一种高韧性聚乳酸/abs合金材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高韧性聚乳酸合金材料及其制备方法，属于高分子材料领域。本发明提供一种高韧性聚乳酸/ABS合金材料，所述合金材料的成分及其配比为：聚乳酸90重量份，ABS 10重量份；所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的断裂伸长率为180％～220％。本发明在聚乳酸中添加一定比例的ABS，从而使得聚乳酸/ABS合金材料在不填加第三组分的情况下所得合金材料的断裂伸长率大大提高。
【专利说明】
一种高韧性聚乳酸/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高韧性聚乳酸合金材料及其制备方法，属于高分子材料领域。
【背景技术】
[0002] 聚乳酸PLA是一种新型可降解材料，来源于植物淀粉发酵产生的乳酸，经化学转化 而成。PLA作为一种生物相容且可降解的热塑性脂肪族聚酯，具有高强度，高模量，低碳环保 等优点。但是PLA结晶速度慢，导致加工产品强度不够高，耐热性能差，此外，PLA韧性差，在 常温下是一种硬而脆的材料，很大程度上限制了 PLA的应用。针对上述问题，人们通过在聚 乳酸中添加填料，弹性体等来提高聚乳酸的性能，扩展其应用范围。
[0003] ABS含有丁二烯橡胶相，作为一种重要的增韧剂，被广泛用在增韧工程塑料上。通 过与不同结构的ABS进行熔融共混，可以得到不同相容性、不同性能和不同使用用途的聚乳 酸/ABS合金，从而得到用途广泛的聚乳酸/ABS合金材料。
[0004] 鉴于聚乳酸和ABS物理力学性能上的互补性，制备聚乳酸和ABS的合金材料具有重 要的应用价值。非专利文献(Euro Polym J 2009; 45:738-746)将聚乳酸和ABS进行熔融共 混制备高分子合金材料，然而由于聚乳酸和ABS缺乏相容性，制备材料相区尺寸大、界面粘 结较差，因而材料力学性能未得到很大改善。
[0005] 鉴于此，研究者往往需要在ABS和聚乳酸中引入第三组份或者添加其他助剂;如公 告号为CN102040813B专利公开了一种聚乳酸-ABS树脂合金材料及其制备方法，即其在聚乳 聚乳酸和ABS中添加相容剂、增韧剂、滑石粉和偶联剂使得所得合金材料具有良好的抗冲击 性能、热变形温度和可降解性能。
[0006] 又如公开号为CN103965599A的专利申请公开了一种聚乳酸/ABS合金材料及其制 备方法，该合金材料包括聚乳酸、ABS和第三组分，所述第三组分为线形共聚物或梳形接枝 共聚物。
[0007] 由此可见，为了制备高韧性聚乳酸/ABS合金材料，必须在其中引入第三组份或者 相容剂、增韧剂等其他助剂。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一种高韧性聚乳酸/ABS合金材料，其可以不引入第三组分或者相容 剂、增韧剂等其他助剂，所得合金材料的力学性能也较好。
[0009] 本发明的技术方案：
[0010]本发明要解决的第一个技术问题是提供一种高韧性聚乳酸/ABS合金材料，由包含 以下重量份的组份制成：
[0011] 聚乳酸90份，ABS 10份。
[0012]所述聚乳酸的重均分子量为5万~20万。
[0013] 所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的断裂伸长率为180%~220%。
[0014] 本发明要解决的第二个技术问题是提供上述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备 方法，将聚乳酸、ABS材料在聚乳酸和ABS的熔点以上、热分解温度以下按照上述配比进行熔 融共混。
[0015] 进一步，所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法包括如下步骤：
[0016] 1)聚乳酸与ABS挤出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，挤出温度为：从进料口到口 模依次是90~110°C，140~150°C，170~180°C，180~190°C，190~200°C，185~195°C，挤出 速度450 ~500r/min;
[0017] 2)聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射压力:60~120MPa，注射速率:40 ~80mm/s〇
[0018]进一步，上述方法的步骤2)中，微注射成型工艺中，注射温度：195~210°C，模具温 度：20 ~30Γ。
[0019]本发明要解决的第三个技术问题是提供一种提高聚乳酸韧性的方法，即在聚乳酸 中加入ABS，其中，聚乳酸与ABS的质量比为9:1。
[0020] 进一步，所述提高聚乳酸韧性的方法为:在聚乳酸中加入ABS，然后在聚乳酸和ABS 的熔点以上、热分解温度以下进行熔融共混。
[0021] 更进一步，所述提高聚乳酸韧性的方法，包括如下步骤：
[0022] 1)聚乳酸与ABS挤出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，挤出温度为：从进料口到口 模依次是90~110°C，140~150°C，170~180°C，180~190°C，190~200°C，185~195°C，挤出 速度450 ~500r/min;
[0023] 2)聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射压力:60~120MPa，注射速率:40 ~80mm/s〇
[0024] 进一步，上述方法的步骤2)中，微注射成型工艺中，注射温度：195~210°C，模具温 度：20 ~30Γ。
[0025]本发明的有益效果：
[0026]本发明在聚乳酸中添加一定比例的ABS，从而使得聚乳酸/ABS合金材料在不填加 第三组分的情况下所得合金材料的断裂伸长率大大提高。
【附图说明】：
[0027]图1为实施例和对比例所得PLA/ABS合金材料的应力-应变图。
【具体实施方式】
[0028] 以下实施例只是几种典型的实施方式，并不能起到限制本发明的作用，本领域的 技术人员可以参照实施例对技术方案进行合理的设计，同样能够获得本发明的结果。
[0029] 实施例1
[0030] 90重量份ABS粒料与10重量份PLA混合后在同向双螺杆挤出机上挤出造粒，温度范 围从进料口到口模依次是（100，145，175，185，190，195，190)，螺杆转速为470r/min。挤出后 的样品在真空干燥箱中60 °C干燥8h。
