CN107541023A

CN107541023A - 生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料及其成型品

Info

Publication number: CN107541023A
Application number: CN201610474739.5A
Authority: CN
Inventors: 张莉
Original assignee: Mitac Precision Technology Kunshan Ltd
Current assignee: Mitac Precision Technology Kunshan Ltd
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2018-01-05

Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料及其成型品。所述生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料包括聚乳酸树脂、软质可降解材料、润滑剂、抗氧剂及紫外线吸收剂。所述成型品为经所述生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料注塑成型后得到的成型品。本发明的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料及其成型品，通过在复合材料中添加软质可降解材料，增加成型品的韧性，而且在复合材料中添加紫外线吸收剂，能够使成型品具有优异的抗紫外线性能，另外使得成型品的邵氏硬度也能满足鞋材饰品的要求，因此该生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料能够替代传统的鞋材饰品材料。

Description

生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料及其成型品

【技术领域】

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料及其成型品。

【背景技术】

传统的鞋材制品使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、热塑性橡胶(TPR)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)等材料，但废料鞋材材料重新利用率低，掩埋后数十年仍不会腐化。另外在燃烧时，会释放出大量含苯的有毒气体，对环境造成很大的污染。因此，开发绿色环保的可降解材料是鞋材领域未来发展的趋势。

聚乳酸是一种对环境友好的绿色可分解材料，具有良好的机械性能、物理性能、加工性能。因此，聚乳酸应用前景广阔，具有取代传统石油基聚合物的潜力；而且由于聚乳酸刚性较好，材质脆，通过增韧改性可使其运用在鞋材领域。

由于鞋材制品会暴露在空气中，会受到日光的照射，黄变老化实需避免，特别是浅颜色制品。因此，聚乳酸鞋材制品抗紫外线性能亦是考虑的重点。

有鉴于此，实有必要开发一种生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，使其既能替代传统鞋材制品，亦对环境友好。

【发明内容】

因此，本发明的目的是提供一种生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料及其成型品，该聚乳酸复合材料具有优异的抗紫外线性能，能够替代传统的鞋材饰品材料，且对环境友好。

为了达到上述目的，本发明的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，按重量份数表示包括：

可选地，所述生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料还包括0.1-15重量份的增塑剂，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类、聚酯类、偏苯三酸酯类、多元醇酯类、烷基磺酸醋类中的至少一种。

可选地，在环境温度为210℃，负荷重量为2.16kg的条件下，所述聚乳酸树脂的熔融指数为6-80g/10min，所述聚乳酸树脂为L型聚乳酸。

可选地，所述软质可降解材料为聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯或聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯。

可选地，所述润滑剂为酯型流动改性剂、乙烯基双硬脂酰胺、低分子量聚乙烯蜡、芥酸酰胺、硬脂酸中的至少一种。

可选地，所述抗氧剂为季戊四醇酯、4.4‘二(α,α二甲基苄基二苯胺)、N-苯基－N′-异丙基－对苯二胺、氢化喹啉混合物、N，N′-二(1，4-二甲基戊基)-对苯二胺、N-苯基-N′-(对-甲苯磺酰基)-对苯二胺、三(2,6-二-叔对丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。

可选地，所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2-羟基-3,5双(α,α-二甲基苄基)苯基)苯骈三唑、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二特戊基苯基)苯骈三唑、2-(2′-羟基-4′-苯甲酸基苯基)-5氯-2H-苯并三唑、单苯甲酸间苯二酚酯、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯中的至少一种。

可选地，所述生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料还包括静电防止剂、抗菌剂、脱模剂及着色剂中的至少一种。

另外，本发明还提供一种生物可分解抗紫外线聚乳酸成型品，其为经所述生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料注塑成型后得到的成型品。

可选地，所述成型品为鞋材饰品。

相较于现有技术，本发明的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料及其成型品，通过在复合材料中添加软质可降解材料，增加成型品的韧性，而且在复合材料中添加紫外线吸收剂，能够使成型品具有优异的抗紫外线性能，另外使得成型品的邵氏硬度也能满足鞋材饰品的要求，因此该生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料能够替代传统的鞋材饰品材料，且对环境友好。

【具体实施方式】

本发明的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，按重量份数表示包括：

聚乳酸树脂5-50份，其中，在环境温度为210℃，负荷重量为2.16kg的条件下，所述聚乳酸树脂的熔融指数为6-80g/10min，此流动性的聚乳酸树脂物性较好，方便材料的加工，且所述聚乳酸树脂为L型聚乳乳酸。

软质可降解材料40-100份，其中软质可降解材料为聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA)或聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)，所述软质可降解材料为增加复合材料的韧性，使其可应用于鞋材饰品中。

润滑剂0.5-20份，所述润滑剂为酯型流动改性剂、乙烯基双硬脂酰胺、低分子量聚乙烯蜡、芥酸酰胺、硬脂酸中的至少一种，所述润滑剂不仅能够减小各组分内部之间的摩擦，在加工时还能够减小材料与机台之间的摩擦。

