CN117467258A - 一种生物基注塑材料 - Google Patents
一种生物基注塑材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117467258A CN117467258A CN202311580582.0A CN202311580582A CN117467258A CN 117467258 A CN117467258 A CN 117467258A CN 202311580582 A CN202311580582 A CN 202311580582A CN 117467258 A CN117467258 A CN 117467258A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- injection molding
- bio
- polylactic acid
- molding material
- demolding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 239000012778 molding material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims abstract description 99
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims abstract description 98
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 40
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 36
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims abstract description 36
- 229920001296 polysiloxane Chemical class 0.000 claims abstract description 31
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 25
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 25
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- -1 ether compound Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 claims description 13
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 claims description 13
- 150000002195 fatty ethers Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 8
- WSQZNZLOZXSBHA-UHFFFAOYSA-N 3,8-dioxabicyclo[8.2.2]tetradeca-1(12),10,13-triene-2,9-dione Chemical compound O=C1OCCCCOC(=O)C2=CC=C1C=C2 WSQZNZLOZXSBHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 7
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920005586 poly(adipic acid) Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 7
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 6
- FDCJDKXCCYFOCV-UHFFFAOYSA-N 1-hexadecoxyhexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCOCCCCCCCCCCCCCCCC FDCJDKXCCYFOCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HBXWUCXDUUJDRB-UHFFFAOYSA-N 1-octadecoxyoctadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOCCCCCCCCCCCCCCCCCC HBXWUCXDUUJDRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NMSBTWLFBGNKON-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hexadecoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCOCCOCCO NMSBTWLFBGNKON-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims description 4
