CN112961481A - 全生物降解耐热超韧高光泽耐低温pla材料配方及其制备方法 - Google Patents

全生物降解耐热超韧高光泽耐低温pla材料配方及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方及其制备方法，按照质量份比例，将PLA树脂，云母粉，硫酸钡，滑石粉，高分子共聚物、聚甘油脂多元醇、偶联剂、交联剂、成核剂、硬脂酸单甘脂、马来酸酐、抗氧剂投入搅拌机内搅拌；将搅拌后的混合料投入密炼机进行塑炼；塑炼后采用螺杆造粒机进行造粒；造粒后通过切粒机将其切成符合尺寸的颗粒；将上述颗粒通过封包机进行包装。本发明的PLA材料的热变形温度≥105℃，缺口冲击≥16kJ/m2，并且能够耐‑30℃以下的低温，光泽度≥90℃。

Description

全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方及其制备 方法
技术领域
本发明涉及PLA材料技术领域，特别涉及全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方及其制备方法。
背景技术
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。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，其具有较高的强度和模量，可以从可再生的生物资源(淀粉和糖类)中制备，摆脱了对石油资源的依赖，而且其具有独特的生物可降解性和生物相容性，吸引了人们的极大关注。
但是目前的聚乳酸(PLA)虽然可以降解，但是其并不能不能完全降解，其降解率较低，光泽度低。
发明内容
本发明的目的在于提供全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方及其制备方法，PLA材料具有较好的热变形温度和缺口冲击，并且能够耐-30℃以下的低温，具有较好的光泽度，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，包括如下质量份数的原料：
PLA树脂80-120份，云母粉8-12份，硫酸钡8-12份，滑石粉0.5-1.5份，高分子共聚物3-7份，聚甘油脂多元醇2-4份，偶联剂0.5-1.5份，交联剂0.5-1.5份，成核剂0.5-1.5份，硬脂酸单甘脂1-3份，马来酸酐0.5-1.5份，抗氧剂0.3-0.7份。
进一步地，高分子共聚物为聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、ABS中的一种。
进一步地，偶联剂为有机羧酸、多异氰酸酯、钛酸酯、有机硅偶联剂中的一种。
进一步地，成核剂为琥珀酸钠、戊二酸钠、己酸钠、4-甲基戊酸钠中的一种。
进一步地，抗氧剂为受阻酚、受阻胺、亚磷酸脂中的一种。
进一步地，PLA树脂100份，云母粉10份，硫酸钡10份，滑石粉1份，高分子共聚物5份，聚甘油脂多元醇3份，偶联剂1份，交联剂1份，成核剂1份，硬脂酸单甘脂2份，马来酸酐1份，抗氧剂0.5份。
本发明提供的另一种技术方案：全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方的制备方法，包括如下步骤：
S1：混料搅拌：按照质量份比例，将PLA树脂，云母粉，硫酸钡，滑石粉，高分子共聚物、聚甘油脂多元醇、偶联剂、交联剂、成核剂、硬脂酸单甘脂、马来酸酐、抗氧剂投入搅拌机内搅拌；
S2：密炼：将搅拌后的混合料投入密炼机进行塑炼；
S3：造粒：塑炼后采用螺杆造粒机进行造粒；
S4：切粒：造粒后通过切粒机将其切成符合尺寸的颗粒；
S5：包装：将上述颗粒通过封包机进行包装。
进一步地，S3的螺杆造粒机为双螺杆或者三螺杆造粒机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明以PLA树脂为主料，云母粉、硫酸钡、滑石粉、高分子聚共聚物、聚甘油脂多元醇为辅料，PLA树脂的稳定性好，由PLA树脂支撑的产品能生物降解，使得本发明的PLA材料的热变形温度≥105℃，缺口冲击≥16kJ/m2，并且能够耐-30℃以下的低温，光泽度≥90℃。
附图说明
图1为本发明的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，包括如下质量份数的原料：
PLA树脂80份，云母粉12份，硫酸钡12份，滑石粉1.5份，高分子共聚物7份，聚甘油脂多元醇4份，偶联剂1.5份，交联剂1.5份，成核剂1.5份，硬脂酸单甘脂3份，马来酸酐1.5份，抗氧剂0.7份。
高分子共聚物为聚乙烯。
偶联剂为有机羧酸。
成核剂为琥珀酸钠。
