耐高温聚乳酸复合材料及其成型品的制作方法

文档序号:13570477阅读:231来源:国知局

技术领域
】本发明涉及高分子材料
技术领域
,具体是涉及一种耐高温聚乳酸复合材料及其成型品。
背景技术
: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。然而,由于聚乳酸的耐温性不佳,不结晶的聚乳酸耐热温度只能达到50℃左右,从而限制了聚乳酸的应用范围。例如,不能应用于对耐热温度要求高的餐具和医疗行业。有鉴于此,实有必要开发一种耐高温聚乳酸复合材料,以解决上述聚乳酸耐热温度低的问题。技术实现要素:因此,本发明的目的是提供一种耐高温聚乳酸复合材料及其成型品,该聚乳酸复合材料具有较高的耐热温度,能够应用在餐具和医疗行业。为了达到上述目的,本发明的耐高温聚乳酸复合材料,按重量份数表示包括:可选地,所述左旋聚乳酸树脂和右旋聚乳酸树脂的重均分子量分别为1-10万。可选地,所述晶核剂为芳香族酰胺化合物、脂肪族酰胺化合物、山梨糖醇化合物、金属有机磷酸盐化合物、安息香酸盐化合物、邻苯二酚、对苯二酚二羟乙基醚、4,4’.二羟基二苯基甲烷、1,4.苯二酚化合物、聚羟基乙酸及其衍生物、聚乙醇酸及其衍生物、碳纤维、木粉、有机纤维中的至少一种。可选地,所述耐高温聚乳酸复合材料还包括0.1-20重量份的耐水解剂。可选地,所述耐水解剂为二环己基碳二亚胺、双异丙基碳二亚胺、二辛基碳二亚胺、1,5-萘二异氰酸酯、氢化4,4-二苯甲烷二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、唑啉化合物中的至少一种。可选地,所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、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,所述无机填充材料为滑石粉、二氧化硅、碳纳米管、碳酸钙、有机纳米蒙脱土中的至少一种,所述无机填充材料的细度为500-6000目。可选地,所述耐高温聚乳酸复合材料还包括静电防止剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、脱模剂及着色剂中的至少一种。另外,本发明还提供一种耐高温聚乳酸成型品,其由所述的耐高温聚乳酸复合材料构成。相较于现有技术,本发明的耐高温聚乳酸复合材料,将左旋聚乳酸树脂及右旋聚乳酸树脂混合,形成聚乳酸络合物提高聚乳酸的耐热性,并通过添加晶核剂缩短聚乳酸的结晶时间,由此将耐热温度由先前的50℃提升至110℃;另外还通过添加耐水解剂提高了耐水解性,使聚乳酸复合材料应用在湿度环境下。因此,本发明的耐高温聚乳酸复合材料能够应用在餐具和医疗行业,扩大了应用范围。【具体实施方式】本发明的耐高温聚乳酸复合材料,按重量份数表示包括:左旋聚乳酸树脂20-50份,所述左旋聚乳酸树脂的重均分子量为1-10万。右旋聚乳酸树脂20-50份,所述右旋聚乳酸树脂的重均分子量为1-10万。通过将右旋聚乳酸树脂与左旋聚乳酸树脂混合,形成聚乳酸络合物,由此提高聚乳酸的耐热性。晶核剂0.5-15份,所述晶核剂为芳香族酰胺化合物、脂肪族酰胺化合物、山梨糖醇化合物、金属有机磷酸盐化合物、安息香酸盐化合物、邻苯二酚、对苯二酚二羟乙基醚、4,4’.二羟基二苯基甲烷、1,4.苯二酚化合物、聚羟基乙酸及其衍生物、聚乙醇酸及其衍生物、碳纤维、木粉、有机纤维中的至少一种。所述晶核剂又称成核剂,能够缩短聚乳酸的结晶时间,提高结晶速度,在成型时时聚乳酸已完成结晶,由此可提高聚乳酸的耐热温度。润滑剂0.5-20份,所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、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0.1-20份,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,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。无机填充材料0.5-40份,通过添加无机填充材料能够降低成本,且还能起到填充、增强及改善材料性能的效果。所述无机填充材料为滑石粉、二氧化硅、碳纳米管、碳酸钙、有机纳米蒙脱土中的至少一种,所述无机填充材料的细度为500-6000目,在细度为500目-1500目时能够达到最佳的效果。其中,所述耐高温聚乳酸复合材料还包括0.1-20重量份的耐水解剂,所述耐水解剂为二环己基碳二亚胺、双异丙基碳二亚胺、二辛基碳二亚胺、1,5-萘二异氰酸酯、氢化4,4-二苯甲烷二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、唑啉化合物中的至少一种。所述耐水解剂能够提升所述复合材料的耐水解性,使聚乳酸复合材料应用在湿度环境下。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,所述耐高温聚乳酸复合材料还包括静电防止剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、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将晶核剂、润滑剂、抗氧剂及无机填充材料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、左旋聚乳酸树脂及右旋聚乳酸树脂在双螺杆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;打样测试物性,并将剩余样条置于恒温恒湿烘箱内环测。比较例1将晶核剂、润滑剂、抗氧剂及无机填充材料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;将混合后的粉体及左旋聚乳酸树脂在双螺杆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;打样测试物性,并将剩余样条置于恒温恒湿烘箱内环测。实施例2将晶核剂、润滑剂、抗氧剂、耐水解剂及无机填充材料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、左旋聚乳酸树脂及右旋聚乳酸树脂在双螺杆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;打样测试物性,并将剩余样条置于恒温恒湿烘箱内环测。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实施例1实施例2对比例1拉伸强度(mpa)67.867.854断裂伸长率(%)6.26.02.4弯曲强度(mpa)88.488.680弯曲模量(mpa)446344583862冲击强度(kj/m2)4.24.22.4熔点(℃)210-220210-220160-170负荷变形温度(℃)10010058将实施例1、2及对比例1中的剩余样条置于75℃恒温90%恒湿的烘箱内环测36小时,测试结果如表2所示:表2:实施例及对比例环测测试结果测试项目实施例1实施例2对比例1拉伸强度(mpa)626546断裂伸长率(%)8.27.21.8弯曲强度(mpa)808568弯曲模量(mpa)380040203040冲击强度(kj/m2)6.86.52.5通过表1可以得知:将实施例1、2与对比例1作比较,将左旋聚乳酸树脂及右旋聚乳酸树脂混合,形成聚乳酸络合物能够极大程度地提高聚乳酸的耐热性,能够将负荷变形温度由58℃提升至100℃,且还提高了复合材料的熔点和冲击强度。将表1与表2相结合,可以观察到在恒温恒湿烘箱中环测后,对比例中的力学性能如拉伸轻度、断裂伸长率、弯曲强度及弯曲模量下降严重,相反,实施例1、2中的力学性能如拉伸轻度、弯曲强度及弯曲模量则变化不大,而且实施例1及2中的断裂伸长率及冲击强度变强。另外,本发明还提供一种耐高温聚乳酸成型品,其由所述的耐高温聚乳酸复合材料构成。所述成型品因耐高温,并能在湿度环境下使用,因此,所述成型品可运用在餐具和医疗行业中。当前第1页12
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