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- IAQRGUVFOMOMEM-ONEGZZNKSA-N trans-but-2-ene Chemical compound C\C=C\C IAQRGUVFOMOMEM-ONEGZZNKSA-N 0.000 claims description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 6
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 50
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 101710108497 p-hydroxybenzoate hydroxylase Proteins 0.000 description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 3
- 229940008099 dimethicone Drugs 0.000 description 3
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 3
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 3
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 3
- KPRFGGDCSHOVQB-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-octadecoxyethoxy)ethoxy]ethanol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOCCOCCOCCO KPRFGGDCSHOVQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012154 double-distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 1
- 208000006083 Hypokinesia Diseases 0.000 description 1
- 206010028813 Nausea Diseases 0.000 description 1
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N alpha-n-hexadecene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- AMTWCFIAVKBGOD-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;methoxy-dimethyl-trimethylsilyloxysilane Chemical compound O=[Si]=O.CO[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C AMTWCFIAVKBGOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008693 nausea Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229940083037 simethicone Drugs 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/56—Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
- B29C33/60—Releasing, lubricating or separating agents
- B29C33/62—Releasing, lubricating or separating agents based on polymers or oligomers
- B29C33/64—Silicone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/06—Biodegradable
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供了一种生物基注塑材料。所述生物基注塑材料包括脱模组合物和生物基材料,所述脱模组合物包括硅油类化合物、醚类化合物和硅酮类化合物。本发明通过将上述三种物质搭配使用,得到的脱模组合物能够以共混的方式加入至生物基注塑材料的制备原料中作为脱模剂使用,避免了传统工业上人工喷涂脱模剂的问题,可以有效提高脱模效率,经测试,包含上述脱模组合物的生物基注塑材料的接触角不低于105°,表明其容易脱模,基本不会粘连在注塑过程中使用的金属模板表面,且即使粘连后也容易清洗。同时,所述生物基注塑材料的注塑频率可达到4次/1分钟及以上,注塑效率高,可有效提升聚乳酸制品的产量。
Description
技术领域
本发明涉及生物基注塑材料的制备技术领域,具体涉及一种生物基注塑材料。
背景技术
生物基材料是指从生物质资源中提取或制造的材料,与传统的化石燃料或化学品相比,在生产和使用过程中可以产生较少的碳排放及碳足迹。一般,将使用生物基原料制造的塑料称为生物基塑料,其可以取代传统塑料,减少对石油资源的依赖,具有可降解和循环利用等特点。目前,生物基塑料通常包括淀粉、纤维素或聚乳酸(Poly Lactic Acid,PLA)等。其中,聚乳酸是以乳酸为原料,经聚合得到的新型聚酯材料,聚乳酸在使用后能被自然界中的微生物完全降解生成二氧化碳和水,不会对环境造成污染,因此具有良好的可生物降解性能。并且,聚乳酸具有良好的透明性、高力学强度和适当的阻隔性能,被首选作为具有商业用途的生物基材料。
高分子材料注塑工艺因具有生产效率高、尺寸精度高以及综合成本低等优点得到了广泛的应用,目前已经成为工业上最常用的塑料生产工艺,其市场需求具有较好的增长潜力。然而由于PLA本身特性,在生产过程中,反应体系逐渐发黏,导致其粘在金属模板表面,后续需要人工清理,严重影响脱模效率。为了防止这类问题,工业上往往采用在注塑前,人工在金属模具表面喷涂一层脱模剂,从而提高脱模效率。但该方法虽然可以使得脱模效率有所提升,但喷涂脱模剂的过程仍需要人工进行,变相延长了整个脱模的时间,最后导致脱模效率提升并不明显。
另外,脱模剂通常采用过量喷涂,但过度使用脱模剂会导致其残留在产品表面残留,使产品表面变得黏腻,影响产品的外观质量。同时,由于过度使用脱模剂,产品的表面无法充分附着塑料材料,使得产品的整体密度不足,导致产品强度不佳、韧性差以及易变形,降低了产品的品质。而过量的脱模剂,不仅增加了材料的消耗,在后续生产环节中,需要额外的清洗处理,增加了清洗成本。
并且,注塑车间中的脱模剂大多数是挥发性有机化合物,空气中挥发出来的有害气体易造成头痛、头晕、乏力、恶心等症状,严重时甚至还会危及人体生命。而含有有害物质的脱模剂不仅对人体造成危害,一旦排放到自然环境中,很容易对大气、水源和土壤造成污染。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种生物基注塑材料。本发明通过将脱模组合物采用共混的方式加入生物基注塑材料的制备原料中,与传统工业上人工喷涂脱模剂相比,在提升脱模效率的同时进而提升了聚乳酸制品的产量。
为达到此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种脱模组合物,按重量份计包括硅油类化合物0.2~1份,醚类化合物0.2~1份和硅酮类化合物0.1~0.5份;
所述醚类化合物包括聚醚多元醇二缩水甘油醚和/或脂肪醚。
优选地,所述硅油类化合物包括二甲基硅油、二乙基硅油或苯甲基硅油中的任意一种或多种。
优选地,所述硅酮类化合物包括硅酮粉和/或硅酮母粒。
优选地,所述脂肪醚为长链脂肪醚。
优选地,所述长链脂肪醚选自二乙二醇单十六醚、三聚乙二醇单十八醚、十六烷醚、十八烷醚中的任意一种或多种。
第二方面,本发明提供一种生物基注塑材料,按重量份包括聚乳酸100份,上述技术方案涉及的脱模组合物0.5~1.3份。
优选地,所述生物基注塑材料还包括聚羟基脂肪酸酯5~25份,聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯0~10份,分散剂2~6份。
优选地,所述聚羟基脂肪酸酯选自聚-3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯和/或3-羟基丁酸酯-3-羟基乙酸酯。
优选地,所述分散剂选自聚乳酸多元醇。
优选地,所述生物基注塑材料按重量份包括聚乳酸100份,聚羟基脂肪酸酯5~20份,聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯5~10份,脱模剂0.5~1份,聚乳酸多元醇2~5份。
