂、多官能团单体通过双螺杆挤出，造粒得到耐热PLA纳米复合材料。但是，一般改性方法大多使用石油基材料分散纳米填料，不利于纳米材料和其它改性剂在PLA中的相容和分散，不仅难以同时改善PLA的耐热性能和韧性，而且还破坏了PLA复合材料的生物降解特性。先制备生物降解聚合物/纳米材料耐热母料，再将母料与PLA和其他生物降解聚酯共混或共聚制备多元复合材料，可以使纳米材料在PLA或其他生物降解聚酯中很好地分散，提升材料的物理性能，并且还可以通过向母料中加入功能性助剂（如：抗静电剂、阻燃剂等）丰富复合材料的功能。如：CN200510030494.9先将PLA、有机改性蒙脱土熔融共混得耐热母料，再将PLA和母料熔融共混得PLA/蒙脱土纳米复合材料，然而，此发明母料中的PLA经历了两次加工，劣化了复合材料的性能。
比利时Mons-Hainaut大学的Marie-Amelie Paul等人用有机改性蒙脱土和L-丙交酯原位聚合得到PLA/蒙脱土纳米复合材料（Paul M.A.，Delourt C.，Alexandre M.et.MacromolecularChemistry and Physics.2004，206，484-498），CN200410066456.4将重均分子量在3000~50000的PLA预聚物在双螺杆挤出机扩链得到分子量达18万的PLA。
发明内容
为了克服现有技术缺陷，本发明的目的是提供一种PLA复合材料及其制备方法。该复合材料具有高强度、高韧性、耐热性能优良等优点；其制备方法通过采用连续反应挤出法解决现有技术中存在的问题，首先在反应挤出机中，以纳米材料、生物降解预聚物或单体为原料，通过反应挤出制备生物降解聚合物/纳米材料母料；再将母料、PLA和生物降解聚酯进行反应挤出，最后得到三元复配的高韧性的耐热PLA复合材料。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚乳酸复合材料，该复合材料是由包含以下重量百分比的组分制成：
PLA                 5%~90%，
生物降解聚酯        5%~80%，
耐热母料            5%~80%。
所述的聚乳酸选自聚D-乳酸、聚L-乳酸或聚DL-乳酸中的一种或一种以上。
所述的生物降解聚酯选自聚己内酯（PCL）、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸丁二醇酯与聚己二酸丁二醇酯共聚物（PBSA）、二氧化碳共聚聚合物（PPC）、聚乙烯醇（PVA）、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基脂肪酸酯（PHA）或聚氨酯弹性体（PUE）中的一种或一种以上。
所述耐热母料由包含以下重量百分比的组分制成：
生物降解单体或预聚物    10%~80%，
纳米材料                7.5%~80%，
催化剂                  0.01~5%，
改性剂                  0.05%~5%。
加工助剂                0%~5%，
阻燃剂                  0%~80%，
抗静电剂                0%~80%。
所述的耐热母料的制备方法包括如下步骤：将重量百分比为10%~80%生物降解预聚物或单体、重量百分比为10%~80%纳米材料、重量百分比为0.01~5%催化剂、重量百分比为0.05%~5%改性剂、重量百分比为0%~5%加工助剂、重量百分比为0%~80%阻燃剂和重量百分比为0%~80%抗静电剂在挤出设备中同步进行原位聚合和母料的制备，得到耐热母料，其中挤出设备为双螺杆挤出机，螺杆转速为50~200rpm，加工温度100~230℃。
所述的加工助剂的重量百分比优选为0.01%~5%。
所述的阻燃剂的重量百分比优选为0.1%~80%。
所述的抗静电剂的重量百分比优选为0.1%~80%。
所述生物降解单体选自乳酸、丁二酸、己二酸、对苯二甲酸、丁二醇、丙三醇、季戊四醇、丙交酯、乙交酯或己内酯中的一种或一种以上。
所述预聚物选自乳酸、丁二酸、己二酸、对苯二甲酸、丁二醇、丙三醇、季戊四醇、丙交酯、乙交酯或己内酯中的一种或一种以上的聚合物，其聚合度为50～5000。
所述的纳米材料选自硅酸盐类、二氧化硅类、氧化物类或金属粉类填充剂中的一种或一种以上，进一步优选有机改性蒙脱土、碳酸钙、硫酸钙、滑石粉、玻璃微珠、石棉、云母、二氧化硅、木粉、壳粉、凹凸棒土、黏土、炭黑、陶土、纤维素或金属粉中的一种或一种以上。
所述的催化剂选自元素周期表中第Ⅰ到Ⅴ族的金属、金属盐、氢氧化物、氯化物、氧化物中的一种或一种以上。
所述的金属选自锌、锡、铝、镁、锑、钛或锆中的一种或一种以上；
进一步地，所述催化剂选自氧化锌、乳酸锌、硬脂酸锌、氯化亚锡、辛酸亚锡、四丁基锡、三氧化二铝、丁氧基钛、钛酸丁酯、钛酸异丙酯、四异丙氧基钛、氧化锑、氧化铁或乙酰丙酮铁中的一种或一种以上。
所述的改性剂选自马来酸酐、异氰酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯类、环氧丙烯酸酯类或环氧大豆油类中的一种或一种以上。
