CN111320832A - 一种全生物降解增韧注塑母粒及加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及注塑母粒领域，具体涉及一种全生物降解增韧注塑母粒及加工工艺。本发明公开了一种全生物降解增韧注塑母粒，由以下重量份的原料制得：改性聚乳酸100份，坡缕石改性物3～15份，蝉壳1～10份，聚丁二酸丁二醇酯5～10份，滑石粉1～3份。本发明解决了现有的聚乳酸注塑母粒质硬而韧性较差，缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形，已经不能满足生产需求的问题。本发明的加工工艺过程简单可控，成本低，且无论从原材料、加工工艺或者最终得到的产品都不会对环境造成污染，真正做到了安全、绿色环保，非常符合可持续发展理念。

Description

一种全生物降解增韧注塑母粒及加工工艺
技术领域
本发明涉及注塑母粒领域，具体涉及一种全生物降解增韧注塑母粒及加工工艺。
背景技术
塑料及其制品在各种行业中得到广泛的应用，为了改善塑料的性能，需要在塑料中加入各种母粒，因此用于注塑增强改性的功能增韧母粒是一种重要的化工添加剂。
在我国逐渐提倡绿色环保的背景下，聚乳酸因是可生物降解的材料而被大量应用，目前，市面上由聚乳酸制备成的母粒应用非常广泛，但是聚乳酸母粒在使用过程中自身强度不高、脆性、阻透性差、耐热性差等，具有较高的拉伸强度、压缩模量，但质硬而韧性较差，缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形，已经不能满足生产需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种全生物降解增韧注塑母粒，由以下重量份的原料制得：
改性聚乳酸100份，坡缕石改性物3～15份，蝉壳1～10份，聚丁二酸丁二醇酯5～10份，滑石粉1～3份；
所述改性聚乳酸为丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯对聚乳酸改性得到；
所述坡缕石改性物为坡缕石经过纯化和改性得到。
优选地，一种全生物降解增韧注塑母粒，由以下重量份的原料制得：
改性聚乳酸100份，坡缕石改性物8～10份，蝉壳3～6份，聚丁二酸丁二醇酯6～8份，滑石粉1～3份。
优选地，所述坡缕石经过纯化的步骤为：称取取粒径为50～100μm的坡缕石粉末，加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，超声1～2h，过滤取固体物，烘干，得到坡缕石纯化物；
其中，所述坡缕石粉末与乙醇溶液的固液比为1：30～50。
优选地，所述坡缕石经过改性的步骤为：
(1)初步改性：将所述坡缕石粉末纯化物再次均匀分散至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，在室温下搅拌10～15h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石初步改性物；
其中，所述坡缕石粉末纯化物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；
(2)二次改性：称取γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水混合，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，搅拌0.5～1h，得到混合液A；
称取所述坡缕石初步改性物加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到混合液B；
将所述混合液A缓慢加入至所述混合液B中，先超声分散0.5～1h，再升温至50～70℃，搅拌反应2～4h，过滤去固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石改性物；
其中，γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水的质量比为0.5～1：100；所述坡缕石初步改性物与乙醇溶液的固液比为1：50～100。
优选地，所述改性聚乳酸的制备步骤为：
S1.称取丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，得到混合液C；称取聚乳酸粉末加入至搅拌机中开启搅拌，之后将所述混合液C逐滴加入至搅拌机中搅拌均匀，再加入至双螺杆挤出机内，启动加热功能，熔融、挤出、冷却、切粒，得到改性聚乳酸粗料；其中，区间加热温度设置为150～200℃；
其中，丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯的质量比为1：1：0.05～0.1；聚乳酸粉末与所述混合液C的质量比为100：2～5；
