一种复合聚乳酸纤维包装材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种复合聚乳酸纤维包装材料及其制备方法。由以下成分制备而成：聚乙二醇、聚乳酸纤维、聚己内酯、玻璃纤维、1,3?二氨基甲基环己烷、乙撑双硬酯酰胺、硬脂酸钙、三乙酸甘油酯、柠檬酸三丁酯、丙三醇、环氧乙烷、对羟基苯甲酸乙酯、丙酸钙、氢氧化镁。制备方法如下：先将聚乳酸纤维、聚己内酯和玻璃纤维放入烘箱中干燥；将聚乙二醇放入真空干燥箱中干燥；将所有组分用高速混合机混合，再将混合物加入三螺杆挤出机中进行熔融共混造粒然后将粒料装入模具，预热后热压，最后装入冷压机中冷却即得。本发明的复合聚乳酸纤维包装材料具有良好的力学性能，弹性和韧性佳，同时具有卓越的耐冲击性能，另外降解性能较好，绿色环保。
【专利说明】
一种复合聚乳酸纤维包装材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及包装材料领域，具体涉及一种复合聚乳酸纤维包装材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着经济科技的迅猛发展，人们的生活水平也得到了大幅度的提高。人们在购买 商品时不仅注重商品的本质，对于其外观、功能性等都有了一定的要求。同时，也随着包装 业的不断强大，包装材料的消耗已成为一项巨大的消耗品，不仅给已是能源短缺的石油业 造成了一定的压力，同时，大部分包装材料的不可或不易降解性对环境也造成了一定的压 力。随着人们环保意识的增强，人们对于可降解包装材料的需求也是越来越强，因此，研究 开发具有较好的力学性能，同时易降解的包装材料对于缓解环境压力，节约能源和降低成 本都具有很大的价值。而聚乳酸纤维是以玉米、小麦和甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发 酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成，是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中 可自然降解的合成纤维，将其应用于包装材料中具有极大的市场价值和环保意义。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种复合聚乳酸纤维包装材料，具有良 好的力学性能，弹性和韧性佳，同时具有卓越的耐冲击性能，另外降解性能较好，绿色环保。
[0005] 技术方案:一种复合聚乳酸纤维包装材料，由以下成分以重量份制备而成:聚乙二 醇10-20份、聚乳酸纤维5-10份、聚己内酯30-50份、玻璃纤维4-6份、1，3_二氨基甲基环己烷 0.5-1份、乙撑双硬酯酰胺0.2-0.5份、硬脂酸钙0.2-0.4份、三乙酸甘油酯1-3份、柠檬酸三 丁酯0.3-0.6份、丙三醇2-4份、环氧乙烷1-2份、对羟基苯甲酸乙酯0.5-1份、丙酸钙0.2-0.5 份、氢氧化镁〇. 3-0.6份。
[0006] 进一步优选的，所述的一种复合聚乳酸纤维包装材料，由以下成分以重量份制备 而成:聚乙二醇12-18份、聚乳酸纤维6-9份、聚己内酯35-45份、玻璃纤维4.5-5.5份、1，3_二 氨基甲基环己烷0.6-0.9份、乙撑双硬酯酰胺0.3-0.4份、硬脂酸钙0.25-0.35份、三乙酸甘 油酯1.5-2.5份、柠檬酸三丁酯0.4-0.5份、丙三醇2.5-3.5份、环氧乙烷1.2-1.7份、对羟基 苯甲酸乙酯0.6-0.9份、丙酸钙0.3-0.4份、氢氧化镁0.4-0.5份。
[0007] 上述复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法包括以下步骤： 步骤1:将聚乳酸纤维、聚己内酯和玻璃纤维放入烘箱中，在温度70-80°C下干燥4-5小 时； 步骤2:将聚乙二醇放入真空干燥箱中在温度35-45 °C下干燥4-5小时； 步骤3:将所有组分混合，用高速混合机进行混合3-7分钟； 步骤4:将混合物加入三螺杆挤出机中进行熔融共混造粒，主螺杆转速为50-60r/min， 加料螺杆转速为5_7r/min，各段温度依次为：120-130 °C，130-140 °C，130-140 °C，140-150 °C，140-150 °C，150-160 °C，150-160 °C，160-170 °C，160-170 °C ; 步骤5:将粒料装入模具，在190-200 °C下预热5-10分钟； 步骤6:在压力15-17MPa下热压5-7分钟； 步骤7:装入冷压机中，在压力5-7MPa下冷却5-10分钟即得。
[0008] 进一步优选的，步骤1中温度为75°C，干燥时间为4.5小时。
[0009] 进一步优选的，步骤2中温度为40°C，干燥时间为4.5小时。
