一种聚乳酸复合材料及其制造方法与流程

本发明涉及塑料复合材料，尤指一种聚乳酸复合材料及其制造方法。

背景技术：

由于塑料材料具有可塑性与粘弹性而偏向软性材料，因此常添加填充材料来使塑料材料具有理想的物理性能，例如改善刚性或硬度等材料性质，或者增加导电度或耐热性等功能性。黏土、玻璃纤维、金属、云母、碳酸钙等皆为常见的填充材料。

蒙脱土主要是由一片铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间，由共用氧原子而形成的层状结构粘土。有机蒙脱土则是蒙脱土经由有机阳离子界面活性剂进行有机改性的产品。由于蒙脱土本身具有极性及亲水性，因此与塑料材料相容性不佳，而经过有机改性的有机蒙脱土则将亲水性表面改性为亲油性表面，因此其在塑料材料中可具有较佳的分散性。

有机蒙脱土在添加至塑胶材料后，可提高塑料材料的抗冲击、尺寸稳定性及气体阻隔性，且对环境不会造成污染。但由于有机蒙脱土与聚乳酸塑料材料的结合性仍有不足，因此如何提高有机蒙脱土与聚乳酸材料的结合性，以形成性质良好的聚乳酸复合材料，仍为业界所致力研究发展的课题。

技术实现要素：

由于有机蒙脱土与聚乳酸的结合性尚有可改进之处，因此本发明目的在于提供一种聚乳酸复合材料及其制造方法，其中有机蒙脱土可与聚乳酸材料形成良好的结合，并且有效改善聚乳酸材料的机械性质及热性质等。

本发明提供一种聚乳酸复合材料，其包含聚乳酸材料以及经耦合剂改性的有机蒙脱土。

该聚乳酸复合材料可进一步包含透明成核剂如山梨醇或增韧剂如聚丁二酸丁二醇。

该耦合剂可为一硅烷类耦合剂如三乙氧基乙烯基硅烷。

本发明进一步提供一种聚乳酸复合材料的制造方法，其包含以下步骤：提供聚乳酸材料；提供有机蒙脱土；以耦合剂改性该有机蒙脱土；将该经耦合剂改性的有机蒙脱土嫁接至聚乳酸材料的主键上，以形成聚乳酸复合材料。

在嫁接步骤中，可进一步添加透明成核剂如山梨醇或增韧剂如聚丁二酸丁二醇。

该耦合剂可为硅烷类耦合剂如三乙氧基乙烯基硅烷。

此嫁接步骤可经由过氧化二异丙苯起始化学反应而将有机蒙脱土嫁接到聚乳酸材料的主键上。

附图说明

图1是一种聚乳酸复合材料及其制造方法的流程图，该聚乳酸复合材料包含聚乳酸材料、经耦合剂改性的有机蒙脱土，此有机蒙脱土可与聚乳酸材料形成良好的结合。并添加增韧剂及透明剂，有效改善聚乳酸材料的机械性质及热性质等。

具体实施方式

本发明聚乳酸复合材料可包含聚乳酸材料以及经耦合剂改性的有机蒙脱土，该有机蒙脱土与聚乳酸材料形成新型复合材料。

本发明聚乳酸复合材料的制备方法可包含以下步骤：

以耦合剂改性该有机蒙脱土，本发明由耦合剂处理有机蒙脱土以降低其吸水性，并且改善有机蒙脱土与聚乳酸的相容性，耦合剂可为硅烷类耦合剂如三乙氧基乙烯基硅烷；

将该经耦合剂改性的有机蒙脱土添加至该聚乳酸材料内，以形成该聚乳酸复合材料，以增进有机蒙脱土与聚乳酸材料的粘着性，使有机蒙脱土可稳定分散在聚乳酸材料中，此步骤可于设备中进行上述材料熔融混炼而实施。并添加增韧剂如聚丁二酸丁二醇以改善材料的耐冲击强度，以及添加透明成核剂如山梨醇以使材料不仅维持结晶度并呈现透光美观的外型。

实施例：聚乳酸复合材料的制备

首先将有机蒙脱土加入500ml的圆底烧瓶中，再加入适量的丙酮及3％的硅烷类耦合剂，再使用醋酸调至ph＝4，并放置于加热器上回流搅拌(4小时，70℃)。再以抽气过滤并且用正丙醇洗干净，将经耦合剂改性后的有机蒙脱土放置抽气柜抽气24小时，再改放置于烘箱以50℃烘干48小时。即成为耦合剂改性有机蒙脱土。

再将经耦合剂改性的有机蒙脱土与聚乳酸混合后倒入反应器，依照表1各样品成分比例，以转速60rpm加热温度175℃进行搅拌加热6分钟，再经由热压成型机制得试片样品。

表1：各样品成分的比例(重量％)

本发明先以耦合剂对有机蒙脱土进行改性，以改善其与聚乳酸材料的相容性，再将经耦合剂改性有机蒙脱土添加到聚乳酸材料中，以进一步增进有机蒙脱土与聚乳酸材料的粘着性，因此有机蒙脱土与聚乳酸可形成结合良好的聚乳酸复合材料，并且本发明的聚乳酸复合材料可以进一步添加增韧剂或透明成核剂，以提升聚乳酸复合材料的性质。

技术特征：

技术总结
一种聚乳酸复合材料及其制造方法，该聚乳酸复合材料包含聚乳酸材料、经耦合剂改性的有机蒙脱土，此有机蒙脱土可与聚乳酸材料形成良好的结合。并添加增韧剂及透明剂，有效改善聚乳酸材料的机械性质及热性质等。

技术研发人员：王志强;王志坚;唐志刚
受保护的技术使用者：浙江田成环境科技有限公司
技术研发日：2018.07.19
技术公布日：2019.02.12