S2.将所述改性聚乳酸粗料加入至氯仿中，搅拌至溶解，然后边搅拌边加入乙醇，直至沉淀不再增加为止，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到改性聚乳酸；
其中，所述改性聚乳酸粗料与氯仿的固液比为1：30～60。
本发明的另外一个目的是提供一种全生物降解增韧注塑母粒的加工工艺，所述加工工艺步骤为：
(1)原料的准备：按量称取所述坡缕石改性物均匀分散于质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到坡缕石改性物混合液；取蝉壳洗净，置于70℃条件下干燥15～18h，研磨至粉末状，得到蝉壳粉；其余原料按量称取后，在70～80℃下烘2～5小时，水分含量控制在0.1％以下；
其中，所述坡缕石改性物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；所述蝉壳粉的粒径为5～10μm；
(2)原料共混：取所述改性聚乳酸加入至搅拌机中开启搅拌，先将所述坡缕石改性物混合液逐滴加入至搅拌机中，再加入聚丁二酸丁二醇酯，最后加入所述蝉壳粉、滑石粉，在2000～3000rpm转速下启动搅拌，搅拌至均匀，得到原料共混物；
(3)熔融：将所述原料共混物移至双螺杆挤出机内，启动挤出机加热功能，熔融共混，得到母粒初产物，其中，挤出机一区到六区的加热温度都控制在150～200℃，加热时间为0.5～1.5h；
(4)挤出、冷却、切粒：开启挤出机主机，将所述母粒初产物挤出、冷却、切粒，即得到全生物降解增韧注塑母粒。
本发明的有益效果为：
1、本发明的加工工艺过程简单可控，成本低，且无论从原材料、加工工艺或者最终得到的产品都不会对环境造成污染，真正做到了安全、绿色环保，非常符合可持续发展理念。
2、本发明所制备的全生物降解增韧注塑母粒中主原料使用的是聚乳酸，虽然聚乳酸具有可生物降解性、生物相容性、良好的机械性能和可加工性等，然而，聚乳酸性脆，热稳定性差，因此，本发明通过添加坡缕石对其韧性进行改进。由于坡缕石粉末因团聚体和颗粒状杂质的存在，在聚乳酸中分散性较差。因此，本发明进一步利用乙醇溶液纯化和通过温和NaOH溶液表面处理，得到表面羟基化丰富的坡缕石，从而提高坡缕石的分散性。此外，本发明在母粒的制备过程中添加了蝉壳粉，蝉壳粉均匀分散于母粒中，提升了母粒的在高温下的耐性变性。
3.本发明所用的改性聚乳酸是在过氧化苯甲酸叔丁酯引发下经过丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯聚合改性得到的。改性后的聚乳酸能够更易与坡缕石改性物相融合接枝，且改性后的聚乳酸因相比较未改性增强了耐高温性，之后坡缕石改性物通过熔融共混接枝于改性聚乳酸上，经共单体接枝后，初始储能模量略大于聚乳酸，这是由于经接枝后的改性聚乳酸相比聚乳酸具有更高的相对分子量导致，因此致使得到的母粒具有较强的机械强度以及韧性。
4.本发明的全生物基降解增韧注塑母粒以聚乳酸作为基料，对聚乳酸进行改性和接枝从而进行增韧，最终得到的母粒具有强度高，物理性能优，使用寿命长等优点，且其热变形温度高，受热不易变形；又因母粒的原料使用的是全生物基材料，使用安全，且对环境友好，具有良好的生物可降解性。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种全生物降解增韧注塑母粒，由以下重量份的原料制得：
改性聚乳酸100份，坡缕石改性物10份，蝉壳6份，聚丁二酸丁二醇酯8份，滑石粉2份。
改性聚乳酸为丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯对聚乳酸改性得到；
坡缕石改性物为坡缕石经过纯化和改性得到。
坡缕石经过纯化的步骤为：称取取粒径为50～100μm的坡缕石粉末，加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，超声1～2h，过滤取固体物，烘干，得到坡缕石纯化物；
其中，坡缕石粉末与乙醇溶液的固液比为1：30～50。
坡缕石经过改性的步骤为：
(1)初步改性：将坡缕石粉末纯化物再次均匀分散至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，在室温下搅拌10～15h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石初步改性物；
其中，坡缕石粉末纯化物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；