[0010] 进一步优选的，步骤3中混合时间为4-6分钟。
[0011 ]进一步优选的，步骤4中主螺杆转速为55r/min，加料螺杆转速为6r/min，各段温度 依次为：125。(：，135。(：，135。(：，145。(：，145。(：，155。(：，155。(：，165。(：，165。(：。
[0012]进一步优选的，步骤5中温度为195°C，，预热时间为6-9分钟。
[0013] 进一步优选的，步骤6中压力为16MPa，热压时间为6分钟。
[0014] 进一步优选的，步骤7中压力为6MPa，冷却时间为6-9分钟。
[0015]有益效果:本发明的复合聚乳酸纤维包装材料，具有良好的力学性能，其拉伸强度 高达45.3MPa，断裂伸长率最高也可达17.1%，弯曲强度为64.7MPa，弹性和韧性佳，同时其冲 击强度也达到了 5.13KJ/m2，具有卓越的耐冲击性能，另外其降解性能较好，绿色环保。
[0016]
【具体实施方式】 [0017] 实施例i 一种复合聚乳酸纤维包装材料，由以下成分以重量份制备而成:聚乙二醇10份、聚乳酸 纤维5份、聚己内酯30份、玻璃纤维4份、1，3_二氨基甲基环己烷0.5份、乙撑双硬酯酰胺0.2 份、硬脂酸钙0.2份、三乙酸甘油酯1份、柠檬酸三丁酯0.3份、丙三醇2份、环氧乙烷1份、对羟 基苯甲酸乙酯0.5份、丙酸钙0.2份、氢氧化镁0.3份。
[0018] 上述复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法为:先将聚乳酸纤维、聚己内酯和玻璃 纤维放入烘箱中，在温度70 °C下干燥4小时;将聚乙二醇放入真空干燥箱中在温度35 °C下干 燥4小时;将所有组分混合，用高速混合机进行混合3分钟，再将混合物加入三螺杆挤出机中 进行熔融共混造粒，主螺杆转速为50r/min，加料螺杆转速为5r/min，各段温度依次为：120 °C，130 °C，130 °C，140 °C，140 °C，150 °C，150 °C，160 °C，160 °C，然后将粒料装入模具，在 190 °C 下预热5分钟，在压力15MPa下热压5分钟，最后装入冷压机中，在压力5MPa下冷却5分钟即 得。
[0019] 实施例2 一种复合聚乳酸纤维包装材料，由以下成分以重量份制备而成:聚乙二醇12份、聚乳酸 纤维6份、聚己内酯35份、玻璃纤维4.5份、1，3_二氨基甲基环己烷0.6份、乙撑双硬酯酰胺 0.3份、硬脂酸钙0.25份、三乙酸甘油酯1.5份、柠檬酸三丁酯0.4份、丙三醇2.5份、环氧乙烷 1.2份、对羟基苯甲酸乙酯0.6份、丙酸钙0.3份、氢氧化镁0.4份。
[0020] 上述复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法为:先将聚乳酸纤维、聚己内酯和玻璃 纤维放入烘箱中，在温度75 °C下干燥4.5小时;将聚乙二醇放入真空干燥箱中在温度40 °C下 干燥4.5小时;将所有组分混合，用高速混合机进行混合4分钟，再将混合物加入三螺杆挤出 机中进行熔融共混造粒，主螺杆转速为55r/min，加料螺杆转速为6r/min，各段温度依次为： 125 °C，135 °C，135 °C，145 °C，145 °C，155 °C，155 °C，165 °C，165 °C，然后将粒料装入模具，在 195 °C下预热6分钟，在压力16MPa下热压6分钟，最后装入冷压机中，在压力6MPa下冷却6分 钟即得。
[0021] 实施例3 一种复合聚乳酸纤维包装材料，由以下成分以重量份制备而成:聚乙二醇15份、聚乳酸 纤维7.5份、聚己内酯40份、玻璃纤维5份、1，3_二氨基甲基环己烷0.75份、乙撑双硬酯酰胺 0.35份、硬脂酸钙0.3份、三乙酸甘油酯2份、柠檬酸三丁酯0.45份、丙三醇3份、环氧乙烷1.5 份、对羟基苯甲酸乙酯0.75份、丙酸钙0.35份、氢氧化镁0.45份。
[0022]上述复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法为:先将聚乳酸纤维、聚己内酯和玻璃 纤维放入烘箱中，在温度75 °C下干燥4.5小时;将聚乙二醇放入真空干燥箱中在温度40 °C下 干燥4.5小时;将所有组分混合，用高速混合机进行混合5分钟，再将混合物加入三螺杆挤出 机中进行熔融共混造粒，主螺杆转速为55r/min，加料螺杆转速为6r/min，各段温度依次为： 125 °C，135 °C，135 °C，145 °C，145 °C，155 °C，155 °C，165 °C，165 °C，然后将粒料装入模具，在 190-200°C下预热7分钟，在压力16MPa下热压6分钟，最后装入冷压机中，在压力6MPa下冷却 8分钟即得。