[0031 ]测试样制备:运用Babyplast 610P型微注射成型机制备拉伸样条，样条标距7mm， 试样厚度〇. 5mm，试样宽度3mm;其中，注塑工艺参数如下:计量位置:20mm;冷却时间：13s;注 射压力：8010^，注射速率为6〇111111/8，开模行程 ：74111111，锁模压力：6010^，各段温度：塑化210 °C，注射室205°C，射嘴195°C，模温25°C。
[0032] 拉伸测试运用万能拉伸试验机(型号UTM2203,深圳三思纵横科技有限公司），力传 感器选用2000N，拉伸速度为2mm/min，得到拉伸强度和断裂伸长率。每组试样至少拉20个样 条，所得应力-应变曲线如图1所示。
[0033] 实施例2
[0034] 90重量份ABS粒料与10重量份PLA混合后在同向双螺杆挤出机上挤出造粒，温度范 围从进料口到口模依次是（100，145，175，185，190，195，190)，螺杆转速为470r/min。挤出后 的样品在真空干燥箱中60 °C干燥8h。
[0035]试样制备:运用Babyplast 610P型微注射成型机制备拉伸样条，样条标距7mm，试 样厚度0 · 5mm，试样宽度3mm;其中，注塑工艺参数如下:计量位置:20mm;冷却时间：13s;注射 压力：60MPa，注射速率为40mm/s，开模行程:74mm，锁模压力：60MPa，各段温度:塑化210 °C， 注射室205°C，射嘴195°C，模温25°C。
[0036]拉伸测试运用万能拉伸试验机(型号UTM2203,深圳三思纵横科技有限公司），力传 感器选用2000N，拉伸速度为2mm/min，得到拉伸强度和断裂伸长率。每组试样至少拉20个样 条，所得应力-应变曲线如图1所示。
[0037] 实施例3
[0038] 90重量份ABS粒料与10重量份PLA混合后在同向双螺杆挤出机上挤出造粒，温度范 围从进料口到口模依次是（100，145，175，185，190，195，190)，螺杆转速为470r/min。挤出后 的样品在真空干燥箱中60 °C干燥8h。
[0039] 试样制备:运用Babyplast 610P型微注射成型机制备拉伸样条，样条标距7mm，试 样厚度0 · 5mm，试样宽度3mm;其中，注塑工艺参数如下:计量位置:20mm;冷却时间：13s;注射 压力：120MPa，注射速率为80mm/s;开模行程:74mm，锁模压力:60MPa，各段温度:塑化210度， 注射室205度，射嘴195度，模温25度。
[0040] 拉伸测试运用万能拉伸试验机(型号UTM2203,深圳三思纵横科技有限公司），力传 感器选用2000N，拉伸速度为2mm/min，得到拉伸强度和断裂伸长率。每组试样至少拉20个样 条，所得应力-应变曲线如图1所示。
[0041] 对比例
[0042] 具体制备方法和测试方法同实施例1，只是原料配比与实施例不同，原料配比如表 1所示。
[0043] 实施例和对比例所得合金材料的应力-应变图如图1所示。
[0044] 表1实施例与对比例的原料比及所得合金材料的力学性能
【主权项】
1. 高韧性聚乳酸/ABS合金材料，其特征在于，所述合金材料的成分及其配比为： 聚乳酸90重量份，ABS 10重量份;所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的断裂伸长率为 180% ~220%〇2. 根据权利要求1所述的高韧性聚乳酸/ABS合金材料，其特征在于，所述聚乳酸的重均 分子量为5万~20万。3. 权利要求1或2所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，将聚乳酸、 ABS材料在聚乳酸和ABS的熔点以上、热分解温度以下进行熔融共混。4. 根据权利要求3所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，所述高韧 性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法包括如下步骤： 1) 聚乳酸与ABS挤出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，挤出温度为:从进料口到口模依 次是90~110°C，140~150°C，170~180°C，180~190°C，190~200°C，185~195°C，挤出速度 450~500r/min; 2) 聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射压力：60~120MPa，注射速率:40~ 80mm/S05. 根据权利要求4所述高韧性聚乳酸/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，步骤2)的 微注射成型工艺中，注射温度：195~210 °C，模具温度:20~30 °C。6. -种提高聚乳酸韧性的方法，其特征在于，在聚乳酸中加入ABS，其中，聚乳酸与ABS 的质量比为9:1。7. 根据权利要求6所述提高聚乳酸韧性的方法，其特征在于，所述聚乳酸的重均分子量 为5万~20万。8. 根据权利要6或7所述提高聚乳酸韧性的方法，其特征在于，所述方法为:在聚乳酸中 加入ABS，然后在聚乳酸和ABS的熔点以上、热分解温度以下进行熔融共混。9. 根据权利要8所述提高聚乳酸韧性的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 1) 聚乳酸与ABS挤出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，挤出温度为:从进料口到口模依 次是90~110°C，140~150°C，170~180°C，180~190°C，190~200°C，185~195°C，挤出速度 450~500r/min; 2) 聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射压力：60~120MPa，注射速率:40~ 80mm/S010. 根据权利要求9所述提高聚乳酸韧性的方法，其特征在于，步骤2)的微注射成型工 艺中，注射温度：195~210 °C，模具温度:20~30 °C。
【文档编号】B29C45/77GK105885375SQ201610509147
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】李倩, 王市伟, 张剑鸣, 马帅江, 乔玉辉, 刘梦涛, 张琰焜, 庞文博
【申请人】郑州大学