(2)二次改性：称取γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水混合，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，搅拌0.5～1h，得到混合液A；
称取坡缕石初步改性物加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到混合液B；
将混合液A缓慢加入至混合液B中，先超声分散0.5～1h，再升温至50～70℃，搅拌反应2～4h，过滤去固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石改性物；
其中，γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水的质量比为0.5～1：100；坡缕石初步改性物与乙醇溶液的固液比为1：50～100。
改性聚乳酸的制备步骤为：
S1.称取丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，得到混合液C；称取聚乳酸粉末加入至搅拌机中开启搅拌，之后将混合液C逐滴加入至搅拌机中搅拌均匀，再加入至双螺杆挤出机内，启动加热功能，熔融、挤出、冷却、切粒，得到改性聚乳酸粗料；其中，区间加热温度设置为150～200℃；
其中，丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯的质量比为1：1：0.05～0.1；聚乳酸粉末与混合液C的质量比为100：2～5；
S2.将改性聚乳酸粗料加入至氯仿中，搅拌至溶解，然后边搅拌边加入乙醇，直至沉淀不再增加为止，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到改性聚乳酸；
其中，改性聚乳酸粗料与氯仿的固液比为1：30～60。
本发明的另外一个目的是提供一种全生物降解增韧注塑母粒的加工工艺，加工工艺步骤为：
(1)原料的准备：按量称取坡缕石改性物均匀分散于质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到坡缕石改性物混合液；取蝉壳洗净，置于70℃条件下干燥15～18h，研磨至粉末状，得到蝉壳粉；其余原料按量称取后，在70～80℃下烘2～5小时，水分含量控制在0.1％以下；
其中，坡缕石改性物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；蝉壳粉的粒径为5～10μm；
(2)原料共混：取改性聚乳酸加入至搅拌机中开启搅拌，先将坡缕石改性物混合液逐滴加入至搅拌机中，再加入聚丁二酸丁二醇酯，最后加入蝉壳粉、滑石粉，在2000～3000rpm转速下启动搅拌，搅拌至均匀，得到原料共混物；
(3)熔融：将原料共混物移至双螺杆挤出机内，启动挤出机加热功能，熔融共混，得到母粒初产物，其中，挤出机一区到六区的加热温度都控制在150～200℃，加热时间为0.5～1.5h；
(4)挤出、冷却、切粒：开启挤出机主机，将母粒初产物挤出、冷却、切粒，即得到全生物降解增韧注塑母粒。
实施例2
一种全生物降解增韧注塑母粒，由以下重量份的原料制得：
改性聚乳酸100份，坡缕石改性物3份，蝉壳1份，聚丁二酸丁二醇酯5份，滑石粉1份；
改性聚乳酸为丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯对聚乳酸改性得到；
坡缕石改性物为坡缕石经过纯化和改性得到。
坡缕石经过纯化的步骤为：称取取粒径为50～100μm的坡缕石粉末，加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，超声1～2h，过滤取固体物，烘干，得到坡缕石纯化物；
其中，坡缕石粉末与乙醇溶液的固液比为1：30～50。
坡缕石经过改性的步骤为：
(1)初步改性：将坡缕石粉末纯化物再次均匀分散至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，在室温下搅拌10～15h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石初步改性物；
其中，坡缕石粉末纯化物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；
(2)二次改性：称取γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水混合，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，搅拌0.5～1h，得到混合液A；
称取坡缕石初步改性物加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到混合液B；
