CN114149637A - 聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯‑聚乳酸复合材料及其制备方法，所述复合材料由聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、抗氧剂、成核剂制备而成，所述增韧剂为氢化苯乙烯‑丁二稀‑苯乙烯、氢化苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯、氢化苯乙烯‑异丁烯‑苯乙烯中的一种或几种。本发明的聚丙烯‑聚乳酸复合材料在生物可降解的同时，还拥有较好的低温杜邦冲击性能，其拉伸强度＞20MPa，缺口冲击强度＞6kj/m2，低温杜邦冲击性能＞3.4J，低温受冲击性能得到明显提高，其制备方法，对设备要求不高，工艺较简单，所使用的设备均为常用的聚合物加工设备，无附加成本的提高，利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，特别是涉及一种耐低温杜邦冲击的聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯俗称百折胶，拥有优良的常温力学性能。聚丙烯合成原料来源石化资源，具有优异的性价比。在日常生活中，聚丙烯树脂注塑制品也越来越受欢迎，但当环境温度低于零下时，聚丙烯制品普遍表现为低温脆性，冲击吸收能力会出现断崖式下降。
针对全球气候变暖，越来越多的研究表明，通过控制二氧化碳排放量，完全可以达到延缓全球气候变暖。以石化资源为原料制备的聚丙烯树脂，在生产制备过程中伴有二氧化碳排放，难于实现“碳中合”。而可全生物降解的聚乳酸树脂，其合成原料(乳酸)来源于动植物，其制备过程为逆向固化二氧化碳，因此，备受推崇。
但聚乳酸树脂基本物理性差，实际应用价值不高，低温性能更差，因此，通过聚丙烯树脂与聚乳酸树脂复合，以期能达到实际应用需求，而现实应用中往往低温冲击吸收性能不够理想。
目前，现有聚丙烯-聚乳酸复合材料做了部分研究，例如：中国专利CN108587093A公开了一种凹凸棒填充聚丙烯聚乳酸可降解复合材料及其制备方法，在该发明中，各组分通过挤出机熔融共混制得的复合材料具有较好的界面相容性，且各组分能够产生协同作用，使得其具有优异的力学性能和良好的抗紫外线、耐热、耐候性，同时也具有抗静电、抑菌抗霉和生物降解等特性，不仅在制备生物降解板材、膜材、注塑、包装材料等方面的市场前景广阔，还有望成为新型防风固沙材料被广泛应用；中国专利CN107033567A公开了一种花生壳粉填充聚丙烯聚乳酸复合材料及其制备方法，该复合材料具有环保、低成本、高强度、可降解、无臭、无毒、防霉菌等，并且可直接接触食物，可广泛使用于制造餐具等，是代替现有塑料餐具理想的低成本材料；中国专利CN102234393B公开了一种生态友好的聚丙烯-聚乳酸复合组合物，该组合物减少CO2排放并且改善机械强度和耐热性，从而适合作为用于车辆的内部和外部部件以及建筑物的材料；中国专利CN107903649A公开了一种可降解的高粱壳微粉/聚乳酸复合改性材料及其制备方法，其制备的新型材料具有优异的力学性能和可降解性。
但是，目前已公开的文献报道聚丙烯-聚乳酸复合材料仍然存在着低温性能表现不理想，低温(-30℃)杜邦冲击＜1J，不能完全满足实际应用需求。
发明内容
基于此，本发明的目的之一在于提供一种聚丙烯-聚乳酸复合材料，该复合材料具有良好的耐低温杜邦冲击性能。
实现上述发明目的的具体技术方案包括如下：
一种聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
所述增韧剂为氢化苯乙烯-丁二稀-苯乙烯(SEBS)、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SEPS)、氢化苯乙烯-异丁烯-苯乙烯(SIBS)中的一种或几种。
在其中一些实施例中，所述增韧剂为氢化苯乙烯-异丁烯-苯乙烯。
在其中一些实施例中，所述扩链剂为苯乙烯-丙烯酸共聚物。
在其中一些实施例中，所述增韧剂与扩链剂的重量份比为10～20：0.5～1.5。
在其中一些实施例中，所述增韧剂与扩链剂的重量份比为15：1～1.5。
在其中一些实施例中，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂，所述共聚聚丙烯树脂的熔体流动速率为15g/10min～25g/10min。
在其中一些实施例中，所述聚乳酸树脂的分子量为50000g/mol～100000g/mol。
在其中一些实施例中，所述抗氧剂为重量份比0.8～1.2：1的四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)。
在其中一些实施例中，所述成核剂为α晶型成核剂。
本发明的还提供了上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法。
实现上述发明目的的具体技术方案包括如下：
一种聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数包括：一区温度为150℃～180℃，二区温度为160℃～190℃，三区温度为170℃～200℃，四区温度为180℃～200℃，五区温度为180℃～200℃，六区温度为180℃～200℃，七区温度为180℃～200℃，八区温度为180℃～200℃，模头温度为190℃～210℃，螺杆转速为200rpm～400rpm，螺杆长度L和直径D之比L/D为35～45。
