生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚乳酸复合材料领域，具体涉及一种生物基全降解聚乳酸/植物纤维 复合材料及其制备方法和在制备汽车部件中的应用。
【背景技术】
[0002] 为了解决"能源短缺"和"环境污染"给全球经济及人们生存环境带来的挑战，并 促进汽车产品进步、保护环境、推进能源节约和可持续发展，汽车节能减排越来越受到人们 的关注。但是现今汽车用塑料主要为PP、PE、ABS和TPU等石油基塑料，虽然其大规模应用 对汽车轻量化和节能减排有重要意义，但同时大大的加剧了"能源短缺"和"环境污染"。近 年来，绿色生物基材料聚乳酸由于其优异的力学机械性能备受企业界和学术界的关注。聚 乳酸材料完全符合绿色低碳环保经济的发展需求，对促进汽车绿色出行具有重要意义。因 此，聚乳酸在汽车领域的应用具有广阔的应用和经济空间。
[0003] 中国专利CN103509317A和中国专利200710198736. 4利用偶联剂改善天然纤维/ 聚乳酸复合材料的相容性，但是，其韧性和抗冲击性能并不能满足实际使用要求，有待进一 步提高。中国专利CN101200578B公开了一种全降解天然纤维/蒙脱土 /聚乳酸复合材料 的制备方法，该发明先利用熔融共混将聚乳酸、改性蒙脱土及助剂制成母粒，然后再与天然 纤维及聚乳酸熔融挤出，该复合材料具有较好的力学性能，但是其生产工艺复杂，对设备要 求较高，生产成本较高，不适合工业化大规模生产。另外，上述聚乳酸基复合材料极易吸水， 导致聚乳酸基体水解，以致复合材料物理机械性能严重降低。中国专利CN102993627A公开 了一种汽车部件用聚乳酸组合物，利用聚酮和改性橡胶改善聚乳酸冲击强度和耐热性。虽 然改善了聚乳酸抗冲击性能，但是这大大的牺牲了聚乳酸的可降解性能和可再生性，不符 合绿色低碳环保经济的发展需求。
[0004]
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种全生物基、全生物降解、成本 低、生产工艺简单的高强高抗冲植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法和在制备汽车 部件中的应用。
[0006] -种生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料，由以下重量百分比的原料制成：
【主权项】
1. 一种生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的 原料制成：
2. 根据权利要求1所述的生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料，其特征在于，所述 的植物纤维为竹纤维、洋麻纤维、剑麻纤维、亚麻纤维、黄麻纤维、苎麻纤维中的一种或两种 以上。
3. 根据权利要求1所述的生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料，其特征在于，所述 的生物基环氧类化合物为环氧大豆油、衣康酸环氧、腰果酚环氧、酒石酸环氧中的一种或两 种以上。
4. 根据权利要求1所述的生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料，其特征在于，所 述的无机纳米粒子为纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米滑石粉、纳米碳酸钙中一种或两种以 上。
5. 根据权利要求1所述的生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料，其特征在于，所述 的助剂为抗氧剂、紫外光稳定剂、酯类抗水解剂中的一种或两种以上。
6. 根据权利要求1所述的生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料，其特征在于，由以 下重量百分比的原料制成：
所述的植物纤维为洋麻纤维； 所述的无机纳米粒子为纳米二氧化娃； 所述的助剂为抗氧剂、紫外光稳定剂、酯类抗水解剂中的三种。
7. 根据权利要求1~6任一项所述的生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料的制备 方法，其特征在于，包括以下步骤： 先将聚乳酸、植物纤维和无机纳米粒子加入到混合机中在100~ll〇°C下进行混合和 干燥处理，然后加入生物基环氧类化合物和助剂并混合均匀，再利用双螺杆挤出机熔融挤 出、拉条、风冷、造粒，得到生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料。
8. 根据权利要求7所述的生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料的制备方法，其 特征在于，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为35:1~45:1，熔融共混的温度为170°C~ 180 °C〇
9.根据权利要求1~6任一项所述的生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料在制备 汽车部件中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种生物基全降解聚乳酸/植物纤维复合材料及其制备方法和应用，由以下重量百分比的原料制成：聚乳酸50～78％；植物纤维20～35％；生物基环氧类化合物1～9％；无机纳米粒子0.5～4％；助剂0.5～2％。本发明中，聚乳酸、植物纤维和生物基环氧化合物均来自于可再生的生物质并具备生物降解特性，完全符合低碳、绿色环保和可持续经济发展的需求。本发明复合材料具有高强高韧的优异力学性能和优异的疏水性能，并可一次熔融挤出制备，方法简单，易于操作，适用于工业化生产。另外，本发明公开的复合材料不但可用于制备汽车部件，而且还可以用于制备聚乳酸婴幼儿奶瓶及水杯等高端产品领域，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】C08K13-02, B29C47-92, C08K5-1515, C08K3-34, C08K3-26, B29B9-06, C08K3-36, C08L67-04, C08L97-02
【公开号】CN104693708
【申请号】CN201510107551
【发明人】汤兆宾, 陈虎啸, 王熊, 李鹏
【申请人】宁波家塑生物材料科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月11日