将混合液A缓慢加入至混合液B中，先超声分散0.5～1h，再升温至50～70℃，搅拌反应2～4h，过滤去固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石改性物；
其中，γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水的质量比为0.5～1：100；坡缕石初步改性物与乙醇溶液的固液比为1：50～100。
改性聚乳酸的制备步骤为：
S1.称取丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，得到混合液C；称取聚乳酸粉末加入至搅拌机中开启搅拌，之后将混合液C逐滴加入至搅拌机中搅拌均匀，再加入至双螺杆挤出机内，启动加热功能，熔融、挤出、冷却、切粒，得到改性聚乳酸粗料；其中，区间加热温度设置为150～200℃；
其中，丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯的质量比为1：1：0.05～0.1；聚乳酸粉末与混合液C的质量比为100：2～5；
S2.将改性聚乳酸粗料加入至氯仿中，搅拌至溶解，然后边搅拌边加入乙醇，直至沉淀不再增加为止，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到改性聚乳酸；
其中，改性聚乳酸粗料与氯仿的固液比为1：30～60。
本发明的另外一个目的是提供一种全生物降解增韧注塑母粒的加工工艺，加工工艺步骤为：
(1)原料的准备：按量称取坡缕石改性物均匀分散于质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到坡缕石改性物混合液；取蝉壳洗净，置于70℃条件下干燥15～18h，研磨至粉末状，得到蝉壳粉；其余原料按量称取后，在70～80℃下烘2～5小时，水分含量控制在0.1％以下；
其中，坡缕石改性物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；蝉壳粉的粒径为5～10μm；
(2)原料共混：取改性聚乳酸加入至搅拌机中开启搅拌，先将坡缕石改性物混合液逐滴加入至搅拌机中，再加入聚丁二酸丁二醇酯，最后加入蝉壳粉、滑石粉，在2000～3000rpm转速下启动搅拌，搅拌至均匀，得到原料共混物；
(3)熔融：将原料共混物移至双螺杆挤出机内，启动挤出机加热功能，熔融共混，得到母粒初产物，其中，挤出机一区到六区的加热温度都控制在150～200℃，加热时间为0.5～1.5h；
(4)挤出、冷却、切粒：开启挤出机主机，将母粒初产物挤出、冷却、切粒，即得到全生物降解增韧注塑母粒。
实施例3
一种全生物降解增韧注塑母粒，由以下重量份的原料制得：
改性聚乳酸100份，坡缕石改性物15份，蝉壳10份，聚丁二酸丁二醇酯10份，滑石粉3份；
改性聚乳酸为丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯对聚乳酸改性得到；
坡缕石改性物为坡缕石经过纯化和改性得到。
坡缕石经过纯化的步骤为：称取取粒径为50～100μm的坡缕石粉末，加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，超声1～2h，过滤取固体物，烘干，得到坡缕石纯化物；
其中，坡缕石粉末与乙醇溶液的固液比为1：30～50。
坡缕石经过改性的步骤为：
(1)初步改性：将坡缕石粉末纯化物再次均匀分散至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，在室温下搅拌10～15h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石初步改性物；
其中，坡缕石粉末纯化物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；
(2)二次改性：称取γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水混合，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，搅拌0.5～1h，得到混合液A；
称取坡缕石初步改性物加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到混合液B；
将混合液A缓慢加入至混合液B中，先超声分散0.5～1h，再升温至50～70℃，搅拌反应2～4h，过滤去固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石改性物；
其中，γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水的质量比为0.5～1：100；坡缕石初步改性物与乙醇溶液的固液比为1：50～100。
