CN106543665A

CN106543665A - 一种高韧性、高流动性pla/pp合金的制备方法

Info

Publication number: CN106543665A
Application number: CN201510605551.5A
Authority: CN
Inventors: 崔晓禹; 刘刚; 林航
Original assignee: Heilongjiang Xinda Enterprise Group Co Ltd
Current assignee: Heilongjiang Xinda Enterprise Group Co Ltd
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2017-03-29

Abstract

本发明公开了一种高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金的制备方法，由下述组分按重量份组成：聚乳酸（PLA）树脂60～100份，聚丙烯（PP）树脂0～40份，相容剂0～20份，热稳定剂0～1份；将基体PLA树脂、PP树脂、相容剂和热稳定剂通过高速混合机混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出均匀的粒料，本发明材料易得，生产工艺简单，PP有耐冲击、高流动性、耐化学药品及易于加工成型等优点。但PLA 和通用PP树脂为不相容体系，两者共混体系的可加工性、物理机械性能很差，通过添加相容剂有效的改善了PLA的韧性以及基体本身粘度过大而导致其熔融指数较小等缺点，合金材料的简支梁缺口冲击强度由PLA原料的3kJ/m²增至34kJ/m²，通过合金的制备解决了PLA的脆性严重不足、基体流动性不佳等问题，进而的拓展了PLA在汽车、电子、居家装饰和建筑材料等诸多领域。

Description

一种高韧性、高流动性PLA/PP合金的制备方法

技术领域

本发明属于材料科学中的高分子复合材料领域，涉及一种利用PP树脂、相容剂备出高韧性PLA基合金的方法。根据本发明所制备的PLA/PP合金的制备方法，解决了传统PLA断裂伸长率低、韧性低且增韧组分在材料体系内分散型差的问题。本发明所涉及的方法操作简单、制备材料的性能可控性强，适用于实验室及企业产业化生产，本材料是一种高韧性PLA基合金材料。

背景技术

随着高分子材料的发展，石油基高分子材料在人类生活和工作中得到广泛的应用。但这些材料来源不可再生资源，而且在自然环境中难以降解，造成生态环境恶化和资源紧缺，不符合人类可持续发展的战略，给人类带来危害。近年来，来源于可再生资源的可为生物降解材料引起人们广泛的注意。

PLA是唯一以生物资源为原料，通过化学合成方法的可降解的线性脂肪族聚酯，它来源于可再生资源，具有良好的生物相容性、降解性，较高的拉伸强度和压缩模量，因此PLA被认为是石油基塑料的代替品：将其应用于通用塑料领域，对于减小环境污染、节省石油资源以及减轻地球温室效应方面具有十分重要的意义。石油资源短缺及环境污染严重促进了非石油基绿色可降解高聚物的发展与应用。PLA是一种集生物降解性、生物可吸收性于一体的绿色热塑性聚酯，具有较好的力学强度、弹性模量和热成型性，降解产物能渗入人体代谢，广泛应用于医疗、药学、农业、包装业、服务行业等领域，被认为是迄今为止最有市场潜力的可降解聚合物。然而，与其他高分子材料相同，冲击强度较低限制了PLA在航空。电子、汽车等领域的应用，为此开发具有较高韧性的绿色环保PLA显得尤为迫切。

发明内容

本发明的目的是为解决PLA力学性能较差、基体流动性差而提供的一种增韧改性方法，实现本发明目的技术解决方案为：高韧性、高流动PLA/PP合金制备方法，将PLA树脂、PP、相容剂和热稳定剂真空干燥并按比列混合，使干燥后的共混物的基体含水率低于50ppm，然后采用熔融挤出的方法将共混物注塑成标准样件，其特征在于基体PLA的熔点在150～200℃之间，熔融挤出温度180～205℃。

一种高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金组分和重量组分数配比为： PLA树脂60～100份， PP树脂0～40份，相容剂0～20份，热稳定剂0～4份。

