CN105176022A - 一种聚乳酸增韧改性塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚乳酸增韧改性塑料及其制备方法，原料为：PLA、PBAT、PEG、硬脂酸钙、硬脂酸、ACR、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯；产品横向收缩率1.1-1.5%，纵向收缩率1.2-1.6%，收缩比1.3-1.7，维卡软化点120-140℃；拉伸强度75-95MPa，冲击强度85-105kJ/m²，断裂伸长率300-500%；摩擦系数0.15-0.35，弯曲强度75-95MPa。

Description

一种聚乳酸增韧改性塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种聚乳酸增韧改性塑料及其制备方法。

背景技术

塑料粒子，是塑料颗粒的俗称，是塑料以半成品形态进行储存、运输和加工成型的原料。塑料是一类高分子材料，以石油为原料可以制得硬脂酸钙、丙烯、氯硬脂酸钙、苯硬脂酸钙等，这些物质的分子在一定条件下能相互反应生成分子量很大的化合物，即高分子。

聚丙烯最突出的性质是多面性，它能适合于许多加工方法和用途。它的价值和多面性主要来自与优良的耐化学品性能、在宗的热塑性塑料中中最低的密度和最高的熔点、适中的成本。

塑料是石油的衍生物，塑料的市场价格取决于市场的供需平衡。中国的塑料市场有塑料正牌料，副牌料，再生塑料构成，国际的市场变化对国内影响不是很大，很多低廉的废塑料从国外进口过来，延缓了国际原油价格变动对我国市场的影响。不过国际油价的涨跌肯定有影响的，废塑料价格也在涨跌。

我们通常使用的塑料就是由上述四种高分子组成的材料。从上世纪六十年代始，塑料进入广泛实用阶段，由于塑料具有很多优点：它取材容易，价格低廉、加工方便，质地轻巧，因此塑料一问世，便深受世界欢迎，它迅速渗入到社会生活的方方面面，塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等，塑料被列为20世纪最伟大的发明之一、塑料的普及被誉为白色革命。随着塑料产量不断增大，成本越来越低，我们用过的大量农用薄膜，包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被抛弃在环境中、给景观和环境带来很大破坏。由于塑料包装物大多呈白色，它们造成的环境污染被称为白色污染。

单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基，多个乳酸分子在一起，-OH与别的分子的-COOH脱水缩合，-COOH与别的分子的-OH脱水缩合，就这样，它们手拉手形成了聚合物，叫做聚乳酸。聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。

聚乳酸的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，光华伟业开发的聚乳酸（PLA）还具有一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，主要用于服装（内衣、外衣）、产业（建筑、农业、林业、造纸）和医疗卫生等领域。

聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。关爱地球，你我有责。世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃，普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中，而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应。

发明内容

本发明提供一种拉伸强度高、弯曲强度高、冲击强度高且断裂伸长率高的聚乳酸增韧改性塑料及其制备方法，解决现有塑料粒子拉伸强度低和弯曲强度低等技术问题。

本发明采用以下技术方案：一种聚乳酸增韧改性塑料，其原料按质量份数配比如下：PLA100份，PBAT10-30份，PEG0.5-2.5份，硬脂酸钙1-5份，硬脂酸0.5-2.5份，ACR15-35份，PBT20-40份，PC20-40份，环氧丙烷为40-60份，柠檬酸三丁酯为13-17份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述聚乳酸增韧改性塑料的原料按质量份数配比如下：PLA100份，PBAT15份，PEG1份，硬脂酸钙2份，硬脂酸1份，ACR20份，PBT25份，PC25份，环氧丙烷为45份，柠檬酸三丁酯为14份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述聚乳酸增韧改性塑料的原料按质量份数配比如下：PLA100份，PBAT25份，PEG2份，硬脂酸钙4份，硬脂酸2份，ACR30份，PBT35份，PC35份，环氧丙烷为55份，柠檬酸三丁酯为16份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述聚乳酸增韧改性塑料的原料按质量份数配比如下：PLA100份，PBAT20份，PEG1.5份，硬脂酸钙3份，硬脂酸1.5份，ACR25份，PBT30份，PC30份，环氧丙烷为50份，柠檬酸三丁酯为15份。

一种制备所述的聚乳酸增韧改性塑料的方法，步骤为：

第一步：按照质量份数配比称取PLA、PBAT、PEG、硬脂酸钙、硬脂酸、ACR、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯；

第二步：将PBAT和PC投入反应釜中混合35-75min，加入PLA、PEG、硬脂酸钙和ACR，升温至90-110℃，以180-240r/min速度混合70-90min；

第三步：加入硬脂酸、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至200-240℃下挤出造粒。

有益效果

本发明所述一种聚乳酸增韧改性塑料及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品横向收缩率1.1-1.5%，纵向收缩率1.2-1.6%，收缩比1.3-1.7，维卡软化点120-140℃；2、拉伸强度75-95MPa，冲击强度85-105kJ/m²，断裂伸长率300-500%；3、摩擦系数0.15-0.35，弯曲强度75-95MPa，制备方法简单，原料简单易得，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

以下结合实例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

实施例1：

第一步：按照质量份数配比称取PLA100份，PBAT10份，PEG0.5份，硬脂酸钙1份，硬脂酸0.5份，ACR15份，PBT20份，PC20份，环氧丙烷为40份，柠檬酸三丁酯为13份。