改性聚乳酸的制备步骤为：
S1.称取丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，得到混合液C；称取聚乳酸粉末加入至搅拌机中开启搅拌，之后将混合液C逐滴加入至搅拌机中搅拌均匀，再加入至双螺杆挤出机内，启动加热功能，熔融、挤出、冷却、切粒，得到改性聚乳酸粗料；其中，区间加热温度设置为150～200℃；
其中，丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯的质量比为1：1：0.05～0.1；聚乳酸粉末与混合液C的质量比为100：2～5；
S2.将改性聚乳酸粗料加入至氯仿中，搅拌至溶解，然后边搅拌边加入乙醇，直至沉淀不再增加为止，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到改性聚乳酸；
其中，改性聚乳酸粗料与氯仿的固液比为1：30～60。
本发明的另外一个目的是提供一种全生物降解增韧注塑母粒的加工工艺，加工工艺步骤为：
(1)原料的准备：按量称取坡缕石改性物均匀分散于质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到坡缕石改性物混合液；取蝉壳洗净，置于70℃条件下干燥15～18h，研磨至粉末状，得到蝉壳粉；其余原料按量称取后，在70～80℃下烘2～5小时，水分含量控制在0.1％以下；
其中，坡缕石改性物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；蝉壳粉的粒径为5～10μm；
(2)原料共混：取改性聚乳酸加入至搅拌机中开启搅拌，先将坡缕石改性物混合液逐滴加入至搅拌机中，再加入聚丁二酸丁二醇酯，最后加入蝉壳粉、滑石粉，在2000～3000rpm转速下启动搅拌，搅拌至均匀，得到原料共混物；
(3)熔融：将原料共混物移至双螺杆挤出机内，启动挤出机加热功能，熔融共混，得到母粒初产物，其中，挤出机一区到六区的加热温度都控制在150～200℃，加热时间为0.5～1.5h；
(4)挤出、冷却、切粒：开启挤出机主机，将母粒初产物挤出、冷却、切粒，即得到全生物降解增韧注塑母粒。
对比例1
一种全生物降解增韧注塑母粒，由以下重量份的原料制得：
改性聚乳酸100份，坡缕石10份，蝉壳6份，聚丁二酸丁二醇酯8份，滑石粉2份。
改性聚乳酸为丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯对聚乳酸改性得到；
改性聚乳酸的制备步骤为：
S1.称取丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，得到混合液C；称取聚乳酸粉末加入至搅拌机中开启搅拌，之后将混合液C逐滴加入至搅拌机中搅拌均匀，再加入至双螺杆挤出机内，启动加热功能，熔融、挤出、冷却、切粒，得到改性聚乳酸粗料；其中，区间加热温度设置为150～200℃；
其中，丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯的质量比为1：1：0.05～0.1；聚乳酸粉末与混合液C的质量比为100：2～5；
S2.将改性聚乳酸粗料加入至氯仿中，搅拌至溶解，然后边搅拌边加入乙醇，直至沉淀不再增加为止，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到改性聚乳酸；
其中，改性聚乳酸粗料与氯仿的固液比为1：30～60。
本发明的另外一个目的是提供一种全生物降解增韧注塑母粒的加工工艺，加工工艺步骤为：
(1)原料的准备：按量称取坡缕石均匀分散于质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到坡缕石混合液；取蝉壳洗净，置于70℃条件下干燥15～18h，研磨至粉末状，得到蝉壳粉；其余原料按量称取后，在70～80℃下烘2～5小时，水分含量控制在0.1％以下；
其中，坡缕石与乙醇溶液的固液比为1：20～30；蝉壳粉的粒径为5～10μm；
(2)原料共混：取改性聚乳酸加入至搅拌机中开启搅拌，先将坡缕石混合液逐滴加入至搅拌机中，再加入聚丁二酸丁二醇酯，最后加入蝉壳粉、滑石粉，在2000～3000rpm转速下启动搅拌，搅拌至均匀，得到原料共混物；
(3)熔融：将原料共混物移至双螺杆挤出机内，启动挤出机加热功能，熔融共混，得到母粒初产物，其中，挤出机一区到六区的加热温度都控制在150～200℃，加热时间为0.5～1.5h；
(4)挤出、冷却、切粒：开启挤出机主机，将母粒初产物挤出、冷却、切粒，即得到全生物降解增韧注塑母粒。
对比例2
一种全生物降解增韧注塑母粒，由以下重量份的原料制得：
改性聚乳酸100份，坡缕石改性物10份，聚丁二酸丁二醇酯8份，滑石粉2份。
