专利名称：一种车用聚乳酸复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属高分子复合材料领域，特别涉及ー种车用聚乳酸复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
聚乳酸(PLA)是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，其生产过程无污染，而且可以生物降解，因此是理想的緑色高分子材料。近年来，PLA在汽车内饰、纺织、包装、医学领域的应用得到了长足的发展。PLA因其无毒、良好的生物相容性、可生物降解性且最终降解产物为(X)2和H2O,以及其性能可在很大范围内通过共聚、共混、分子修饰、复合等方法得到调节，已经成为当前最受重视的材料之一。PLA具有良好的強度和刚性，但柔软性、冲击性能和耐热性能差。如果应用于韧性和耐热性要求高的场合，必须对PLA进行改性。而由于增韧改性和耐热改性是ー个矛盾的对立体，因而目前的改性主要是针对增韧或耐热某一方面的改性，同时针对二者的改性研究较少。本专利通过共混改性，实现了 PLA复合材料韧性和耐热性的同时提高。作为聚合物改性的重要途径之一，共混改性不仅简单易行、成本低廉，而且共混体系能综合均衡各组分的性能，取长补短，消除各单ー组分性能上的弱点，获得综合性能较为理想的聚合物材料。目前大部分的PLA改性材料主要应用于食品包装、医疗器械等领域，而在汽车上应用的PLA改性材料只有零星报道，且主要集中在PLA/纤维复合板材方面，而PLA改性材料在汽车塑料注塑部件的应用仍未见报道。
发明内容
本发明提供ー种车用聚乳酸复合材料及其制备方法，与基体聚乳酸相比，本发明制备的聚乳酸氟化钠材料具有高耐热性，且具有较好的韧性，非常适合应用于汽车内饰注塑部件。为了实现本发明的目的，本发明采用如下的技术方案
本发明一方面涉及ー种聚乳酸复合材料，其包括聚乳酸、耐热型高分子、增韧剂、扩链剂、滑石粉，任选地含有抗老化剂和/或抗氧剂。在本发明的ー个优选实施方式中，所述聚乳酸的平均分子量为1(Γ30万。所述耐热型高分子包括但不限于聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(ΡΜΜΑ)、聚对苯ニ甲酸丁ニ醇酯(PBT)、尼龙6 (PA6)、尼龙66 (PA66)，聚对苯ニ甲酸乙ニ醇酯(PET)中的一种或其任意組合。所述增韧剂包括但不限于丙烯酯类共聚物，氧化苯乙烯-丁ニ烯嵌段共聚弹性体，丙烯酸类增韧剂中的一种或其任意組合。所述扩链剂包括但不限于PLA扩链剂、PC扩链剂、PA扩链剂、PBT扩链剂、PET扩链剂中的一种或其任意組合。所述的抗老化剂包括但不限于受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐、金属钝化剂、ニ苯甲酮类和苯并三唑类光稳定剂中的ー种或几种混合。所述抗氧剂包括但不限于四(β - (3，5 ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酷、(3，5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酷，β - (3，5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸环己酷，硫代ニ丙酸二月桂酯中的一种或其任意組合。在本发明的ー个优先实施方式中，所述复合材料的重量百分比聚乳酸含量为 35%-70%，耐热型人工高分子21%-57%、增韧剂含量为3%_10%，滑石粉含量为1%_8%，扩链剂含量为0. 1%-1%。在本发明的另外ー个优先实施方式中，所述抗老化剂含量为0. 1%_1%，或者所述抗氧剂含量为0.1%-1%。本发明另外一方面还涉及上述聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤
具体的，本发明实施例是通过将耐热型人工高分子、增韧剂、扩链剂、滑石粉等通过共混，然后在双螺杆挤出机中挤出，聚乳酸采取侧位强制进料，造粒后烘干后即获得高韧高耐热的聚乳酸合金材料。在本发明的ー个优选实施方式中，制备方法包括如下具体步骤
(1)将聚乳酸、耐热型高分子，增韧剂分別在50°c-80°c下真空干燥3-8小时除去水
分；
(2)将上述获得的耐热型高分子和增韧剂与滑石粉、扩链剂等按照一定的重量配比在干燥的高速搅拌机中进行搅拌，使其混合均勻，然后在双螺杆挤出机中进行反应，聚乳酸采取侧位强制进料；产物冷却切粒，真空烘干，得到增韧耐热的聚乳酸合金母粒。其中，螺杆转速为25rpnTl80rpm，挤出温度为180°C 270°C。所述的聚乳酸进料方式为侧位强制进料。所述的滑石粉粒径为800目-2000目。所述的挤出温度为200°C -270°C。本发明另外一方面还涉及上述聚乳酸复合材料在制作汽车门把手、内柱护板、双头卡扣、杯托、仪表板侧盖板、喇叭盖板、手套箱、方向盘喇叭盖、中通盖板、副仪表板、畑灰缸、座椅装饰盖、各种内装饰板或乘客扶手等内饰件中的应用。本发明的PLA改性复合材料完全可满足目前汽车内饰用塑料的相关标准，其应用将大大降低汽车的碳排放，并且可以缓解由于石油日益枯竭而导致的原材料紧缺和价格高涨的问题，具有重要的环保意义和社会意义。