抗氧剂0.2-20份，所述抗氧剂可延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化并延长其使用寿命，于本发明中所述抗氧剂为季戊四醇酯、4.4‘二(α,α二甲基苄基二苯胺)、N-苯基－N′-异丙基－对苯二胺、氢化喹啉混合物、N，N′-二(1，4-二甲基戊基)-对苯二胺、N-苯基-N′-(对-甲苯磺酰基)-对苯二胺、三(2,6-二-叔对丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种，能够更好地抗氧化。

紫外线吸收剂0.5-15份，所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2-羟基-3,5双(α,α-二甲基苄基)苯基)苯骈三唑、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二特戊基苯基)苯骈三唑、2-(2′-羟基-4′-苯甲酸基苯基)-5氯-2H-苯并三唑、单苯甲酸间苯二酚酯、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯中的至少一种，所述紫外线吸收剂能够抗紫外线。

其中，为了使复合材料变得柔软，方便加工，所述生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料还包括0.1-15重量份的增塑剂，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类、聚酯类、偏苯三酸酯类、多元醇酯类、烷基磺酸醋类中的至少一种。

其中，在不影响本发明的效果范围内，为了得到其他功能性复合材料，所述生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料还可包括静电防止剂、抗菌剂、脱模剂及着色剂中的至少一种。

为了对本发明的目的、功效及技术手段有进一步的了解，现结合具体实施例说明如下。

实施例1

将润滑剂、抗氧剂及紫外线吸收剂按比例称重并搅拌预处理，然后置于高速混合机中做高速混合，取出备用；将混合后的粉体、聚乳酸树脂及软质可降解材料在挤出机中加工抽粒子；将粒子在80℃的条件下，在热风循环烘箱中干燥4小时；注塑成鞋材饰品测试其拉伸强度、伸长率、硬度和抗紫外线性能。

实施例2

将润滑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂及增塑剂按比例称重并搅拌预处理，然后置于高速混合机中做高速混合，取出备用；将混合后的粉体、聚乳酸树脂及软质可降解材料在挤出机中加工抽粒子；将粒子在80℃的条件下，在热风循环烘箱中干燥4小时；注塑成鞋材饰品测试其拉伸强度、伸长率、硬度和抗紫外线性能。

对比例1

对比例1为市售符合标准要求的热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)鞋材饰品。

将以上实施例1、2及对比例1进行测试，测试结果如表1所示：

表1：实施例及对比例测试结果

测试项目	对比例1	实施例1	实施例2
				拉伸强度(MPa)	18.8	20.2	21.4
伸长率(％)	408	444	428
				邵氏硬度(A)	94	95	94
紫外线(W/C)45℃/42H	3.5	3.5	3.5

通过表1可以得知：将实施例1、2与对比例1作比较，实施例中制得的成型品的拉伸强度及伸长率优于对比例1，且实施例1、2中制得的成型品的邵氏硬度和抗紫外线性能和对比例1相当，满足了鞋材饰品的性能要求。

因此本发明的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料满足了鞋材饰品的性能要求，能够替代传统的鞋材饰品材料，且对环境友好。

另外，本发明还提供一种生物可分解抗紫外线聚乳酸成型品，其为经所述生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料注塑成型后得到的成型品，所述成型品为鞋材饰品。

Claims

1.一种生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，其特征在于，按重量份数表示包括：

2.根据权利要求1所述的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，其特征在于，所述生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料还包括0.1-15重量份的增塑剂，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类、聚酯类、偏苯三酸酯类、多元醇酯类、烷基磺酸醋类中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，其特征在于，在环境温度为210℃，负荷重量为2.16kg的条件下，所述聚乳酸树脂的熔融指数为6-80g/10min，所述聚乳酸树脂为L型聚乳酸。

4.根据权利要求1所述的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，其特征在于，所述软质可降解材料为聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯或聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯。

5.根据权利要求1所述的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，其特征在于，所述润滑剂为酯型流动改性剂、乙烯基双硬脂酰胺、低分子量聚乙烯蜡、芥酸酰胺、硬脂酸中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为季戊四醇酯、4.4‘二(α,α二甲基苄基二苯胺)、N-苯基－N′-异丙基－对苯二胺、氢化喹啉混合物、N，N′-二(1，4-二甲基戊基)-对苯二胺、N-苯基-N′-(对-甲苯磺酰基)-对苯二胺、三(2,6-二-叔对丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，其特征在于，所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2-羟基-3,5双(α,α-二甲基苄基)苯基)苯骈三唑、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二特戊基苯基)苯骈三唑、2-(2′-羟基-4′-苯甲酸基苯基)-5氯-2H-苯并三唑、单苯甲酸间苯二酚酯、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料，其特征在于，所述生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料还包括静电防止剂、抗菌剂、脱模剂及着色剂中的至少一种。

9.一种生物可分解抗紫外线聚乳酸成型品，其特征在于，所述生物可分解抗紫外线聚乳酸成型品为权利要求1至8中任一项所述的生物可分解抗紫外线聚乳酸复合材料注塑成型后得到的成型品。

10.根据权利要求9所述的生物可分解抗紫外线聚乳酸成型品，其特征在于，所述成型品为鞋材饰品。