第三方面,本发明提供一种上述生物基注塑材料的制备方法,包括以下步骤:
将聚乳酸和脱模剂混合均匀后,进行挤出、造粒,得到生物基注塑材料。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提供了一种生物基注塑材料。所述生物基注塑材料包括脱模组合物和生物基材料,所述脱模组合物包括硅油类化合物、醚类化合物和硅酮类化合物。其中,硅油类化合物、醚类化合物使得脱模组合物与生物基材料本体形成有效脱模作用,利于生物基材料注射成型过程中的脱模,硅酮类化合物的加入使得硅油类及醚类化合物能更有效的分散于生物基材料中,促进注塑材料的脱模效率及制品稳定性。本发明通过将上述三种物质搭配使用,得到的脱模组合物能够以共混的方式加入至生物基注塑材料的制备原料中作为脱模剂使用,避免了传统工业上人工喷涂脱模剂的问题,可以有效提高脱模效率,经测试,包含上述脱模组合物的生物基注塑材料的接触角不低于105°,表明其容易脱模,基本不会粘连在注塑过程中使用的金属模板表面,且即使粘连后也容易清洗。同时,所述生物基注塑材料的注塑频率可达到4次/1分钟及以上,注塑效率高,可有效提升聚乳酸制品的产量。
本发明提供的生物基注塑材料的制备方法,相较传统方法而言,更具有经济性,在相同成本的条件下,可实现更块的生产效率,降低了加工成本,为进一步拓展生物基复合材料的应用提供了基础。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明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。
针对现有技术中,聚乳酸制品在制备过程中需要额外喷涂脱模剂,导致脱模效率低以及存在环境污染的问题,本发明提供了一种脱模组合物,按重量份计包括硅油类化合物0.2~1份,醚类化合物0.2~1份和硅酮类化合物0.1~0.5份。
在本发明中,所述脱模组合物按重量份计包括硅油类化合物0.2~1份,优选包括硅油类化合物0.5~1份。在本发明中,所述硅油类化合物为本领域技术人员常用的硅油脱模剂,使用其作为脱模组合物的有效成分之一,可以分散在生物基材料,其特殊的分子结构可在注射成型过程中较快的迁移到表面促进产品脱模,从而明显提高脱模效率,具体可选自二甲基硅油、二乙基硅油或苯甲基硅油中的任意一种或多种,优选为苯甲基硅油。本发明对硅油类化合物的来源没有特别的限制,为一般市售品即可。
在本发明中,所述脱模组合物按重量份计包括醚类化合物0.2~1份,优选包括醚类化合物0.5~1份。在本发明中,所述醚类化合物作为脱模组合物的有效成分之一,可以与硅油类化合物形成良好的复合物分散于生物基材料中,在注射成型中与硅油协同促进产品脱模,从而明显提高脱模效率,具体可选自聚醚多元醇二缩水甘油醚和/或脂肪醚,所述脂肪醚优选为长链脂肪醚。在本发明中,更优选长链脂肪醚作为醚类化合物添加至脱模组合物中。在本发明中,所述长链脂肪醚具体可选自二乙二醇单十六醚、三聚乙二醇单十八醚、十六烷醚、十八烷醚中的任意一种或多种。本发明对醚类化合物的来源没有特别的限制,为一般市售品即可。
在本发明中,所述脱模组合物按重量份计包括硅酮类化合物0.1~0.5份,优选包括硅酮类化合物0.2~0.4份。在本发明中,所述硅酮类化合物作为脱模组合物的有效成分之一,可以在生物基基体中形成良好的分散,并且与生物基分子、硅油类和醚类化合物结构中含氧基团通过氢键等作用形成协同作用,从而明显提高脱模效率,所述硅酮类化合物具体可选自硅酮粉和/或硅酮母粒。本发明对硅酮类化合物的来源没有特别的限制,为一般市售品即可。
本发明提供的包括硅油类化合物、醚类化合物和硅酮类化合物的脱模组合物,通过将三者搭配使用,以共混的方式加入至生物基注塑材料的制备原料中作为脱模剂使用,避免了传统工业上人工喷涂脱模剂的问题,有望显著提高脱模效率。
基于此,本发明还提供一种生物基注塑材料,按重量份计包括聚乳酸100份,脱模剂0.5~1.3份。其中,所述脱模剂即为上述技术方案中涉及的脱模组合物。在本发明中,所述生物基注塑材料还包括聚羟基脂肪酸酯(简称“PHA”)5~25份,聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯0~10份,分散剂2~6份。
在本发明中,聚乳酸的刚性较大,因此本发明优选在生物基注塑材料中加入聚羟基脂肪酸酯5~25份,其可以作为增韧剂,提高生物基注塑材料的韧性。所述聚羟基脂肪酸酯选自聚-3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯(简称“P34HB”)和/或3-羟基丁酸酯-3-羟基乙酸酯(简称“PHBH”)。
但聚羟基脂肪酸酯的经济成本较高,为提高生物基注塑材料的实用性,本发明优选在生物基注塑材料中加入聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(简称“PBAT”)0~10份,其也可以作为增韧剂使用,进一步提高生物基注塑材料的韧性。