第二步：将PBAT和PC投入反应釜中混合35min，加入PLA、PEG、硬脂酸钙和ACR，升温至90℃，以180r/min速度混合70min。

第三步：加入硬脂酸、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至200℃下挤出造粒。

产品横向收缩率1.1%，纵向收缩率1.2%，收缩比1.3，维卡软化点120℃；拉伸强度75MPa，冲击强度85kJ/m²，断裂伸长率300%；摩擦系数0.35，弯曲强度75MPa。

实施例2：

第一步：按照质量份数配比称取PLA100份，PBAT30份，PEG2.5份，硬脂酸钙5份，硬脂酸2.5份，ACR35份，PBT40份，PC40份，环氧丙烷为60份，柠檬酸三丁酯为17份。

第二步：将PBAT和PC投入反应釜中混合75min，加入PLA、PEG、硬脂酸钙和ACR，升温至110℃，以240r/min速度混合90min。

第三步：加入硬脂酸、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至240℃下挤出造粒。

产品横向收缩率1.2%，纵向收缩率1.3%，收缩比1.4，维卡软化点125℃；拉伸强度80MPa，冲击强度90kJ/m²，断裂伸长率350%；摩擦系数0.2，弯曲强度80MPa。

实施例3：

第一步：按照质量份数配比称取PLA100份，PBAT15份，PEG1份，硬脂酸钙2份，硬脂酸1份，ACR20份，PBT25份，PC25份，环氧丙烷为45份，柠檬酸三丁酯为14份。

第二步：将PBAT和PC投入反应釜中混合35min，加入PLA、PEG、硬脂酸钙和ACR，升温至90℃，以180r/min速度混合70min。

第三步：加入硬脂酸、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至200℃下挤出造粒。

产品横向收缩率1.3%，纵向收缩率1.4%，收缩比1.5，维卡软化点130℃；拉伸强度85MPa，冲击强度95kJ/m²，断裂伸长率400%；摩擦系数0.25，弯曲强度85MPa。

实施例4：

第一步：按照质量份数配比称取PLA100份，PBAT25份，PEG2份，硬脂酸钙4份，硬脂酸2份，ACR30份，PBT35份，PC35份，环氧丙烷为55份，柠檬酸三丁酯为16份。

第二步：将PBAT和PC投入反应釜中混合75min，加入PLA、PEG、硬脂酸钙和ACR，升温至110℃，以240r/min速度混合90min。

第三步：加入硬脂酸、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至240℃下挤出造粒。

产品横向收缩率1.4%，纵向收缩率1.5%，收缩比1.6，维卡软化点135℃；拉伸强度90MPa，冲击强度100kJ/m²，断裂伸长率450%；摩擦系数0.3，弯曲强度90MPa。

实施例5：

第一步：按照质量份数配比称取PLA100份，PBAT20份，PEG1.5份，硬脂酸钙3份，硬脂酸1.5份，ACR25份，PBT30份，PC30份，环氧丙烷为50份，柠檬酸三丁酯为15份。

第二步：将PBAT和PC投入反应釜中混合55min，加入PLA、PEG、硬脂酸钙和ACR，升温至100℃，以220r/min速度混合80min。

第三步：加入硬脂酸、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至220℃下挤出造粒。

产品横向收缩率1.5%，纵向收缩率1.6%，收缩比1.7，维卡软化点140℃；拉伸强度95MPa，冲击强度105kJ/m²，断裂伸长率500%；摩擦系数0.15，弯曲强度95MPa。

Claims (5)

1.一种聚乳酸增韧改性塑料，其特征在于，所述聚乳酸增韧改性塑料的原料按质量份数配比如下：PLA100份，PBAT10-30份，PEG0.5-2.5份，硬脂酸钙1-5份，硬脂酸0.5-2.5份，ACR15-35份，PBT20-40份，PC20-40份，环氧丙烷为40-60份，柠檬酸三丁酯为13-17份。

2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸增韧改性塑料，其特征在于，所述聚乳酸增韧改性塑料的原料按质量份数配比如下：PLA100份，PBAT15份，PEG1份，硬脂酸钙2份，硬脂酸1份，ACR20份，PBT25份，PC25份，环氧丙烷为45份，柠檬酸三丁酯为14份。

3.根据权利要求1所述的一种聚乳酸增韧改性塑料，其特征在于，所述聚乳酸增韧改性塑料的原料按质量份数配比如下：PLA100份，PBAT25份，PEG2份，硬脂酸钙4份，硬脂酸2份，ACR30份，PBT35份，PC35份，环氧丙烷为55份，柠檬酸三丁酯为16份。

4.根据权利要求1所述的一种聚乳酸增韧改性塑料，其特征在于：所述聚乳酸增韧改性塑料的原料按质量份数配比如下：PLA100份，PBAT20份，PEG1.5份，硬脂酸钙3份，硬脂酸1.5份，ACR25份，PBT30份，PC30份，环氧丙烷为50份，柠檬酸三丁酯为15份。

5.一种制作权利要求1所述的聚乳酸增韧改性塑料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照质量份数配比称取PLA、PBAT、PEG、硬脂酸钙、硬脂酸、ACR、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯；

第二步：将PBAT和PC投入反应釜中混合35-75min，加入PLA、PEG、硬脂酸钙和ACR，升温至90-110℃，以180-240r/min速度混合70-90min；

第三步：加入硬脂酸、PBT、PC、环氧丙烷和柠檬酸三丁酯，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至200-240℃下挤出造粒。