耐高温聚乳酸降解材料、耐高温聚乳酸注塑餐具及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚乳酸降解材料，具体地，涉及一种耐高温聚乳酸降解材料、耐高温聚 乳酸注塑餐具及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 伴随全球经济的快速增长和技术的飞跃发展，塑料已经和国民生产和日常生活密 不可分，形形色色的各种给我们的生活带来各种便利，改善了我们生活、促进了经济发展。 但是另一方便传统塑料废弃后在自然界不会降解，由此带来的白色污染严重影响了我们的 生活、破坏了自然生态环境。
[0003] 聚乳酸树脂是由淀粉发酵形成乳酸，乳酸再脱水得到丙交酯，丙交酯开环聚合最 终得到聚乳酸树脂。聚乳酸树脂具有以下特性：安全无害、在人体内可以直接被人体吸收、 原料来源可再生、废弃后堆肥7周可以完全分解为C02和H 2O,因此聚乳酸是目前国际公认 的绿色高分子环保材料，受到各国学者、研宄人员和工业界的大力关注，成为目前最受关注 的生物基降解材料。另外，聚乳酸树脂具有其他生物降解材料不具备的一些特性如高强度、 高模量、高透明性等特性，但由于其柔韧性差、热变形温度低限制了聚乳酸应用的范围。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种耐高温聚乳酸降解材料及其制备方法和通过该耐高温 聚乳酸降解材料制得的耐高温聚乳酸注塑餐具及其制备方法，该耐高温聚乳酸注塑餐具不 仅具有优异的强度、模量和透明性，同时具有优异的柔韧性差和热变形温度。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种耐高温聚乳酸降解材料，所述材料含有聚 乳酸、增韧剂、成核剂、无机矿粉、抗氧剂、润滑剂和扩链剂；以所述材料的总重量为基准，所 述聚乳酸的含量为69. 8-94重量％，所述润滑剂的含量为0. 4-1重量％，所述成核剂的含 量为0. 3-2重量％，所述无机矿粉的含量为4-29重量％，所述抗氧剂的含量为0. 3-0. 9重 量％，所述扩链剂的含量为0.2-1重量％。
[0006] 本发明也提供了一种耐高温聚乳酸降解材料的制备方法，所述方法包括将聚乳 酸、增韧剂、成核剂、无机矿粉、抗氧剂、润滑剂和扩链剂进行混合均匀后送入挤出机挤出造 粒；其中，各组分的用量使得以得到的材料的总重量为基准，所述聚乳酸的用量为69. 8-94 重量％，所述润滑剂的用量为〇. 4_1重量％，所述成核剂的用量为0. 3-2重量％，所述无机 矿粉的用量为4-29重量％，所述抗氧剂的用量为0. 3-0. 9重量％，所述扩链剂的用量为 0. 2-1 重量％。
[0007] 本发明还提供了一种耐高温聚乳酸注塑餐具的制备方法，将上述的耐高温聚乳酸 降解材料或者根据上述的方法制得的耐高温聚乳酸降解材料投入到单螺杆注塑机进行注 塑成型；其中，所述单螺杆注塑机的挤出温度为175-185?，模具温度为100-1KTC，模具保 温时间为35-45秒。
[0008] 本发明进一步提供了一种耐高温聚乳酸注塑餐具，所述耐高温聚乳酸注塑餐具通 过上述的方法制得。
[0009] 通过上述技术方案，本发明通过在聚乳酸中加入成核剂和无机矿粉以提高聚乳酸 材料的热变形温度，同时加入润滑剂提高聚乳酸材料注塑时的高温脱模性，加入增韧剂提 高聚乳酸材料的柔韧性，加入扩链剂提高聚乳酸的聚合度，限制聚乳酸分子链的运动，提高 聚乳酸的热变形温度，从而使得该耐高温聚乳酸降解材料的热变形温度可高达136°c，使其 可以广泛应用于各种注塑类餐具中。
[0010] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0011] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0012] 本发明提供了一种耐高温聚乳酸降解材料，所述材料含有聚乳酸、增韧剂、成核 剂、无机矿粉、抗氧剂、润滑剂和扩链剂；以所述材料的总重量为基准，所述聚乳酸的含量为 69. 8-94重量％，所述润滑剂的含量为0. 4-1重量％，所述成核剂的含量为0. 3-2重量％，所 述无机矿粉的含量为4-29重量％，所述抗氧剂的含量为0. 3-0. 9重量％，所述扩链剂的含 量为0. 2_1重量％。
[0013] 在上述耐高温聚乳酸降解材料的基础上，为了使得耐高温聚乳酸降解材料具有更 优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述材料还含有增韧剂；其中 以所述材料的总重量为基准，所述聚乳酸的含量为69. 8-95重量％，所述润滑剂的含量为 〇. 4-1重量％，所述成核剂的含量为0. 3-2重量％，所述无机矿粉的含量为4-29重量％，所 述抗氧剂的含量为〇. 3-0. 9重量％，所述扩链剂的含量为0. 2-1重量％，所述增韧剂的含量 不大于15重量％。