[0023] 实施例4 一种复合聚乳酸纤维包装材料，由以下成分以重量份制备而成:聚乙二醇18份、聚乳酸 纤维9份、聚己内酯45份、玻璃纤维5.5份、1，3_二氨基甲基环己烷0.9份、乙撑双硬酯酰胺 0.4份、硬脂酸钙0.35份、三乙酸甘油酯2.5份、柠檬酸三丁酯0.5份、丙三醇3.5份、环氧乙烷 1.7份、对羟基苯甲酸乙酯0.9份、丙酸钙0.4份、氢氧化镁0.5份。
[0024]上述复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法为:先将聚乳酸纤维、聚己内酯和玻璃 纤维放入烘箱中，在温度75 °C下干燥4.5小时;将聚乙二醇放入真空干燥箱中在温度40 °C下 干燥4.5小时;将所有组分混合，用高速混合机进行混合6分钟，再将混合物加入三螺杆挤出 机中进行熔融共混造粒，主螺杆转速为55r/min，加料螺杆转速为6r/min，各段温度依次为： 125 °C，135 °C，135 °C，145 °C，145 °C，155 °C，155 °C，165 °C，165 °C，然后将粒料装入模具，在 195 °C下预热9分钟，在压力16MPa下热压6分钟，最后装入冷压机中，在压力6MPa下冷却9分 钟即得。
[0025] 实施例5 一种复合聚乳酸纤维包装材料，由以下成分以重量份制备而成:聚乙二醇20份、聚乳酸 纤维10份、聚己内酯50份、玻璃纤维6份、1，3_二氨基甲基环己烷1份、乙撑双硬酯酰胺0.5 份、硬脂酸钙0.4份、三乙酸甘油酯3份、柠檬酸三丁酯0.6份、丙三醇4份、环氧乙烷2份、对羟 基苯甲酸乙酯1份、丙酸钙0.5份、氢氧化镁0.6份。
[0026]上述复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法为:先将聚乳酸纤维、聚己内酯和玻璃 纤维放入烘箱中，在温度80 °C下干燥5小时;将聚乙二醇放入真空干燥箱中在温度45 °C下干 燥5小时;将所有组分混合，用高速混合机进行混合7分钟，再将混合物加入三螺杆挤出机中 进行熔融共混造粒，主螺杆转速为60r/min，加料螺杆转速为7r/min，各段温度依次为：130 °C，140 °C，140 °C，150 °C，150 °C，160 °C，160 °C，170 °C，170 °C，然后将粒料装入模具，在200 °C 下预热10分钟，在压力17MPa下热压7分钟，最后装入冷压机中，在压力7MPa下冷却10分钟即 得。
[0027] 对比例1 本实施例与实施例5的区别在于不含有聚乳酸纤维。具体地说是： 一种复合聚乳酸纤维包装材料，由以下成分以重量份制备而成:聚乙二醇20份、聚己内 酯50份、玻璃纤维6份、1，3_二氨基甲基环己烷1份、乙撑双硬酯酰胺0.5份、硬脂酸钙0.4份、 三乙酸甘油酯3份、柠檬酸三丁酯0.6份、丙三醇4份、环氧乙烷2份、对羟基苯甲酸乙酯1份、 丙酸钙0.5份、氢氧化镁0.6份。
[0028]上述复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法为:先将聚己内酯和玻璃纤维放入烘箱 中，在温度80 °C下干燥5小时;将聚乙二醇放入真空干燥箱中在温度45 °C下干燥5小时;将所 有组分混合，用高速混合机进行混合7分钟，再将混合物加入三螺杆挤出机中进行熔融共混 造粒，主螺杆转速为60r/min，加料螺杆转速为7r/min，各段温度依次为：130°C，140°C，140 °C，150°C，150°C，160 °C，160 °C，170 °C，170 °C，然后将粒料装入模具，在200 °C 下预热 10分 钟，在压力17MPa下热压7分钟，最后装入冷压机中，在压力7MPa下冷却10分钟即得。
[0029] 对比例2 本实施例与实施例5的区别在于不含有三乙酸甘油酯和柠檬酸三丁酯。具体地说是： 一种复合聚乳酸纤维包装材料，由以下成分以重量份制备而成:聚乙二醇20份、聚乳酸 纤维10份、聚己内酯50份、玻璃纤维6份、1，3_二氨基甲基环己烷1份、乙撑双硬酯酰胺0.5 份、硬脂酸钙0.4份、丙三醇4份、环氧乙烷2份、对羟基苯甲酸乙酯1份、丙酸钙0.5份、氢氧化 镁0.6份。
[0030] 上述复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法为:先将聚乳酸纤维、聚己内酯和玻璃 纤维放入烘箱中，在温度80 °C下干燥5小时;将聚乙二醇放入真空干燥箱中在温度45 °C下干 燥5小时;将所有组分混合，用高速混合机进行混合7分钟，再将混合物加入三螺杆挤出机中 进行熔融共混造粒，主螺杆转速为60r/min，加料螺杆转速为7r/min，各段温度依次为：130 °C，140 °C，140 °C，150 °C，150 °C，160 °C，160 °C，170 °C，170 °C，然后将粒料装入模具，在200 °C 下预热10分钟，在压力17MPa下热压7分钟，最后装入冷压机中，在压力7MPa下冷却10分钟即 得。