所述的加工助剂选自抗氧剂或热稳定剂中得一种或一种以上。
所述的抗氧剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯或特丁基对苯二酚中的一种或一种以上。
所述的热稳定剂为亚磷酸酯类热稳定剂或受阻酚类热稳定剂中的一种或一种以上。
进一步地，所述的热稳定剂选自三芳基亚磷酸酯、三烷基亚磷酸酯、三烷基化芳基磷酸酯、烷基芳基磷酸酯、三硫带烷基酯、双亚磷酸酯、聚合型亚磷酸酯或季戊四醇酯中的一种或一种以上。
所述的阻燃剂选自硼酸锌、氟硼酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸镁、三氧化二锑、红磷、磷酸酯、聚磷酸铵、多聚磷酸铵、磷-氮系阻燃剂、硝酸铜、硝酸银、可膨胀石墨、层状双氢氧化物、三聚氰胺、双氰胺、胍盐及其衍生物或锡钼化合物中的一种或一种以上。
所述的抗静电剂选自阳离子型季铵盐、胺盐、烷基咪唑啉、阴离子型的磷酸盐、磺酸盐、非离子型的多元醇、多元醇脂、脂肪酸酯、烷基胺的环氧乙烷加聚物、两性型的季胺内盐、丙胺酸盐、炭黑或金属粉末中的一种或一种以上。
一种上述聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下具体步骤：
按上述配比称取各组分原料，将重量百分比为5%~80%耐热母料、重量百分比为5%~80%生物降解聚酯、重量百分比为5%~90%PLA在挤出机中进行原位反应挤出，得到高韧性的耐热PLA复合材料。
所述的挤出机为双螺杆挤出机，螺杆转速为50~200rpm，加工温度为100~230℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）使用生物降解单体或预聚物代替了传统的石油基的分散相，这样保证了复合材料的生物降解特性；
（2）利用生物降解预聚物或单体较好的流动性、反应活性以及原位改性的特点，很好地将耐热纳米材料分散在这些单体或者预聚物中；
（3）先制备母料，在母料中添加阻燃剂、抗静电剂、改性剂等，可以丰富母料的功能，进而制备出多功能复合材料；
（4）通过该制备方法制得的生物降解复合材料具有优良的力学性能跟耐热性能，拉伸强度可达30.4MPa~51.2MPa，断裂伸长率可达156%~400%，缺口冲击强度可达3.34KJ/m2~7.05KJ/m2，热变形温度可达74℃~91℃，维卡软化点可达110℃~140℃。
另外，针对上述现有技术的缺陷，本发明采用连续反应挤出法解决这些难题，首先在反应挤出机中，以耐热纳米材料、生物降解预聚物或单体为原料，通过反应挤出制备生物降解聚合物/纳米材料母料；再将母料、PLA和聚酯进行反应挤出，最后得到三元复配的高韧性的耐热PLA复合材料。利用纳米材料特殊的结构，获得分散性极好的生物降解聚合物/纳米材料母料，该母料与PLA和生物降解聚酯均有很好的相容性，可以同时有效改善PLA材料的韧性和耐热性能，使之获得比传统复合材料更优异的强度、韧性、热氧稳定性以及生物降解可调性。此法既能降低生产成本，提高产品的物理性能，又可以丰富复合材料的功能。
附图说明
图1是本发明实施例制备的聚乳酸复合材料的DSC曲线图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
下列实施例中，产品的各项测试标准分别为拉伸强度与断裂伸长率为ASTM D 882，缺口冲击强度为ASTM D 256，热变形温度（HDT）为ASTM D648，维卡软化点为ASTM D1525。
下列实施例中所使用的均是美国NatureWorks生产的牌号3001D的PLA。
实施例1
（1）制备耐热母料：
取16Kg PBAT预聚物（80wt%）、2Kg纳米材料有机改性蒙脱土（10wt%）、2g催化剂钛酸丁酯（0.01wt%）、10g改性剂异氰酸酯（0.05wt%）、2g抗氧剂丁基羟基茴香醚（0.01wt%）、1.986Kg抗静电剂烷基咪唑啉(9.93wt%)添加到挤出机中熔融挤出，温度为140℃，螺杆转速为100rpm，得到耐热母料1；
（2）制备PLA复合材料
取18Kg PLA（90wt%）、1Kg（5wt%）PBAT和1Kg耐热母料1（5wt%）加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为175℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
实施例2
（1）制备耐热母料：
取2Kg PBS预聚物(10wt%)、16Kg纳米材料有机改性蒙脱土(80wt%)、1Kg催化剂辛酸亚锡(5wt%)、600g改性剂异氰酸酯(3wt%)、380g热稳定剂三芳基亚磷酸酯(1.9wt%)、20g阻燃剂氢氧化镁(0.1wt%)添加到挤出机中熔融挤出，温度为140℃，螺杆转速为100rpm，得到耐热母料2；
（2）制备PLA复合材料
取9.4Kg PLA(47wt%)、3.8Kg生物降解聚酯PHA(19wt%)和6.8Kg耐热母料2(34wt%)加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为175℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