[0014] 在本发明中，聚乳酸的种类可以在宽的范围内选择，但为了使得耐高温聚乳酸降 解材料具有更优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述聚乳酸的重 均分子量为10万-30万，为聚-L-乳酸和聚-D-乳酸共混物，其中聚-D-乳酸所占比例小 于6% 〇
[0015] 在本发明中，增韧剂的种类可以在宽的范围内选择，但为了使得耐高温聚乳酸降 解材料具有更优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述增韧剂为乙 烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯。
[0016] 在本发明中，润滑剂的种类可以在宽的范围内选择，但为了使得耐高温聚乳酸降 解材料具有更优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述润滑剂为白 油、EBSA (Ν，Ν' -乙撑双硬脂酰胺）和EBS (乙撑双硬脂酰胺）的一种或多种。
[0017] 在本发明中，成核剂的种类可以在宽的范围内选择，但为了使得耐高温聚乳酸降 解材料具有更优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述成核剂为 1，3, 5-正丁基苯三甲酰胺。
[0018] 在本发明中，无机矿粉的种类可以在宽的范围内选择，但为了使得制得耐高温聚 乳酸降解材料具有更优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述无机 矿粉选自2000-10000目的滑石粉、5000-10000目的硫酸钡、2000-10000目的硅灰石。
[0019] 在本发明中，抗氧剂的种类可以在宽的范围内选择，但为了使得制得耐高温聚乳 酸降解材料具有更优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述抗氧剂 为四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和/或三（2, 4-二叔丁基苯 基）亚磷酸酯。
[0020] 在本发明中，扩链剂的种类可以在宽的范围内选择，但为了使得制得耐高温聚乳 酸降解材料具有更优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述扩链剂 为牌号为ADR4370S的化合物、牌号为ADR4368的化合物。
[0021] 本发明也提供了一种耐高温聚乳酸降解材料的制备方法，所述方法包括将聚乳 酸、增韧剂、成核剂、无机矿粉、抗氧剂、润滑剂和扩链剂进行混合均匀后送入挤出机挤出造 粒；其中，各组分的用量使得以得到的材料的总重量为基准，所述聚乳酸的用量为69. 8-94 重量％，所述润滑剂的用量为〇. 4_1重量％，所述成核剂的用量为0. 3-2重量％，所述无机 矿粉的用量为4-29重量％，所述抗氧剂的用量为0. 3-0. 9重量％，所述扩链剂的用量为 0. 2-1 重量％。
[0022] 在上述方法的基础上，为了使得耐高温聚乳酸降解材料具有更优异的强度、模量、 透明性、柔韧性差和热变形温度，优选地，所述方法还包括将将聚乳酸、增韧剂、成核剂、无 机矿粉、抗氧剂、润滑剂、增韧剂和扩链剂进行混合均匀后送入挤出机挤出造粒；其中，各组 分的用量使得以得到的材料的总重量为基准，所述聚乳酸的含量为69. 8-94重量％，所述 润滑剂的含量为〇. 4-1重量％，所述成核剂的含量为0. 3-2重量％，所述无机矿粉的含量为 4-29重量％，所述抗氧剂的含量为0. 3-0. 9重量％，所述扩链剂的含量为0. 2-1重量％，所 述增韧剂的含量不大于15重量％。
[0023] 在上述方法中，聚乳酸的种类可以在宽的范围内选择，但为了使得耐高温聚乳酸 降解材料具有更优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述聚乳酸的 重均分子量为10万-30万，为聚-L-乳酸和聚-D-乳酸共混物，其中聚-D-乳酸所占比例 小于6%。
[0024] 在上述方法中，增韧剂的种类可以在宽的范围内选择，但为了使得耐高温聚乳酸 降解材料具有更优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述增韧剂为 乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯。
[0025] 在上述方法中，润滑剂的种类可以在宽的范围内选择，但为了使得耐高温聚乳酸 降解材料具有更优异的强度、模量、透明性、柔韧性差和热变形温度；优选地，所述润滑剂为 白油、EBSA和EBS中的一种或多种。
[0026] 在上述方法中