为了保证脱模剂能够良好地分散于聚乳酸体系中,本发明优选在生物基注塑材料中加入分散剂2~6份,所述分散剂优选为聚乳酸多元醇,其可以保证脱模组合物均匀的分散于生物基基体材料中,通过分子结构相似,促进界面结合,使得添加脱模组合物的生物基材料在注射成型过程中更利于脱模,提高产品的稳定性,改善加工的环保性。
在本发明的一些实施方案中,所述生物基注塑材料按重量份优选包括聚乳酸100份,聚羟基脂肪酸酯5~20份,聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯5~10份,脱模剂0.5~1份,聚乳酸多元醇2~5份。
本发明将所述生物基注塑材料压成薄片作为样品,在静态接触角测量仪上于25℃±2℃下测量接触角(测试五次,取平均值)。该测试使用双蒸馏水(H2O)作为探针液体,液滴体积精确控制在2μL。经测试,包含上述脱模组合物的生物基注塑材料的接触角不低于105°,表明其容易脱模。
本发明将将生物基注塑材料,放置到50T型号的双模注塑机,模具为不锈钢材质,形状100×100×2mm正方形。按照完整的形状脱出时的注塑参数为准,以10分钟为时间,计量注塑开模次数,测试五次,取平均值。
经计算,所述生物基注塑材料的注塑频率可达到4次/1分钟及以上,注塑效率高,可有效提升聚乳酸制品的产量。
本发明还将生物基注塑材料的制备原料混合后,放入到100×100×2mm正方形金属模具中,将整个模具放入热压机中进行热压,于180℃之间保温8min,保温期间后施加10MPa压力,热压3min后进行冷却、脱模。将已经成型的复合材料从不锈钢模具中取出,脱离模具,直接观察脱模难易程度,复合材料表面光滑程度以及制品粘连后可清理的难易程度。结果发现,采用本发明提供的配方,在制备生物基注塑材料的过程中,容易脱模,基本不会粘连在注塑过程中使用的金属模板表面,且即使粘连后也容易清洗。
本发明还提供一种生物基注塑材料的制备方法,包括以下步骤:
将聚乳酸和脱模剂混合均匀后,进行挤出、造粒,得到生物基注塑材料。
按照本发明,将聚乳酸和脱模剂混合均匀后,进行挤出、造粒,即可得到生物基注塑材料。所述混合优选在混合机中进行,所述混合完成后,优选将得到的混合物料在双螺杆挤出机中混合挤出、造粒。其中,所述挤出的转速优选为200~350r/min,更优选为250~300r/min。所述双螺杆挤出机的加工温度优选控制为七区,一区温度为160~200℃,二区温度为160~200℃,三区温度为160~200℃,四区温度为160~200℃,五区温度为160~200℃,六区温度为160~200℃,七区温度为160~200℃。
在本发明的一些实施方案中,优选将聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯混合均匀后,将得到的产物在50~70℃下干燥8~15h,优选在60℃下干燥12h,然后与脱模剂和聚乳酸多元醇混合,之后将混合物料于双螺杆挤出机中进行挤出造粒。所述挤出的转速以及双螺杆挤出机的加工温度如上所述,在此不再赘述。
本发明提供的上述生物基注塑材料的制备方法,相较传统方法而言,更具有经济性,在相同成本的条件下,可实现更块的生产效率,降低了加工成本,为进一步拓展生物基复合材料的应用提供了基础。
为了进一步说明本发明,下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例中所用的制备原料均为一般市售品。
实施例1
本实施例提供一种聚乳酸复合材料,其制备原料及用量如下表1所示:
表1
按照上述表1配比,将PLA、P34HB、PHBH和PBAT混合放入烘箱干燥后,与脱模剂(二甲基硅油、聚醚多元醇二缩水甘油醚、硅酮粉)和聚乳酸多元醇混合,进行双螺杆挤出造粒。双螺杆挤出机选用200r/min,挤出机温度一区温度为170℃,二区温度为180℃,三区温度为180℃,四区温度为180℃,五区温度为180℃,六区温度为170℃,七区温度为170℃,经过双螺杆挤出后采用风冷降温使改性聚乳酸复合材料降至室温切粒,得到聚乳酸复合材料。
将得到的聚乳酸复合材料进行接触角、注塑效率测试及直观观察脱模难易程度。
实施例2
本实施例提供一种聚乳酸复合材料,其制备原料及用量如下表2所示:
表2
序号 | 原料 | 用量(重量份) |
1 | PLA | 100 |
2 | P34HB | 2.5 |
3 | PHBH | 2.5 |
4 | PBAT | 5 |
5 | 二乙基硅油 | 0.2 |
6 | 十六烷醚 | 0.5 |
7 | 硅酮粉 | 0.1 |
8 | 聚乳酸多元醇 | 3 |
按照上述表2配比,将PLA、P34HB、PHBH和PBAT混合放入烘箱干燥后与脱模剂(二乙基硅油、十六烷醚、硅酮粉)和聚乳酸多元醇混合在双螺杆挤出造粒。双螺杆挤出机选用300r/min,挤出机温度一区温度为160℃,二区温度为170℃,三区温度为170℃,四区温度为170℃,五区温度为170℃,六区温度为170℃,七区温度为160℃,经过双螺杆挤出后采用风冷降温使改性聚乳酸复合材料降至室温切粒,得到聚乳酸复合材料。