抗氧剂为受阻酚。
制备步骤如下：
混料搅拌：按照质量份比例，将PLA树脂80份，云母粉12份，硫酸钡12份，滑石粉1.5份，高分子共聚物7份，聚甘油脂多元醇4份，偶联剂1.5份，交联剂1.5份，成核剂1.5份，硬脂酸单甘脂3份，马来酸酐1.5份，抗氧剂0.7份投入搅拌机内搅拌；密炼：将搅拌后的混合料投入密炼机进行塑炼；造粒：塑炼后采用双螺杆造粒机进行造粒；切粒：造粒后通过切粒机将其切成符合尺寸的颗粒；包装：将上述颗粒通过封包机进行包装。
实施例2
全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，包括如下质量份数的原料：
PLA树脂85份，云母粉12份，硫酸钡12份，滑石粉1.5份，高分子共聚物7份，聚甘油脂多元醇4份，偶联剂1.5份，交联剂1.5份，成核剂1.5份，硬脂酸单甘脂3份，马来酸酐1.5份，抗氧剂0.7份。
高分子共聚物为聚乙烯。
偶联剂为多异氰酸酯。
成核剂为戊二酸钠。
抗氧剂为受阻酚。
制备步骤如下：
混料搅拌：按照质量份比例，将PLA树脂85份，云母粉12份，硫酸钡12份，滑石粉1.5份，高分子共聚物7份，聚甘油脂多元醇4份，偶联剂1.5份，交联剂1.5份，成核剂1.5份，硬脂酸单甘脂3份，马来酸酐1.5份，抗氧剂0.7份投入搅拌机内搅拌；密炼：将搅拌后的混合料投入密炼机进行塑炼；造粒：塑炼后采用双螺杆造粒机进行造粒；切粒：造粒后通过切粒机将其切成符合尺寸的颗粒；包装：将上述颗粒通过封包机进行包装。
实施例3
全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，包括如下质量份数的原料：
PLA树脂90份，云母粉10份，硫酸钡12份，滑石粉1份，高分子共聚物5份，聚甘油脂多元醇4份，偶联剂1份，交联剂1份，成核剂1份，硬脂酸单甘脂2份，马来酸酐1份，抗氧剂0.5份。
高分子共聚物为聚丙烯。
偶联剂为钛酸酯。
成核剂为琥珀酸钠。
抗氧剂为受阻酚。
制备步骤如下：
混料搅拌：按照质量份比例，将PLA树脂90份，云母粉10份，硫酸钡12份，滑石粉1份，高分子共聚物5份，聚甘油脂多元醇4份，偶联剂1份，交联剂1份，成核剂1份，硬脂酸单甘脂2份，马来酸酐1份，抗氧剂0.5份投入搅拌机内搅拌；密炼：将搅拌后的混合料投入密炼机进行塑炼；造粒：塑炼后采用三螺杆造粒机进行造粒；切粒：造粒后通过切粒机将其切成符合尺寸的颗粒；包装：将上述颗粒通过封包机进行包装。
实施例4
全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，包括如下质量份数的原料：
PLA树脂95份，云母粉12份，硫酸钡10份，滑石粉0.8份，高分子共聚物6份，聚甘油脂多元醇3份，偶联剂1.5份，交联剂1份，成核剂1.5份，硬脂酸单甘脂1份，马来酸酐0.5份，抗氧剂0.6份。
高分子共聚物为聚碳酸酯。
偶联剂为有机硅偶联剂。
成核剂为己酸钠。
抗氧剂为受阻胺。
制备步骤如下：
混料搅拌：按照质量份比例，将PLA树脂95份，云母粉12份，硫酸钡10份，滑石粉0.8份，高分子共聚物6份，聚甘油脂多元醇3份，偶联剂1.5份，交联剂1份，成核剂1.5份，硬脂酸单甘脂1份，马来酸酐0.5份，抗氧剂0.6份投入搅拌机内搅拌；密炼：将搅拌后的混合料投入密炼机进行塑炼；造粒：塑炼后采用三螺杆造粒机进行造粒；切粒：造粒后通过切粒机将其切成符合尺寸的颗粒；包装：将上述颗粒通过封包机进行包装。
实施例5
全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，包括如下质量份数的原料：
PLA树脂占100份，云母粉10份，硫酸钡10份，滑石粉1份，高分子共聚物5份，聚甘油脂多元醇3份，偶联剂1份，交联剂1份，成核剂1份，硬脂酸单甘脂2份，马来酸酐1份，抗氧剂0.5份。
高分子共聚物为聚苯乙烯。
偶联剂为有机硅偶联剂。
成核剂为4-甲基戊酸钠。
抗氧剂为受阻胺。
制备步骤如下：
混料搅拌：按照质量份比例，将PLA树脂占100份，云母粉10份，硫酸钡10份，滑石粉1份，高分子共聚物5份，聚甘油脂多元醇3份，偶联剂1份，交联剂1份，成核剂1份，硬脂酸单甘脂2份，马来酸酐1份，抗氧剂0.5份投入搅拌机内搅拌；密炼：将搅拌后的混合料投入密炼机进行塑炼；造粒：塑炼后采用三螺杆造粒机进行造粒；切粒：造粒后通过切粒机将其切成符合尺寸的颗粒；包装：将上述颗粒通过封包机进行包装。
实施例6
全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，包括如下质量份数的原料：
PLA树脂占110份，云母粉8份，硫酸钡8份，滑石粉0.5份，高分子共聚物3份，聚甘油脂多元醇2份，偶联剂1份，交联剂1份，成核剂1.5份，硬脂酸单甘脂1.5份，马来酸酐0.5份，抗氧剂0.5份。