在其中一些实施例中，所述水平双螺杆挤出机的工艺参数包括：一区温度为155℃～175℃，二区温度为165℃～185℃，三区温度为175℃～195℃，四区温度为185℃～195℃，五区温度为185℃～195℃，六区温度为190℃～200℃，七区温度为190℃～200℃，八区温度为190℃～200℃，模头温度为195℃～205℃，螺杆转速为300rpm～400rpm。
本发明的聚丙烯-聚乳酸复合材料的各原料的作用分别如下：
选用共聚聚丙烯树脂，其低温性能明显优于均聚聚丙烯，其含量过多失去复合材料的意义，含量过少，则无法保证作为聚丙烯-聚乳酸复合材料的基本物性稳定。
聚乳酸树脂，优选来自通过动植物资源发酵合成而来的聚乳酸树脂。选用10000-15000g/mol，如果分子量过低，不利于物料成型加工，且其基本物性较差。如果分子量过高，扩链剂与增韧剂的复配就达不到应有的增韧效果。
选用氢化苯乙烯-丁二稀-苯乙烯(SEBS)、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SEPS)、或氢化苯乙烯-异丁烯-苯乙烯(SIBS)作为增韧剂，与共聚聚丙烯相容性好，且耐低温杜邦冲击优于常用的聚丙烯增韧剂如POE/PE/EPDM等。
选用含环氧官能团的苯乙烯-丙烯酸共聚物作为扩链剂，一方面，含有端羧基/羟基的聚乳酸树脂遇到活性环氧基团时，会进行扩链反应，使得聚乳酸分子链扩链枝化，另一方面，携带环氧基团的苯乙烯-丙烯酸共聚物与聚丙烯树脂有良好的相容性。
成核剂的加入能加速聚丙烯与聚乳酸的结晶，确保物性的稳定。而抗氧剂1010和抗氧剂1076的复配保证聚丙烯-聚乳酸复合材料长期的热稳定性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、在本发明中，通过选择氢化苯乙烯-丁二稀-苯乙烯(SEBS)、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SEPS)、氢化苯乙烯-异丁烯-苯乙烯(SIBS)中的一种或几种作为增韧剂，并控制增韧剂与扩链剂之间的比例，制备了聚丙烯-聚乳酸复合材料，所述聚丙烯-聚乳酸复合材料在生物可降解的同时，还拥有较好的低温杜邦冲击性能，其拉伸强度＞20MPa，缺口冲击强度＞6kj/m2，低温杜邦冲击性能＞3.4J，低温受冲击性能得到明显提高。
2、本发明聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，对设备要求不高，工艺较简单，所使用的设备均为常用的聚合物加工设备，无附加成本的提高，利于工业化生产。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。本发明所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明采用含有环氧官能团的苯乙烯-丙烯酸共聚物作为扩链剂，其每个分子上的九个活性环氧基和聚乳酸树脂的反应基团(羧基/羟基)发生链接反应，形成枝链化分子结构，并在加工过程中重新偶合降解的聚乳酸分子链，提高聚乳酸树脂重均分子量，从而提高或恢复材料的机械性能和加工性能。
本发明的发明人在研究中发现，聚丙烯树脂常用的增韧剂如POE/PE/EPDM等对聚丙烯-聚乳酸复合材料的增韧效果较差，主要是因为聚丙烯与聚乳酸极性差异大，增韧剂两相相容性较差，增韧剂相尺寸偏大，从而导致低温冲击吸收能力下降。而本发明中选用氢化苯乙烯-丁二稀-苯乙烯(SEBS)、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SEPS)和氢化苯乙烯-异丁烯-苯乙烯(SIBS)中的一种或几种作为增韧剂(优选以氢化苯乙烯-异丁烯-苯乙烯作为增韧剂)，与聚丙烯相容性优异，且在扩链剂(含环氧官能团的苯乙烯-丙烯酸共聚物)对聚乳酸进行强制扩链枝化过程中，聚丙烯与聚乳酸两相交织，增韧剂尺寸进一步细化，因而，该复合材料低温性能得到明显提高。
本发明所采用的原料均来自市购，实施例及对比例所用的具体原材料举例如下：
聚丙烯树脂：共聚聚丙烯树脂，熔体流动速率＝20g/10min，选自兰州石油化工有限公司。
聚乳酸树脂：其分子量为50000～100000g/mol，选自Nature Works公司。
扩链剂：苯乙烯-丙烯酸共聚物，牌号为ADK-4370S，选自BASF公司。
氢化苯乙烯-丁二稀-苯乙烯SEBS：6006，选自台化公司。
氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯SEPS：SEPTON 2063，选自可乐丽公司。
氢化苯乙烯-异丁烯-苯乙烯SIBS：D1170，选自科腾公司。
在以下实施例和对比例中，所使用的抗氧剂为重量比1:1的抗氧剂1010和抗氧剂1076，其中，抗氧剂1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)，选自BASF公司；抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)，选自BASF公司
在以下实施例和对比例中，所使用的成核剂为NA-11(α晶型成核剂)，选自ADK公司。
以下结合具体实施例和对比例来详细说明本发明。