将得到的聚乳酸复合材料进行接触角、注塑效率测试及直观观察脱模难易程度。
实施例3
本实施例提供一种聚乳酸复合材料,其制备原料及用量如下表3所示:
表3
按照上述表3配比,将PLA、P34HB、PHBH和PBAT混合放入烘箱干燥后与脱模剂(苯甲基硅油、二乙二醇单十六醚、硅酮母粒)和聚乳酸多元醇混合在双螺杆挤出造粒。双螺杆挤出机选用350r/min,挤出机温度一区温度为180℃,二区温度为190℃,三区温度为190℃,四区温度为190℃,五区温度为190℃,六区温度为190℃,七区温度为180℃,经过双螺杆挤出后采用风冷降温使改性聚乳酸复合材料降至室温切粒,得到聚乳酸复合材料。
将得到的聚乳酸复合材料进行接触角、注塑效率测试及直观观察脱模难易程度。
实施例4
本实施例提供一种聚乳酸复合材料,其制备原料及用量如下表4所示:
表4
按照上述表4配比,将PLA、P34HB、PHBH和PBAT混合放入烘箱干燥后与脱模剂(苯甲基硅油、聚醚多元醇二缩水甘油醚、硅酮母粒)和聚乳酸多元醇混合在双螺杆挤出造粒。双螺杆挤出机选用350r/min,挤出机温度一区温度为180℃,二区温度为190℃,三区温度为190℃,四区温度为190℃,五区温度为190℃,六区温度为190℃,七区温度为180℃,经过双螺杆挤出后采用风冷降温使改性聚乳酸复合材料降至室温切粒,得到聚乳酸复合材料。
将得到的聚乳酸复合材料进行接触角、注塑效率测试及直观观察脱模难易程度。
对比例1
本对比例提供一种聚乳酸材料,其制备方法如下:
将PLA放入烘箱干燥后合在双螺杆挤出造粒,此次共混不加入脱模剂和其他助剂,仅包括单一的PLA。双螺杆挤出机选用200r/min,挤出机温度一区温度为160℃,二区温度为160℃,三区温度为160℃,四区温度为160℃,五区温度为160℃,六区温度为160℃,七区温度为160℃,经过双螺杆挤出后采用风冷降温使改性聚乳酸复合材料降至室温切粒,得到聚乳酸复合材料。
将得到的聚乳酸材料进行接触角、注塑效率测试及直观观察脱模难易程度。
对比例2
本对比例提供一种聚乳酸复合材料,其制备原料及用量如下表5所示:
表5
按照上述表5配比,将PLA、P34HB、PHBH、PBAT混合放入烘箱干燥后与此次共混只加入单一的脱模剂聚醚多元醇二缩水甘油醚混合在双螺杆挤出造粒。双螺杆挤出机选用200r/min,挤出机温度一区温度为160℃,二区温度为160℃,三区温度为160℃,四区温度为160℃,五区温度为160℃,六区温度为160℃,七区温度为160℃,经过双螺杆挤出后采用风冷降温使改性聚乳酸复合材料降至室温切粒,得到聚乳酸复合材料。
将得到的聚乳酸复合材料进行接触角、注塑效率测试及直观观察脱模难易程度。
对比例3
本对比例提供一种聚乳酸复合材料,其制备原料及用量如下表6所示:
表6
按照上述表6配比,将PLA、P34HB、PHBH和PBAT混合放入烘箱干燥后,与此次共混加入的脱模剂二甲基硅油、聚醚多元醇二缩水甘油醚和聚乳酸多元醇混合,然后进行双螺杆挤出造粒。双螺杆挤出机选用200r/min,挤出机温度一区温度为160℃,二区温度为160℃,三区温度为160℃,四区温度为160℃,五区温度为160℃,六区温度为160℃,七区温度为160℃,经过双螺杆挤出后采用风冷降温使改性聚乳酸复合材料降至室温切粒,得到聚乳酸复合材料。
将得到的聚乳酸复合材料进行接触角、注塑效率测试及直观观察脱模难易程度。
对比例4
本对比例提供一种聚乳酸复合材料,其制备原料及用量如下表7所示:
表7
序号 | 原料 | 用量(重量份) |
1 | PLA | 100 |
2 | P34HB | 5 |
3 | PHBH | 5 |
4 | PBAT | 10 |
5 | 聚乳酸多元醇 | 2 |
按照上述表7配比,将PLA、P34HB、PHBH和PBAT混合放入烘箱干燥,然后与聚乳酸多元醇混合并进行双螺杆挤出造粒,此次共混不加入脱模剂。双螺杆挤出机选用200r/min,挤出机温度一区温度为160℃,二区温度为160℃,三区温度为160℃,四区温度为160℃,五区温度为160℃,六区温度为160℃,七区温度为160℃,经过双螺杆挤出后采用风冷降温使改性聚乳酸复合材料降至室温切粒,得到改性后的聚乳酸复合材料。
将得到的聚乳酸复合材料进行接触角、注塑效率测试及直观观察脱模难易程度。
对比例5
本对比例提供一种聚乳酸复合材料,其制备原料及用量如下表8所示(脱模剂为单一的二甲基硅油):
表8
序号 | 原料 | 用量(重量份) |
1 | PLA | 100 |
2 | P34HB | 5 |
3 | PHBH | 5 |
4 | PBAT | 10 |
5 | 二甲基硅油 | 0.5 |
6 | 聚乳酸多元醇 | 2 |