改性聚乳酸为丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯对聚乳酸改性得到；
坡缕石改性物为坡缕石经过纯化和改性得到。
坡缕石经过纯化的步骤为：称取取粒径为50～100μm的坡缕石粉末，加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，超声1～2h，过滤取固体物，烘干，得到坡缕石纯化物；
其中，坡缕石粉末与乙醇溶液的固液比为1：30～50。
坡缕石经过改性的步骤为：
(1)初步改性：将坡缕石粉末纯化物再次均匀分散至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，在室温下搅拌10～15h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石初步改性物；
其中，坡缕石粉末纯化物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；
(2)二次改性：称取γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水混合，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，搅拌0.5～1h，得到混合液A；
称取坡缕石初步改性物加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到混合液B；
将混合液A缓慢加入至混合液B中，先超声分散0.5～1h，再升温至50～70℃，搅拌反应2～4h，过滤去固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石改性物；
其中，γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水的质量比为0.5～1：100；坡缕石初步改性物与乙醇溶液的固液比为1：50～100。
改性聚乳酸的制备步骤为：
S1.称取丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，得到混合液C；称取聚乳酸粉末加入至搅拌机中开启搅拌，之后将混合液C逐滴加入至搅拌机中搅拌均匀，再加入至双螺杆挤出机内，启动加热功能，熔融、挤出、冷却、切粒，得到改性聚乳酸粗料；其中，区间加热温度设置为150～200℃；
其中，丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯的质量比为1：1：0.05～0.1；聚乳酸粉末与混合液C的质量比为100：2～5；
S2.将改性聚乳酸粗料加入至氯仿中，搅拌至溶解，然后边搅拌边加入乙醇，直至沉淀不再增加为止，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到改性聚乳酸；
其中，改性聚乳酸粗料与氯仿的固液比为1：30～60。
本发明的另外一个目的是提供一种全生物降解增韧注塑母粒的加工工艺，加工工艺步骤为：
(1)原料的准备：按量称取坡缕石改性物均匀分散于质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到坡缕石改性物混合液；其余原料按量称取后，在70～80℃下烘2～5小时，水分含量控制在0.1％以下；
其中，坡缕石改性物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；
(2)原料共混：取改性聚乳酸加入至搅拌机中开启搅拌，先将坡缕石改性物混合液逐滴加入至搅拌机中，再加入聚丁二酸丁二醇酯，最后加入滑石粉，在2000～3000rpm转速下启动搅拌，搅拌至均匀，得到原料共混物；
(3)熔融：将原料共混物移至双螺杆挤出机内，启动挤出机加热功能，熔融共混，得到母粒初产物，其中，挤出机一区到六区的加热温度都控制在150～200℃，加热时间为0.5～1.5h；
(4)挤出、冷却、切粒：开启挤出机主机，将母粒初产物挤出、冷却、切粒，即得到全生物降解增韧注塑母粒。
为了对本发明进行更加清楚的说明，对本发明实施例1～实施例3以及对比例1～2所制备的母粒进行性能检测，检测其拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度、悬臂缺口冲击强度以及耐高温性，结果如表1所示：
表1母粒性能的检测
Figure BDA0002411407600000111
由上述表1可知，本发明实施例1、实施例2和实施例3所制备的母粒的具有较强的拉伸强度、弯曲强度以及断裂伸长率，且热变形温度大于160℃。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种全生物降解增韧注塑母粒，其特征在于，由以下重量份的原料制得：