实施例1一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例2一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例3一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例4一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例5一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例6一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例7一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例8一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例9一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例10一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例11一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例12一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
实施例13一种聚丙烯-聚乳酸复合材料及其制备方法
本实施例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
对比例1
本对比例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
对比例2
本对比例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
对比例3
本对比例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
对比例4
本对比例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
对比例5
本对比例所述聚丙烯-聚乳酸复合材料，由包括以下重量份的原料制备而成：
上述聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为170℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为195℃，八区温度为200℃，模头温度为200℃，螺杆转速为300rpm。所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为40；所述螺杆上设有一组捏合块区。
以下为实施例1-13与对比例1-5的原料组成一览表。
表1实施例与对比例原料组成重量份一览表
| 物料 | 共聚聚丙烯 | 聚乳酸 | 增韧剂 | 扩链剂 |
| 实施例1 | 48 | 30 | 20<sup>C</sup> | 2.0 |
| 实施例2 | 48 | 30 | 20<sup>C</sup> | 1.5 |
| 实施例3 | 49 | 30 | 20<sup>C</sup> | 1.0 |
| 实施例4 | 49 | 30 | 20<sup>C</sup> | 0.5 |
| 实施例5 | 50 | 30 | 20<sup>C</sup> | 0.1 |
| 实施例6 | 70 | 20 | 10<sup>C</sup> | 0.1 |
| 实施例7 | 70 | 20 | 10<sup>C</sup> | 0.5 |
| 实施例8 | 69 | 20 | 10<sup>C</sup> | 1.0 |
| 实施例9 | 69 | 20 | 10<sup>C</sup> | 1.5 |
| 实施例10 | 64 | 20 | 15<sup>C</sup> | 1.0 |
| 实施例11 | 54 | 30 | 15<sup>C</sup> | 1.5 |
| 实施例12 | 64 | 20 | 15<sup>A</sup> | 1.0 |
| 实施例13 | 64 | 20 | 15<sup>B</sup> | 1.0 |
| 对比例1 | 70 | 30 | 0 | 0 |
| 对比例2 | 64 | 20 | 15<sup>A</sup> | 0 |
| 对比例3 | 64 | 20 | 15<sup>B</sup> | 0 |
| 对比例4 | 64 | 20 | 15<sup>C</sup> | 0 |
| 对比例5 | 70 | 30 | 0 | 1.0 |
备注：A：氢化苯乙烯-丁二稀-苯乙烯(SEBS)，B:氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SEPS)，C:氢化苯乙烯-异丁烯-苯乙烯(SIBS)。
将上述实施例和对比例制备得到的聚丙烯-聚乳酸复合材料进行以下性能测试：
拉伸性能：按GB/T1040标准测试；
冲击性能：按GB/T1843标准测试；
杜邦冲击：-30℃，按ASTM-D2794标准测试。
性能测试结果如表2所示。