按照上述表8配比,将PLA、P34HB、PHBH和PBAT混合放入烘箱干燥后,与脱模剂(二甲基硅油)和聚乳酸多元醇混合,进行双螺杆挤出造粒。双螺杆挤出机选用200r/min,挤出机温度一区温度为170℃,二区温度为180℃,三区温度为180℃,四区温度为180℃,五区温度为180℃,六区温度为170℃,七区温度为170℃,经过双螺杆挤出后采用风冷降温使改性聚乳酸复合材料降至室温切粒,得到聚乳酸复合材料。
将得到的聚乳酸复合材料进行接触角、注塑效率测试及直观观察脱模难易程度。
对比例6
本对比例提供一种聚乳酸复合材料,其制备原料及用量如下表9所示(脱模剂为单一的硅酮粉):
表9
按照上述表9配比,将PLA、P34HB、PHBH和PBAT混合放入烘箱干燥后与脱模剂(硅酮粉)和聚乳酸多元醇混合在双螺杆挤出造粒。双螺杆挤出机选用200r/min,挤出机温度一区温度为170℃,二区温度为180℃,三区温度为180℃,四区温度为180℃,五区温度为180℃,六区温度为170℃,七区温度为170℃,经过双螺杆挤出后采用风冷降温使改性聚乳酸复合材料降至室温切粒,得到聚乳酸复合材料。
将得到的聚乳酸复合材料进行接触角、注塑效率测试及直观观察脱模难易程度。
接触角测试
在静态接触角测量仪上在25℃±2℃下测量接触角。使用双蒸馏水(H2O)作为探针液体。液滴体积精确控制在2μL。将实施例和对比例得到的产物作为样品,压成薄片进行测量,每个样品被测试五次,结果取平均值。
注塑频率测试
将实施例和对比例得到的产物作为样品,放置到50T型号的双模注塑机中,模具为不锈钢材质,形状为100×100×2mm的正方体。按照完整的形状脱出时的注塑参数为准,以10分钟为时间,计量注塑开模次数,每个样品测试五次,结果取平均值。
测试结果如下表10所示:
表10
由上表数据可知,本发明提供的聚乳酸复合材料的接触角均大于90°,表明所述聚乳酸复合材料表面疏水,有利于聚乳酸复合材料进行脱模,且注塑频率高。
单模具脱除测试
把实施例和对比例得到的复合材料放入到100×100×2mm正方体金属模具中,将整个模具放入热压机中进行热压,于180℃之间保温8min,保温期间后施加10MPa压力,热压3min后进行冷却、脱模。将已经成型的复合材料从不锈钢模具中取出,脱离模具,直接观察脱模难易程度,复合材料表面光滑程度以及制品粘连后可清理的难易程度。
上述实施例1~4和对比例1~6得到的聚乳酸复合材料的脱模难易程度、表面光滑程度以及粘连后可清理的难易程度如下表11所示:
其中,脱模难易程度分为容易、一般和较差,容易对应不施加外力自动脱模,一般对应简单施加外力即可脱模,较差对应需要借助工具进行分离脱模。
粘连后可清理的难易程度分为容易、一般和较差,容易对应简单施加外力即可分离,一般对应需要在容易的基础上增加更大外力进行分离,较差对应需借助工具增加外力进行分离。
表11
由上表11数据可知,本发明提供的聚乳酸复合材料表面基本不粘连,且表面光滑,容易脱模,且即使粘连后也容易清理。
所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种脱模组合物,其特征在于,按重量份计包括硅油类化合物0.2~1份,醚类化合物0.2~1份和硅酮类化合物0.1~0.5份;
所述醚类化合物包括聚醚多元醇二缩水甘油醚和/或脂肪醚。
2.根据权利要求1所述的脱模组合物,其特征在于,所述硅油类化合物包括二甲基硅油、二乙基硅油或苯甲基硅油中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的脱模组合物,其特征在于,所述硅酮类化合物包括硅酮粉和/或硅酮母粒。
4.根据权利要求1所述的脱模组合物,其特征在于,所述脂肪醚为二乙二醇单十六醚、三聚乙二醇单十八醚、十六烷醚、十八烷醚中的任意一种或多种。
5.一种生物基注塑材料,其特征在于,按重量份包括聚乳酸100份,权利要求1~4中任一项所述的脱模组合物0.5~1.3份。
6.根据权利要求5所述的生物基注塑材料,其特征在于,所述生物基注塑材料还包括聚羟基脂肪酸酯5~25份,聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯0~10份,分散剂2~6份。
7.根据权利要求6所述的生物基注塑材料,其特征在于,所述聚羟基脂肪酸酯选自聚-3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯和/或3-羟基丁酸酯-3-羟基乙酸酯。
8.根据权利要求6所述的生物基注塑材料,其特征在于,所述分散剂选自聚乳酸多元醇。