实施例3
（1）制备耐热母料：
取9.5Kg丙交酯(47.5wt%)、8Kg纳米材料炭黑(40wt%)、500g催化剂三氧化二铝(2.5wt%)、1Kg改性剂马来酸酐(5wt%)、500g热稳定剂三烷基亚磷酸酯(2.5wt%)、500g抗氧剂没食子酸丙酯(2.5wt%)添加到挤出机中熔融挤出，温度为140℃，螺杆转速为100rpm，得到耐热母料3；
（2）制备PLA复合材料
取10.4Kg PLA(52wt%)、3.8Kg PHA(19wt%)和5.8Kg耐热母料3(29wt%)加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为180℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
实施例4
（1）制备耐热母料：
取8Kg生物降解单体丁二酸(42.3wt%)、2Kg生物降解单体己二酸(10.6wt%)、8Kg纳米材料二氧化硅(42.3wt%)、200g催化剂乙酰丙酮铁(1.06wt%)、200g改性剂甲基丙烯酸缩水甘油酯(1.06wt%)、508g热稳定剂三硫带烷基酯(2.68wt%)添加到挤出机中熔融挤出，温度为140℃，螺杆转速为100rpm，得到耐热母料4；
（2）制备PLA复合材料
取10.4Kg PLA(52wt%)、3.8Kg生物降解聚酯PBS(19wt%)和5.8Kg耐热母料4(29wt%)加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为160℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
实施例5
（1）制备耐热母料：
取9Kg PCL预聚物(45wt%)、9Kg纳米材料玻璃微珠(45wt%)、200g催化剂四异丙氧基钛(1wt%)、300g改性剂异氰酸酯(1.5wt%)、500g抗氧剂二丁基羟基甲苯(2.5wt%)、1Kg阻燃剂三氧化二锑(5wt%)添加到挤出机中熔融挤出，温度为140℃，螺杆转速为100rpm，得到耐热母料5；
（2）制备PLA复合材料
取9.4Kg PLA(47wt%)、3.8Kg PBSA(19wt%)和6.8Kg耐热母料5(34wt%)加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为175℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
实施例6
（1）制备耐热母料：
取8Kg PBAT预聚物(40wt%)、7Kg纳米材料蒙脱土(35wt%)、1Kg改性剂异氰酸酯(5wt%)、500g抗氧剂丁基羟基茴香醚(2.5wt%)、500g热稳定剂季戊四醇酯(2.5wt%)、3Kg阻燃剂可膨胀石墨(15wt%)添加到挤出机中熔融挤出，温度为160℃，螺杆转速为100rpm，得到耐热母料6；
（2）制备PLA复合材料
取9.4Kg PLA(47wt%)、480g PVA(19wt%)和耐热680g母料6(34wt%)加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为175℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1，该复合材料的DSC曲线图，见图1。
由图1可知，本发明制得的PLA复合材料的DSC曲线只出现了一个熔融峰，说明该复合材料是一个结晶态的高聚物且只存在一个熔点，说明了各组分在连续反应挤出之后发生了聚合，获得了一个新的聚合物。
实施例7
（1）制备耐热母料：
取1Kg生物降解单体对苯二甲酸(5wt%)、1Kg生物降解单体丁二醇(5wt%)、1.5Kg纳米材料云母(7.5wt%)、200g催化剂氧化锑(1wt%)、200g改性剂环氧丙烯酸酯(1wt%)、100g抗氧剂没食子酸丙酯(0.5wt%)、16Kg阻燃剂多聚磷酸铵(80wt%)添加到挤出机中熔融挤出，温度为140℃，螺杆转速为100rpm，得到耐热母料7；
（2）制备PLA复合材料
取14.2Kg PLA（72wt%）、4.6Kg PCL(23wt%)和耐热1Kg母料7(5wt%)加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为175℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
实施例8
（1）制备耐热母料：
取5Kg生物降解单体己二酸(25wt%)、5Kg生物降解单体丙三醇(25wt%)、5.5Kg纳米材料石棉(27.5wt%)、1Kg催化剂丁氧基钛(5wt%)、1Kg改性剂马来酸酐(5wt%)、200g热稳定剂烷基芳基磷酸酯(1wt%)、2Kg阻燃剂氟硼酸盐(10wt%)、300g抗静电剂烷基咪唑啉(1.5wt%)添加到挤出机中熔融挤出，温度为140℃，螺杆转速为100rpm，得到耐热母料8；