高分子共聚物为聚碳酸酯。
偶联剂为有钛酸酯。
成核剂为己酸钠。
抗氧剂为受阻胺。
制备步骤如下：
混料搅拌：按照质量份比例，将PLA树脂占110份，云母粉8份，硫酸钡8份，滑石粉0.5份，高分子共聚物3份，聚甘油脂多元醇2份，偶联剂1份，交联剂1份，成核剂1.5份，硬脂酸单甘脂1.5份，马来酸酐0.5份，抗氧剂0.5份投入搅拌机内搅拌；密炼：将搅拌后的混合料投入密炼机进行塑炼；造粒：塑炼后采用双螺杆造粒机进行造粒；切粒：造粒后通过切粒机将其切成符合尺寸的颗粒；包装：将上述颗粒通过封包机进行包装。
实施例7
全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，包括如下质量份数的原料：
PLA树脂占120份，云母粉8份，硫酸钡8份，滑石粉0.5份，高分子共聚物3份，聚甘油脂多元醇2份，偶联剂0.5份，交联剂0.5份，成核剂0.5份，硬脂酸单甘脂1份，马来酸酐0.5份，抗氧剂0.3份。
高分子共聚物为聚碳酸酯。
偶联剂为有钛酸酯。
成核剂为4-甲基戊酸钠。
抗氧剂为受阻胺。
制备步骤如下：
混料搅拌：按照质量份比例，将PLA树脂占120份，云母粉8份，硫酸钡8份，滑石粉0.5份，高分子共聚物3份，聚甘油脂多元醇2份，偶联剂0.5份，交联剂0.5份，成核剂0.5份，硬脂酸单甘脂1份，马来酸酐0.5份，抗氧剂0.3份投入搅拌机内搅拌；密炼：将搅拌后的混合料投入密炼机进行塑炼；造粒：塑炼后采用双螺杆造粒机进行造粒；切粒：造粒后通过切粒机将其切成符合尺寸的颗粒；包装：将上述颗粒通过封包机进行包装。
对实施例1-7的成品进行性能测试，其结果如下表1。
表1各项性能测试
Figure BDA0002978067700000081
根据表1可知，实施例1-7的PLA材料100％全生物降解，热变形温度≥105℃，缺口冲击≥16kJ/m2，并且能够耐-30℃以下的低温，光泽度≥90℃。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，其特征在于，包括如下质量份数的原料：
PLA树脂80-120份，云母粉8-12份，硫酸钡8-12份，滑石粉0.5-1.5份，高分子共聚物3-7份，聚甘油脂多元醇2-4份，偶联剂0.5-1.5份，交联剂0.5-1.5份，成核剂0.5-1.5份，硬脂酸单甘脂1-3份，马来酸酐0.5-1.5份，抗氧剂0.3-0.7份。
2.如权利要求1所述的全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，其特征在于，高分子共聚物为聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、ABS中的一种。
3.如权利要求1所述的全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，其特征在于，偶联剂为有机羧酸、多异氰酸酯、钛酸酯、有机硅偶联剂中的一种。
4.如权利要求1所述的全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，其特征在于，成核剂为琥珀酸钠、戊二酸钠、己酸钠、4-甲基戊酸钠中的一种。
5.如权利要求1所述的全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，其特征在于，抗氧剂为受阻酚、受阻胺、亚磷酸脂中的一种。
6.如权利要求1所述的全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方，其特征在于，PLA树脂占100份，云母粉10份，硫酸钡10份，滑石粉1份，高分子共聚物5份，聚甘油脂多元醇3份，偶联剂1份，交联剂1份，成核剂1份，硬脂酸单甘脂2份，马来酸酐1份，抗氧剂0.5份。
7.如权利要求1所述的全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：混料搅拌：按照质量份比例，将PLA树脂，云母粉，硫酸钡，滑石粉，高分子共聚物、聚甘油脂多元醇、偶联剂、交联剂、成核剂、硬脂酸单甘脂、马来酸酐、抗氧剂投入搅拌机内搅拌；
S2：密炼：将搅拌后的混合料投入密炼机进行塑炼；
S3：造粒：塑炼后采用螺杆造粒机进行造粒；
S4：切粒：造粒后通过切粒机将其切成符合尺寸的颗粒；
S5：包装：将上述颗粒通过封包机进行包装。
8.如权利要求7所述的全生物降解耐热超韧高光泽耐低温PLA材料配方的制备方法，其特征在于，S3的螺杆造粒机为双螺杆或者三螺杆造粒机。
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