具体实施例方式实施例1
(1)将聚乳酸、聚对苯ニ甲酸丁ニ醇酯、氧化苯乙烯-丁ニ烯嵌段共聚弾性体分別在 70°C下真空干燥5小时除去水分；
(2)将上述经过干燥后的聚对苯ニ甲酸丁ニ醇酯和氧化苯乙烯-丁ニ烯嵌段共聚弹性体与滑石粉、PLA扩链剂，抗老化剂受阻酚类抗氧剂、抗氧剂(3，5- ニ叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸十八酯等按照一定的重量配比在干燥的高速搅拌机中搅拌，使其混合均勻，然后在双螺杆挤出机中进行反应，螺杆转速为IOOrpm，挤出段各区(共11区)温度分别为200°C，
4210°C, 220°C, 230"C，240"C，250"C，260"C，270"C，260"C，240"C，220"C，聚乳酸釆取侧位强
制进料与其他物质共混挤出，产物风冷切粒，真空烘干，得到增韧耐热的聚乳酸母粒。其中，重量百分比其中聚乳酸含量为47%，耐热型人工高分子聚对苯ニ甲酸丁ニ 醇酯含量45%、增韧剂氧化苯乙烯-丁ニ烯嵌段共聚弾性体含量为3%，滑石粉含量为3%、PLA 扩链剂含量为0. 8%，抗老化剂亚磷酸盐含量为0. 7%，抗氧剂(3，5- ニ叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸十八酷含量为0. 5%。实施例2
(1)将聚乳酸、聚碳酸酷，聚甲基丙烯酸甲酷、丙烯酸类增韧剂分別在50°C下真空干燥 8小时除去水分；
(2)将上述经过干燥后的聚碳酸酷、聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸类增韧剂与滑石粉、PC 扩链剂、抗老化剂受阻胺类抗氧剂、抗氧剂四(β - (3，5 ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯等按照一定的重量配比在干燥的高速搅拌机中搅拌，使其混合均勻，然后在双螺杆挤出机中进行反应，螺杆转速为ISOrpm，挤出段各区(共11区)温度分别为200で，210で， 220"C，230"C，240 "C，250 "C，260 "C，270 "C，260 "C，240 "C，220 "C，聚乳酸采取侧位强制进料与其他物质共混挤出，产物风冷切粒，真空烘干，得到增韧耐热的聚乳酸母粒。其中，重量百分比聚乳酸含量为35%，耐热型人工高分子聚碳酸酯含量57%、聚甲基丙烯酸甲酯含量1%，滑石粉含量为1%，增韧剂丙烯酸类增韧剂含量为5%，PC扩链剂含量为0. 3%，抗老化剂受阻胺类抗氧剂含量为0. 6%，抗氧剂四(β - (3，5 ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯含量为0. 1%。实施例3
(1)将聚乳酸、尼龙6、丙烯酯类共聚物分別在80°C下真空干燥3小时除去水分；
(2)将上述经过干燥后的尼龙6和丙烯酯类共聚物与PA扩链剂，抗老化剂苯并三唑类光稳定剂、抗氧剂(3，5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸环己酯等按照一定的重量配比在干燥的高速搅拌机中搅拌，使其混合均勻，然后在双螺杆挤出机中进行反应，螺杆转速为 25rpm，挤出段各区(共 11 区)温度分别为 200°C，210°C，220°C，230°C，240°C，250°C， 2600C，2700C，2600C，240°C，220°C，聚乳酸采取侧位强制进料与其他物质共混挤出，产物水冷切粒，真空烘干，得到增韧耐热的聚乳酸母粒。其中，重量百分比其中聚乳酸含量为70%，耐热型人工高分子PA6含量21%ヽ增韧剂丙烯酯类共聚物含量为6%，抗老化剂苯并三唑类光稳定剂含量为1%，PA扩链剂含量为 1%，抗氧剂β - (3，5- ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸环己酯含量为1%。实施例4
(1)将聚乳酸、聚对苯ニ甲酸乙ニ醇酯、氧化苯乙烯-丁ニ烯嵌段共聚弾性体分別在 65°C下真空干燥6小时除去水分；