所述的PLA选取自PLA树脂基体的分子量选取为12×10⁶，占总体质量的60～100%。

所述的PP选取自PP选取SKBH3820、SKBH3520 、PPZA191中的一种或几种，添加量为总质量的0～20%。

所述的相容剂选取自相容剂选取自PP-g-GMA、E-MA-GMA 、POE-g-GMA的一种或几种，占总体质量的0～10%。

所诉的热稳定剂，选取自四[3-(3，5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯以及双（2，4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯的一种或几种，占总体添加量的0～4%。

具体实施方式

实施例一

称取PLA 70份

PP(BH3820) 30份

按配比将PLA、PP、相容剂、热稳定剂50～100℃真空干燥5～24h，通过高速混合机混合3～5分钟，将混合好的物料由料斗加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却干燥、造粒、均化，其中料筒温度设为：前段180℃，中段190℃，后段200℃，螺杆长径比35，机头温度195℃，螺杆转速280rmp/min。

拉伸强度75.2MPa、断裂伸长率15.2%、缺口冲击强度5.5KJ/m²、熔融指数30 g/10min。

实施例二

称取PLA 70份

PP(BH3820) 30份

PP-g-GMA 10 份

四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇 0.5份

工艺条件如实施例一

拉伸强度65.6MPa、断裂伸长率20.4%、缺口冲击强度6.4KJ/m²、熔融指数25 g/10min。

实施例三

称取PLA 70份

PP(BH3820) 30份

E-MA-GMA 10 份

四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇 0.5份

工艺条件如实施例一

拉伸强度56.2MPa、断裂伸长率23%、缺口冲击强度10.3KJ/m²、熔融指数23 g/10min。

实施例四

称取PLA 70份

PP(BH3820) 30份

POE-g-GMA 10 份

四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇 0.5份

工艺条件如实施例一

拉伸强度45.2MPa、断裂伸长率40.3%、缺口冲击强度34.2KJ/m²、熔融指数20 g/10min。

实施例五

称取PLA 70份

PP(BH3820) 30份

POE-g-GMA 20 份

四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇 0.5份

工艺条件如实施例一

拉伸强度42.1MPa、断裂伸长率50.2%、缺口冲击强度43.2KJ/m²、熔融指数18 g/10min。

实施例六

称取PLA 70份

PP(BH3820) 30份

POE-g-GMA 25份

四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇 0.5份

工艺条件如实施例一

拉伸强度34.5MPa、断裂伸长率62.1%、缺口冲击强度45.4KJ/m²、熔融指数12 g/10min。

实施例七

称取PLA 70份

PP(BH3820) 30份

POE-g-GMA 30份

四[3-(3,5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇 0.5份

工艺条件如实施例一

拉伸强度34.3MPa、断裂伸长率73.1%、缺口冲击强度55.3KJ/m²、熔融指数5 g/10min。

Claims

1.一种高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金的制备方法，是通过添加PP、相容剂、增韧剂、热稳定剂与聚乳酸共混，更好的解决了PLA合金改性的断裂伸长率低，材料基体力学性能差等难题。

2.根据权利要求1所述的高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金，其PLA树脂基体的分子量选取为12×10⁶。

3.根据权利要求1所述的高韧性、高流动性聚乳酸/聚丙烯合金，PP选取SKBH3820、SKBH3520、PPZA191中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述高韧性聚乳酸/聚丙烯合金，相容剂选取自PP-g-GMA、E-MA-GMA 、POE-g-GMA的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的高韧性聚乳酸/聚丙烯合金，热稳定剂，选取自四[3-(3，5-二叔丁基)丙酸]季戊四醇、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯以及双（2，4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯的一种或几种。

6. 根据权利要求1所述的高韧性聚乳酸/聚丙烯合金，其特征在与包括以下步骤：按配比将聚乳酸、PP、相容剂以及热稳定剂50～100℃真空干燥5～24h，通过高速混合机混合3～5分钟，然后通过双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的温度设置为一区：170～180℃，二区：175～185℃，三区：180～190℃，四区：180～200℃，五区：185～195℃，六区：190～200℃，七区：195～205℃，八区：200～210℃，九区：200～210℃，十区：200～210℃，机头：195～205℃，主机转速150～350rpm，辅机转速7～15rmp。