改性聚乳酸100份，坡缕石改性物3～15份，蝉壳1～10份，聚丁二酸丁二醇酯5～10份，滑石粉1～3份；
所述改性聚乳酸为丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯对聚乳酸改性得到；
所述坡缕石改性物为坡缕石经过纯化和改性得到。
2.根据权利要求1所述的一种全生物降解增韧注塑母粒，其特征在于，由以下重量份的原料制得：
改性聚乳酸100份，坡缕石改性物8～10份，蝉壳3～6份，聚丁二酸丁二醇酯6～8份，滑石粉1～3份。
3.根据权利要求1或2所述的一种全生物降解增韧注塑母粒，其特征在于，所述坡缕石经过纯化的步骤为：称取取粒径为50～100μm的坡缕石粉末，加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，超声1～2h，过滤取固体物，烘干，得到坡缕石纯化物；
其中，所述坡缕石粉末与乙醇溶液的固液比为1：30～50。
4.根据权利要求1或2所述的一种全生物降解增韧注塑母粒，其特征在于，所述坡缕石经过改性的步骤为：
(1)初步改性：将所述坡缕石粉末纯化物再次均匀分散至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，在室温下搅拌10～15h，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石初步改性物；
其中，所述坡缕石粉末纯化物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；
(2)二次改性：称取γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水混合，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液，至pH＝9.0～10.0，搅拌0.5～1h，得到混合液A；
称取所述坡缕石初步改性物加入至质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到混合液B；
将所述混合液A缓慢加入至所述混合液B中，先超声分散0.5～1h，再升温至50～70℃，搅拌反应2～4h，过滤去固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到坡缕石改性物；
其中，γ-氨丙基三乙氧硅烷与去离子水的质量比为0.5～1：100；所述坡缕石初步改性物与乙醇溶液的固液比为1：50～100。
5.根据权利要求1或2所述的一种全生物降解增韧注塑母粒，其特征在于，所述改性聚乳酸的制备步骤为：
S1.称取丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，得到混合液C；称取聚乳酸粉末加入至搅拌机中开启搅拌，之后将所述混合液C逐滴加入至搅拌机中搅拌均匀，再加入至双螺杆挤出机内，启动加热功能，熔融、挤出、冷却、切粒，得到改性聚乳酸粗料；其中，区间加热温度设置为150～200℃；
其中，丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯的质量比为1：1：0.05～0.1；聚乳酸粉末与所述混合液C的质量比为100：2～5；
S2.将所述改性聚乳酸粗料加入至氯仿中，搅拌至溶解，然后边搅拌边加入乙醇，直至沉淀不再增加为止，过滤取固体物，使用丙酮洗涤3次，干燥，得到改性聚乳酸；
其中，所述改性聚乳酸粗料与氯仿的固液比为1：30～60。
6.一种全生物降解增韧注塑母粒的加工工艺，其特征在于，所述加工工艺用于加工权利要求1～5任一所述的注塑母粒；所述加工工艺步骤为：
(1)原料的准备：按量称取所述坡缕石改性物均匀分散于质量浓度为50～60％的乙醇溶液中，得到坡缕石改性物混合液；取蝉壳洗净，置于70℃条件下干燥15～18h，研磨至粉末状，得到蝉壳粉；其余原料按量称取后，在70～80℃下烘2～5小时，水分含量控制在0.1％以下；
其中，所述坡缕石改性物与乙醇溶液的固液比为1：20～30；所述蝉壳粉的粒径为5～10μm；
(2)原料共混：取所述改性聚乳酸加入至搅拌机中开启搅拌，先将所述坡缕石改性物混合液逐滴加入至搅拌机中，再加入聚丁二酸丁二醇酯，最后加入所述蝉壳粉、滑石粉，在2000～3000rpm转速下启动搅拌，搅拌至均匀，得到原料共混物；
(3)熔融：将所述原料共混物移至双螺杆挤出机内，启动挤出机加热功能，熔融共混，得到母粒初产物，其中，挤出机一区到六区的加热温度都控制在150～200℃，加热时间为0.5～1.5h；
(4)挤出、冷却、切粒：开启挤出机主机，将所述母粒初产物挤出、冷却、切粒，即得到全生物降解增韧注塑母粒。
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