[0031] 本发明制备的复合聚乳酸纤维包装材料的部分性能如下，我们可以看到本发明具 有良好的力学性能，其拉伸强度高达45.3MPa，断裂伸长率最高也可达17.1%，弯曲强度为 64.7MPa，弹性和韧性佳，同时其冲击强度也达到了 5.13KJ/m2，具有卓越的耐冲击性能，另 外其降解性能较好，绿色环保。
[0032] 实施例和对比例的性能如下：
【主权项】
1. 一种复合聚乳酸纤维包装材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成:聚乙二 醇10-20份、聚乳酸纤维5-10份、聚己内酯30-50份、玻璃纤维4-6份、1，3_二氨基甲基环己烷 0.5-1份、乙撑双硬酯酰胺0.2-0.5份、硬脂酸钙0.2-0.4份、三乙酸甘油酯1-3份、柠檬酸三 丁酯0.3-0.6份、丙三醇2-4份、环氧乙烷1-2份、对羟基苯甲酸乙酯0.5-1份、丙酸钙0.2-0.5 份、氢氧化镁〇. 3-0.6份。2. 根据权利要求1所述的一种复合聚乳酸纤维包装材料，其特征在于：由以下成分以重 量份制备而成：聚乙二醇12-18份、聚乳酸纤维6-9份、聚己内酯35-45份、玻璃纤维4.5-5.5 份、1，3-二氨基甲基环己烷0.6-0.9份、乙撑双硬酯酰胺0.3-0.4份、硬脂酸钙0.25-0.35份、 三乙酸甘油酯1.5-2.5份、柠檬酸三丁酯0.4-0.5份、丙三醇2.5-3.5份、环氧乙烷1.2-1.7 份、对羟基苯甲酸乙酯0.6-0.9份、丙酸钙0.3-0.4份、氢氧化镁0.4-0.5份。3. 权利要求1至2任一项所述的一种复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法，其特征在 于:包括以下步骤： 步骤1:将聚乳酸纤维、聚己内酯和玻璃纤维放入烘箱中，在温度70-80°C下干燥4-5小 时； 步骤2:将聚乙二醇放入真空干燥箱中在温度35-45 °C下干燥4-5小时； 步骤3:将所有组分混合，用高速混合机进行混合3-7分钟； 步骤4:将混合物加入三螺杆挤出机中进行熔融共混造粒，主螺杆转速为50-60r/min， 加料螺杆转速为5_7r/min，各段温度依次为：120-130 °C，130-140 °C，130-140 °C，140-150 °C，140-150 °C，150-160 °C，150-160 °C，160-170 °C，160-170 °C ; 步骤5:将粒料装入模具，在190-200 °C下预热5-10分钟； 步骤6:在压力15-17MPa下热压5-7分钟； 步骤7:装入冷压机中，在压力5-7MPa下冷却5-10分钟即得。4. 根据权利要求3所述的一种复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法，其特征在于:所述 步骤1中温度为75°C，干燥时间为4.5小时。5. 根据权利要求3所述的一种复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法，其特征在于:所述 步骤2中温度为40 °C，干燥时间为4.5小时。6. 根据权利要求3所述的一种复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法，其特征在于:所述 步骤3中混合时间为4-6分钟。7. 根据权利要求3所述的一种复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法，其特征在于:所述 步骤4中主螺杆转速为55r/min，加料螺杆转速为6r/min，各段温度依次为：125°C，135°C， 135°C，145°C，145°C，155°C，155°C，165°C，165°C。8. 根据权利要求3所述的一种复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法，其特征在于:所述 步骤5中温度为195 °C，预热时间为6-9分钟。9. 根据权利要求3所述的一种复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法，其特征在于:所述 步骤6中压力为16MPa，热压时间为6分钟。10. 根据权利要求3所述的一种复合聚乳酸纤维包装材料的制备方法，其特征在于:所 述步骤7中压力为6MPa，冷却时间为6-9分钟。
【文档编号】C08K5/053GK105820526SQ201610334663
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】匡学明
【申请人】苏州倍力特物流设备有限公司