（2）制备PLA复合材料
取1Kg PLA(5wt%)、16Kg PBS(80wt%)和3Kg耐热母料8(15wt%)加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为175℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
实施例9
（1）制备耐热母料：
取8Kg生物降解单体乳酸(40wt%)、8.6Kg纳米材料蒙脱土(43wt%)、200g催化剂乳酸锌(1wt%)、200g改性剂马来酸酐(1wt%)、1Kg热稳定剂季戊四醇酯(5wt%)、2Kg阻燃剂氢氧化镁(10wt%)添加到挤出机中熔融挤出，温度为180℃，螺杆转速为50rpm，得到耐热母料9；
（2）制备PLA复合材料
取14.4kg PLA(72wt%)、4.6kg PPC(23wt%)和1kg耐热母料9(5wt%)加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为175℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
实施例10
（1）制备耐热母料：
取12.83kg PBAT预聚物(64.15wt%)、6.37kg纳米材料纤维素(31.85wt%)、200g催化剂四异丙氧基钛(1wt%)、200g改性剂异氰酸酯(1wt%)、200g热稳定剂双亚磷酸酯(1wt%)、200g抗静电剂磺酸盐(1wt%)添加到挤出机中熔融挤出，温度为170℃，螺杆转速为200rpm，得到耐热母料10；
（2）制备PLA复合材料
取14.4kg PLA(72wt%)、4.6kg PUE(23wt%)和1kg耐热母料10(5wt%)加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为175℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
实施例11
（1）制备耐热母料：
取16kg PBAT预聚物(80wt%)、3.2kg有机改性蒙脱土（16wt%）、400g钛酸丁酯（2wt%）、400g异氰酸酯（2wt%）添加到挤出机中熔融挤出，温度为140℃，螺杆转速为100rpm，得到耐热母料11；
（2）制备PLA复合材料
取1kg PLA（5wt%）、3kg PBAT（15wt%）和16kg耐热母料13（80wt%）加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为100℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料。
实施例12
取1kg PLA(5wt%)、10kg PBAT(50wt%)和9kg耐热母料5(45wt%)加入挤出机中熔融挤出加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为175℃，螺杆转速为120rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
实施例13
取2kg PLA(10wt%)、16kg PBAT(80wt%)和2kg耐热母料6(10wt%)加入挤出机中熔融挤出加入挤出机中熔融挤出，挤出温度为230℃，螺杆转速为100rpm，得到高韧性的耐热PLA复合材料，其相关的热、力学性能详见表1。
将实施例1-13制得的PLA复合材料通过微型注塑机制得标准样条，注塑机注塑温度设为230℃，注塑压力设为5MPa。
表1
Figure BDA00002415723400091
由表1可知，通过先制得插层母料，然后再与PLA和生物降解聚酯三元复配制得的PLA复合材料在韧性、耐热性能方面都得到了很好的改善，并且同时复合材料的强度并没有较大的下降，得到的复合材料的拉伸强度可达30.4MPa~51.2MPa，断裂伸长率可达156%~400%，缺口冲击强度可达3.34KJ/m2~7.05KJ/m2，热变形温度可达74℃~91℃，维卡软化点可达110℃~140℃。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚乳酸复合材料，其特征在于：由包含以下重量百分比的组分制成：
聚乳酸              5%~90%，
生物降解聚酯        5%~80%，
耐热母料            5%~80%。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：所述的聚乳酸选自聚D-乳酸、聚L-乳酸或聚DL-乳酸中的一种或一种以上；
或所述的生物降解聚酯选自聚己内酯、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯与聚己二酸丁二醇酯共聚物、二氧化碳共聚聚合物、聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基脂肪酸酯或聚氨酯弹性体中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：所述的耐热母料由包含以下重量百分比的组分制成：