表2实施例与对比例的聚丙烯-聚乳酸复合材料的性能一览表
实施例1～13为调整调整增韧剂与扩链剂的比例(实施例1～11)，以及增韧剂的种类(实施例12～13)制备的聚丙烯-聚乳酸复合材料，从表2中可以看出，增韧剂与扩链剂的复配，可以显著提高复合材料的低温杜邦冲击性性能，低温杜邦冲击不低于3.4J，且当增韧剂选择SIBS时，比SEBS和SEPS的效果更好。这是因为采用活性阳离子聚合的SIBS本身结构为多臂星型共聚物，其中IB(异丁烯)嵌段玻璃化温度很低(70℃)，回弹性很低和机械阻尼非常高，使得SIBS嵌段共聚物具有良好的低温性能和吸收振动能力。而扩链剂在显著提高聚乳酸分子量的同时，聚乳酸树脂的枝化，增加了两相分子链的缠绕，起到强制增容SIBS的作用。当增韧剂SIBS与扩链剂的比例为15：1～1.5时，综合性能最优，从表2可以看出，实施例10和实施例11的低温杜邦冲击性性能达到7.8J。
对比例1没有添加任何增韧剂与扩链剂，其缺口冲击强度(23℃)和杜邦冲击(-30℃)相较于实施例10显著下降。
对比例2～4更换了不同的增韧剂，同时没有添加扩链剂，其缺口冲击强度(23℃)和杜邦冲击(-30℃)相较于对比例1都有所提高，但是提高并不明显，其中，对比例4的缺口冲击强度(23℃)和杜邦冲击(-30℃)优于对比例2和3，但是和实施例10相比，仍有差距。说明增韧剂SIBS的效果优于增韧剂SEBS和SEPS，且只有当增韧剂与扩链剂进行复配时，其低温性能才可以得到明显的增效作用。
对比例5仅添加了扩链剂，没有添加增韧剂，其缺口冲击强度(23℃)和杜邦冲击(-30℃)相较于实施例10显著下降，这是因为扩链剂只起到提高聚乳酸分子量的作用，虽然扩链过程中的聚乳酸树脂枝化能起到一定的增容聚丙烯和聚乳酸的作用，但并不改变树脂本身的常温和低温冲击性能差的特征。
综上所述，本发明通过采用特定的增韧剂，并控制增韧剂与扩链剂处于合适的比例，制备的聚丙烯-聚乳酸复合材料具有良好的耐低温杜邦冲击性能，同时拥有良好的力学性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种聚丙烯-聚乳酸复合材料，其特征在于，所述复合材料由包括以下重量份的原料制备而成：
所述增韧剂为氢化苯乙烯-丁二稀-苯乙烯、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、氢化苯乙烯-异丁烯-苯乙烯中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯-聚乳酸复合材料，其特征在于，所述增韧剂为氢化苯乙烯-异丁烯-苯乙烯。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯-聚乳酸复合材料，其特征在于，所述扩链剂为苯乙烯-丙烯酸共聚物。
4.根据权利要求1～3任一项所述的聚丙烯-聚乳酸复合材料，其特征在于，所述增韧剂与扩链剂的重量份比为10～20：0.5～1.5。
5.根据权利要求4所述的聚丙烯-聚乳酸复合材料，其特征在于，所述增韧剂与扩链剂的重量份比为15：1～1.5。
6.根据权利要求1～3任一项所述的聚丙烯-聚乳酸复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂，所述共聚聚丙烯树脂的熔体流动速率为15g/10min～25g/10min。
7.根据权利要求1～3任一项所述的聚丙烯-聚乳酸复合材料，其特征在于，所述聚乳酸树脂的分子量为50000g/mol～100000g/mol。
8.根据权利要求1～3任一项所述的聚丙烯-聚乳酸复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为重量份比0.8～1.2：1的四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)；和/或所述成核剂为α晶型成核剂。
9.权利要求1～8任一项所述的聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后，经水平双螺杆挤出机，熔融挤出造粒；所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为150℃～180℃，二区温度为160℃～190℃，三区温度为170℃～200℃，四区温度为180℃～200℃，五区温度为180℃～200℃，六区温度为180℃～200℃，七区温度为180℃～200℃，八区温度为180℃～200℃，模头温度为190℃～210℃，螺杆转速为200rpm～400rpm，螺杆长度L和直径D之比L/D为35～45。
10.根据权利要求9所述的聚丙烯-聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述水平双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度为155℃～175℃，二区温度为165℃～185℃，三区温度为175℃～195℃，四区温度为185℃～195℃，五区温度为185℃～195℃，六区温度为190℃～200℃，七区温度为190℃～200℃，八区温度为190℃～200℃，模头温度为195℃～205℃，螺杆转速为300rpm～400rpm。
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