(2)将上述经过干燥后的聚对苯ニ甲酸乙ニ醇酯和氧化苯乙烯-丁ニ烯嵌段共聚弹性体与滑石粉、PBT扩链剂，抗老化剂ニ苯甲酮类光稳定剂、抗氧剂(3，5_ ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯等按照一定的重量配比在干燥的高速搅拌机中搅拌，使其混合均勻，然后在双螺杆挤出机中进行反应，螺杆转速为IOOrpm，挤出段各区(共11区)温度分别为200°C， 210°C, 220°C, 230"C，240"C，250"C，260"C，270"C，260"C，240"C，220"C，聚乳酸采取侧位强制进料与其他物质共混挤出，产物风冷切粒，真空烘干，得到增韧耐热的聚乳酸母粒。
其中，重量百分比其中聚乳酸含量为40%，耐热型人工高分子聚对苯ニ甲酸乙 ニ醇酯含量41%、增韧剂氧化苯乙烯-丁ニ烯嵌段共聚弾性体含量为10%，滑石粉含量为 8%、PBT扩链剂为0. 1%，抗老化剂ニ苯甲酮类光稳定剂含量为0. 1%，抗氧剂(3，5_ ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酷含量为0. 8%。
权利要求
1.ー种聚乳酸复合材料，其包括聚乳酸、耐热型高分子、增韧剂、扩链剂、滑石粉，任选地含有抗老化剂和/或抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸复合材料，所述聚乳酸的平均分子量为1(Γ30万。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸复合材料，所述耐热型高分子选自聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯ニ甲酸丁ニ醇酯(PBT)、尼龙6 (PA6)、尼龙66 (PA66)，聚对苯ニ甲酸乙ニ醇酯(PET)中的一种或其任意組合。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸复合材料，所述增韧剂选自丙烯酯类共聚物，氧化苯乙烯-丁ニ烯嵌段共聚弾性体，丙烯酸类增韧剂中的一种或其任意組合。
5.根据权利要求1所述的聚乳酸复合材料，所述扩链剂选自PLA扩链剂、PC扩链剂、PA 扩链剂、PBT扩链剂、PET扩链剂中的一种或其任意組合。
6.根据权利要求1所述的聚乳酸复合材料，所述的抗老化剂选自受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐、金属钝化剂、ニ苯甲酮类和苯并三唑类光稳定剂中的ー种或几种混-ロ。
7.根据权利要求1所述的聚乳酸复合材料，所述抗氧剂选自四(β_(3，5 ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酷、(3，5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酷，β - (3， 5- ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸环己酷，硫代ニ丙酸二月桂酯中的一种或其任意組合。
8.根据权利要求1-7任意ー项所述的聚乳酸复合材料，所述复合材料的重量百分比聚乳酸含量为35%-70%，耐热型高分子21%-57%、增韧剂含量为3%_10%，滑石粉含量为 1%-8%，扩链剂含量为0. 1%-1%。
9.根据权利要求8所述的聚乳酸复合材料，所述抗老化剂含量为0.1%_1%，或者所述抗氧剂含量为0.1%-1%。
10.权利要求1-9任意ー项所述的聚乳酸复合材料的制备方法，，其特征在于包括如下步骤将组分通过共混，然后在双螺杆挤出机中挤出，聚乳酸采取侧位强制进料，造粒后烘干后即获得高韧高耐热的聚乳酸合金材料。
11.根据权利要求10所述的聚乳酸复合材料的制备方法，包括如下具体步骤(1)将聚乳酸、耐热型高分子，增韧剂分別在50°c-80°c下真空干燥3-8小时除去水分；(2)将上述获得的耐热型高分子和增韧剂与滑石粉、扩链剂等按照一定的重量配比在干燥的高速搅拌机中进行搅拌，使其混合均勻，然后在双螺杆挤出机中进行反应，聚乳酸采取侧位强制进料；产物冷却切粒，真空烘干，得到增韧耐热的聚乳酸合金母粒，其中，螺杆转速为25rpnTl80rpm，挤出温度为180°C 270°C。
12.权利要求1-9任意ー项所述的聚乳酸复合材料在制作汽车门把手、内柱护板、双头卡扣、杯托、仪表板侧盖板、喇叭盖板、手套箱、方向盘喇叭盖、中通盖板、副仪表板、畑灰缸、 座椅装饰盖、各种内装饰板或乘客扶手中的应用。
全文摘要
本发明涉及一种聚乳酸复合材料及其制备方法和用途，其包括聚乳酸、耐热型高分子、增韧剂、扩链剂、滑石粉。本发明的聚乳酸改性复合材料完全可满足目前汽车内饰用塑料的相关标准，其应用将大大降低汽车的碳排放，并且可以缓解由于石油日益枯竭而导致的原材料紧缺和价格高涨的问题，具有重要的环保意义和社会意义。
文档编号C08L69/00GK102558798SQ20121001207
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者张正光 申请人:奇瑞汽车股份有限公司