生物降解单体或预聚物            10%~80%，
纳米材料                        7.5%~80%，
催化剂                          0.01~5%，
改性剂                          0.05%~5%，
加工助剂                        0%~5%，
阻燃剂                          0%~80%，
抗静电剂                        0%~80%；
该耐热母料的制备方法包括如下步骤：将重量百分比为10%~80%生物降解预聚物或单体、重量百分比为7.5%~80%纳米材料、重量百分比为0.01~5%催化剂、重量百分比为0.05%~5%改性剂、重量百分比为0%~5%加工助剂、重量百分比为0%~80%阻燃剂和重量百分比为0%~80%抗静电剂，在挤出设备中同步进行原位聚合和母料的制备，得到耐热母料，其中挤出设备为双螺杆挤出机，螺杆转速为50~200rpm，加工温度100~230℃。
4.根据权利要求3所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：所述的加工助剂的重量百分比为0.01%~5%；
或所述的阻燃剂的重量百分比为0.1%~80%；
或所述的抗静电剂的重量百分比为0.1%~80%。
5.根据权利要求3所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：所述生物降解单体选自乳酸、丁二酸、己二酸、对苯二甲酸、丁二醇、丙三醇、季戊四醇、丙交酯、乙交酯或己内酯中的一种或一种以上；
或所述预聚物选自乳酸、丁二酸、己二酸、对苯二甲酸、丁二醇、丙三醇、季戊四醇、丙交酯、乙交酯或己内酯中的一种或一种以上的聚合物，其聚合度为50～5000；
或所述的耐热纳米材料选自硅酸盐类、二氧化硅类、氧化物类或金属粉类填充剂中的一种或一种以上，进一步优选有机改性蒙脱土、碳酸钙、硫酸钙、滑石粉、玻璃微珠、石棉、云母、二氧化硅、木粉、壳粉、凹凸棒土、黏土、炭黑、陶土、纤维素或金属粉中的一种或一种以上；
或所述的催化剂选自元素周期表中第Ⅰ到Ⅴ族的金属、金属盐、氢氧化物、氯化物、氧化物中的一种或一种以上，其中所述的金属选自锌、锡、铝、镁、锑、钛或锆中的一种或一种以上；所述催化剂优选为氧化锌、乳酸锌、硬脂酸锌、氯化亚锡、辛酸亚锡、四丁基锡、三氧化二铝、丁氧基钛、钛酸丁酯、钛酸异丙酯、四异丙氧基钛、氧化锑、氧化铁或乙酰丙酮铁中的一种或一种以上；
或所述的改性剂选自马来酸酐、异氰酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯类、环氧丙烯酸酯类或环氧大豆油类中的一种或一种以上。
6.根据权利要求3或4所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：所述的加工助剂选自抗氧剂或热稳定剂中得一种或一种以上。
7.根据权利要求6所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯或特丁基对苯二酚中的一种或一种以上；
或所述的热稳定剂为亚磷酸酯类热稳定剂或受阻酚类热稳定剂中的一种或一种以上；所述的热稳定剂进一步优选三芳基亚磷酸酯、三烷基亚磷酸酯、三烷基化芳基磷酸酯、烷基芳基磷酸酯、三硫带烷基酯、双亚磷酸酯、聚合型亚磷酸酯或季戊四醇酯中的一种或一种以上。
8.根据权利要求3或4所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：所述的阻燃剂选自硼酸锌、氟硼酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸镁、三氧化二锑、红磷、磷酸酯、聚磷酸铵、多聚磷酸铵、磷-氮系阻燃剂、硝酸铜、硝酸银、可膨胀石墨、层状双氢氧化物、三聚氰胺、双氰胺、胍盐及其衍生物或锡钼化合物中的一种或一种以上；
或所述的抗静电剂选自阳离子型季铵盐、胺盐、烷基咪唑啉、阴离子型的磷酸盐、磺酸盐、非离子型的多元醇、多元醇脂、脂肪酸酯、烷基胺的环氧乙烷加聚物、两性型的季胺内盐、丙胺酸盐、炭黑或金属粉末中的一种或一种以上。
9.一种上述权利要求1-8中任一所述的聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
按权利要求1所述的配比称取各组分原料，将重量百分比为5%~80%耐热母料、重量百分比为5%~80%生物降解聚酯、重量百分比为5%~90%聚乳酸在挤出机中进行原位反应挤出，得到高韧性的耐热聚乳酸复合材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的挤出机为双螺杆挤出机，螺杆转速为50~200rpm，加工温度为100~230℃。
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