9.根据权利要求7所述的生物基注塑材料,其特征在于,所述生物基注塑材料按重量份包括聚乳酸100份,聚羟基脂肪酸酯5~20份,聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯5~10份,脱模剂0.5~1份,聚乳酸多元醇2~5份。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311580582.0A CN117467258A (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种生物基注塑材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311580582.0A CN117467258A (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种生物基注塑材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117467258A true CN117467258A (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=89636228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311580582.0A Pending CN117467258A (zh) | 2023-11-24 | 2023-11-24 | 一种生物基注塑材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117467258A (zh) |
-
2023
- 2023-11-24 CN CN202311580582.0A patent/CN117467258A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103980684B (zh) | 一种增韧耐水性淀粉塑料及其制备方法 | |
CN101596732B (zh) | 木塑复合地板的生产方法 | |
CN111040400A (zh) | 一种全生物降解片材及其制备方法 | |
CN103732685A (zh) | 生物可降解聚合物共混物 | |
EP3064542B1 (en) | Biodegradable thermoplastic polymer compostion, method for its manufacture and use thereof | |
EP2256149A1 (en) | Method for plasticizing lactic acid polymers | |
JP2009527593A (ja) | 環境分解性ポリマーブレンド及び環境分解性ポリマーブレンドを得る方法 | |
CN105838047A (zh) | 一种可生物降解改性木质素颗粒及其制造方法 | |
CN114889285A (zh) | 一种低温热封生物可降解复合膜及其制备工艺 | |
CN111205605B (zh) | 高熔体强度的聚羟基脂肪酸酯共混物及薄膜及其制备方法和应用 | |
CN104371296A (zh) | 一种聚甲基乙撑碳酸酯组合物及其制备方法 | |
CN111621239A (zh) | 一种全生物降解胶带及其制备方法 | |
CN112592571A (zh) | 一种医用生物可降解复合薄片材料及其制备方法 | |
CN115386199B (zh) | 一种耐高温可食品接触全生物降解pbs合金材料及其制备方法 | |
CN103788603B (zh) | 一种聚乳酸双向拉伸磨砂薄膜及其制备方法 | |
CN108948682A (zh) | 一种木质素改性pbat/pla复合膜材料及其制备方法 | |
CN117467258A (zh) | 一种生物基注塑材料 | |
EP2534190B1 (en) | Biodegradable polymers and methods for the preparation thereof | |
CN109232998A (zh) | 一种链状SiO2增强热塑性淀粉塑料的制备方法 | |
CN110564122B (zh) | 一种可降解抗菌薄膜及其制备 | |
US9416255B2 (en) | Compositions comprising polylactic acid, bentonite, and gum arabic | |
US20130131225A1 (en) | Compositions comprising polylactic acid and gum arabic | |
CN111849177A (zh) | 一种全生物降解材料 | |
CN116200015A (zh) | 一种竹粉-pbs复合材料的制备方法 | |
CN108329808A (zh) | 一种高阻隔性聚甲基乙撑碳酸酯/氧化石墨烯纳米复合涂层材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |