本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种一次性聚乳酸耐高温杯盖的制备方法。
背景技术
聚乳酸是一种天然抑菌的生物降解高分子材料，原料来源丰富且可再生，其优良的性能，可以应用注塑、吸塑、吹塑、注吹等多个领域。但普通的聚乳酸玻璃化转变温度在55-60℃之间，热变形温度也很低，不能瞒住日常生活所需。为了提高聚乳酸制品的耐热温度，国内外学者做了大量工作，主要有共混、结晶成核提高聚乳酸结晶度等。就共混而言，文献报道的都是利用plla与其他耐温的非生物降解材料pmma、pc等共混而制得plla/pmma、plla/pc合金等，这种做法得到plla改性材料其中的pmma或pc成分不能生物降解，也就失去了降解材料本身的意义。另外就是在plla中加入小分子有机成核剂，常见的有酰肼类化合物、酰胺类化合物及苯基膦酸盐等，而小分子成核剂本身就不满足食品可接触条件，所得制品不利用保护人体健康。
现有的制造聚乳酸耐高温材料主要以在plla材料中加入小分子成核剂，然后在注塑模具中等温结晶制得耐高温制品，这种方法产品成型周期长，通常一个周期需要25-45秒，生产成本高，且小分子成核剂易析出，不利人体健康。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种一次性聚乳酸耐高温杯盖的制备方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种一次性聚乳酸耐高温杯盖的制备方法，各组分及重量份为：plla73.8-86.5、pga5-10、滑石粉8-15、铝钛偶联剂0.1-0.6、食品级白油0.4-0.6，具体生产步骤如下：
第一步，先将滑石粉按事先预定重量加入到高速搅拌机中，待搅拌机油温升至100℃，再加入铝钛偶联剂，以500r/min高速搅拌15分钟；
第二步，再将事先配好的plla、pga、食品级白油依次加入到高速搅拌机中以200r/min转速搅拌2分钟，放出混合好的物料；
第三步，将混好的物料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到plla改性树脂粒子，其双螺杆挤出机的料筒温度为175℃；
第四步，将得到的plla改性树脂粒子加入到长径比为44：1的单螺杆片材挤出机中挤出拉片得到plla片材，其单螺杆片材挤出机的料筒温度为175℃；
第五步，将得到的plla片材在正负压塑料热成型机加热烤片、等温结晶成型、冲孔、裁切得到plla耐热一次性热饮杯盖，其中热成型机加热板温度为85℃、模具温度为120℃。
优选的，所述plla的光学纯度为99.999％。
优选的，所述pga的重均分子量15万。
优选的，所述滑石粉的平均直径3微米。
采用以上技术方案的有益效果是：本发明的一种一次性聚乳酸耐高温杯盖的制备方法，本发明在聚乳酸中加入少量特定重均分子量的聚乙交酯(pga)，其一、pga本身也是生物降解材料，不影响材料本身的降解性能；其二，pga结晶成核速度快，结晶后热变形可以达到200℃以上，在与聚乳酸共混后，pga可以加快聚乳酸晶体的生长，极大提高聚乳酸结晶速度；其三，pga为高分子聚合物，不存在其他小分子成核剂的析出问题。另外，本发明将用铝钛偶联剂改性的滑石粉加入到plla/pga体系中用于提高产品的尺寸稳定性和减少生产成本，本发明优选特定重均分子量的生物降解高分子聚合物pga，再利用正负压塑料热成型机实现了聚乳酸材料的等温拉伸定向结晶，极大提高了聚乳酸的成核效率，其成型周期仅为5-6秒，且耐热温度可以达到120℃以上。
具体实施方式
本发明的优选实施方式。
实施例1
将15重量份的滑石粉加入高速搅拌机，待搅拌机油温升至100℃，加入0.6重量份的铝钛偶联剂，以500r/min转速高速搅拌15分钟，然后依次加入73.8重量份的plla，10重量份的pga，0.6重量份的食用级白油，以200r/min转速搅拌2分钟，混料完成，放出物料；将混好的物料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到plla改性树脂粒子，其中挤出机料筒温度为175℃；将得到的plla改性树脂粒子加入到长径比为44：1的单螺杆片材挤出机中挤出拉片得到plla片材，其中料筒温度为175℃；将得到的plla片材在正负压塑料热成型机加热烤片、等温结晶成型、冲孔、裁切得到plla耐热一次性热饮杯盖，其中热成型机加热板温度为85℃、模具温度为120℃，所得plla一次性耐热杯盖生产周期4.9秒，模具中等温拉伸结晶成型时间1.9秒，杯盖热变形温度135℃；
实施例2
将8重量份的滑石粉加入高速搅拌机，待搅拌机油温升至100℃，加入0.1重量份的铝钛偶联剂，以500r/min转速高速搅拌15分钟，然后依次加入86.5重量份的plla，5重量份的pga，0.4重量份的食用级白油，以200r/min转速搅拌2分钟，混料完成，放出物料；将混好的物料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到plla改性树脂粒子，其中挤出机料筒温度为175℃；将得到的plla改性树脂粒子加入到长径比为44：1的单螺杆片材挤出机中挤出拉片得到plla片材，其中料筒温度为175℃；将得到的plla片材在正负压塑料热成型机加热烤片、等温结晶成型、冲孔、裁切得到plla耐热一次性热饮杯盖，其中热成型机加热板温度为85℃、模具温度为120℃，所得plla一次性耐热杯盖生产周期6秒，模具中等温拉伸结晶成型时间3秒，杯盖热变形温度130℃；
实施例3
将13重量份的滑石粉加入高速搅拌机，待搅拌机油温升至100℃，加入0.4重量份的铝钛偶联剂，以500r/min转速高速搅拌15分钟，然后依次加入78.4重量份的plla，8重量份的pga，0.2重量份的食用级白油，以200r/min转速搅拌2分钟，混料完成，放出物料；将混好的物料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到plla改性树脂粒子，其中挤出机料筒温度为175℃；将得到的plla改性树脂粒子加入到长径比为44：1的单螺杆片材挤出机中挤出拉片得到plla片材，其中料筒温度为175℃；将得到的plla片材在正负压塑料热成型机加热烤片、等温结晶成型、冲孔、裁切得到plla耐热一次性热饮杯盖，其中热成型机加热板温度为85℃、模具温度为120℃，所得plla一次性耐热杯盖生产周期5.5秒，模具中等温拉伸结晶成型时间2.3秒，杯盖热变形温度134℃；
实施例4
将10重量份的滑石粉加入高速搅拌机，待搅拌机油温升至100℃，加入0.2重量份的铝钛偶联剂，以500r/min转速高速搅拌15分钟，然后依次加入83.3重量份的plla，6重量份的pga，0.5重量份的食用级白油，以200r/min转速搅拌2分钟，混料完成，放出物料；将混好的物料加入长径比为48:1的双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到plla改性树脂粒子，其中挤出机料筒温度为175℃；将得到的plla改性树脂粒子加入到长径比为44：1的单螺杆片材挤出机中挤出拉片得到plla片材，其中料筒温度为175℃；将得到的plla片材在正负压塑料热成型机加热烤片、等温结晶成型、冲孔、裁切得到plla耐热一次性热饮杯盖，其中热成型机加热板温度为85℃、模具温度为120℃，所得plla一次性耐热杯盖生产周期5.8秒，模具中等温拉伸结晶成型时间2.5秒，杯盖热变形温度133℃。
基于上述，一种一次性聚乳酸耐高温杯盖的制备方法，本发明在聚乳酸中加入少量特定重均分子量的聚乙交酯(pga)，其一、pga本身也是生物降解材料，不影响材料本身的降解性能；其二，pga结晶成核速度快，结晶后热变形可以达到200℃以上，在与聚乳酸共混后，pga可以加快聚乳酸晶体的生长，极大提高聚乳酸结晶速度；其三，pga为高分子聚合物，不存在其他小分子成核剂的析出问题。另外，本发明将用铝钛偶联剂改性的滑石粉加入到plla/pga体系中用于提高产品的尺寸稳定性和减少生产成本，本发明优选特定重均分子量的生物降解高分子聚合物pga，再利用正负压塑料热成型机实现了聚乳酸材料的等温拉伸定向结晶，极大提高了聚乳酸的成核效率，其成型周期仅为5-6秒，且耐热温度可以达到120℃以上，本发明采用特定分子量的有机高分子聚合物pga与plla共混，不存在其他小分子有机成核剂易挥发、析出等现象，大大提高制品的使用安全性。与以往plla耐高温注塑制品相比较，我们通过正负压热成型结晶技术得到plla耐热杯盖成型周期短，耐热效果好，大大提高了生产效率。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。