CN103131149A - 一种聚乳酸复合材料、其制品制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚乳酸复合材料、制备方法及其应用。一种聚乳酸复合材料，其主要成分为按重量份计包括：聚乳酸30-60份；低聚蛋白质共聚物5-10份；生物降解聚酯5-20份；含有芳香基团的磷酸盐0.1-5份；滑石粉5-20份；纤维5-20份；偶联剂0.1-1份；润滑剂0.1-1份；其中，所述低聚蛋白质共聚物是氨基酸与丙交酯的共聚物，所述低聚蛋白质共聚物的重均分子量小于等于1万。本发明所述的聚乳酸复合材料，其原料中加入了本发明所述的低聚蛋白质共聚物，改善了聚乳酸复合材料的耐热性，并且所得材料的相容性好，力学性能好。

Description

一种聚乳酸复合材料、其制品制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及用于高分子材料领域，特别涉及一种耐热型聚乳酸复合材料、其制品制备方法及其应用。
背景技术
通用塑料因其综合性能优异而被广泛应用于各个领域，与钢铁、木材、水泥并列为四大支持材料，年使用量不断上升。通用塑料如聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)等在自然界可长期稳定存在，难以降解，故其废弃之后难以回收处理，给环境造成了严重的污染。生物降解塑料因其在自然环境下可较快降解而成为解决塑料废弃物环境污染问题的有效途径之一，从而引起了人们的高度关注，世界各国竞相发展生物降解塑料。
为解决废弃塑料造成的“白色污染”问题，各国都提出了许多切实可行的办法，其中最有效也是最彻底的方法就是使用可生物降解聚合材料代替石油合成聚合材料。与石油合成聚合材料相比，可生物降解的聚合材料在焚化时产生较少的热，并可保持自然降解和再合成循环，从而不会对全球环境包括生态学产生有害影响。而在众多生物可降解聚合材料中，聚乳酸由于可完全生物降解性和植物来源性而被认为是最有可能取代石油合成聚合材料的生物材料。但是纯聚乳酸材料和现有的聚乳酸复合材料，其玻璃化温度较低，且结晶度不高，在加工过程中后处理时间长，且力学性性能不好，不利于广泛应用。
发明内容
综上所述，本发明有必要提供一种耐热型的力学性能好的聚乳酸复合材料。
进一步地，还有必要提供一种上述聚乳酸复合材料制品的制备方法。
进一步地，还有必要提供一种上述聚乳酸复合材料的应用。
一种聚乳酸复合材料，其主要成分为按重量份计包括：
聚乳酸30-60份；
低聚蛋白质共聚物5-10份；
生物降解聚酯5-20份；
成核剂0.1-5份；
滑石粉5-20份；
纤维5-20份；
偶联剂0.1-1份；
润滑剂0.1-1份；
其中，所述低聚蛋白质共聚物是氨基酸与丙交酯的共聚物，所述低聚蛋白质共聚物的重均分子量小于等于1万。
一种聚乳酸复合材料，由以下成分为按重量份计组成：
聚乳酸30-60份；
低聚蛋白质共聚物5-10份；
生物降解聚酯5-20份；
成核剂0.1-5份；
滑石粉5-20份；
纤维5-20份；
偶联剂0.1-1份；
润滑剂0.1-1份；
其中，上述聚乳酸复合材料，其主要成分为按重量份计包括：
聚乳酸40-50份；
低聚蛋白质共聚物5-10份；
生物降解聚酯15-20份；
成核剂0.1-2份；
滑石粉10-20份；
纤维10-20份；
偶联剂0.2-0.5份；
润滑剂0.2-0.5份。
其中，所述聚乳酸的重均分子量可以为6-20万，其中，所述聚乳酸中聚-D乳酸含量低于5wt%，本发明发明人通过大量实验发现，当聚-D乳酸含量低于5wt%时，所述聚乳酸复合材料的耐热性能更好，力学性能更高。
其中，所述氨基酸可以选自氨基丁二酸、α-氨基丙酸、β-氨基丙酸、α-氨基丁酸、β-氨基丁酸、γ-氨基丁酸中的任一种或两种以上。
其中，所述制备低聚蛋白质共聚物的氨基酸与丙交酯的摩尔量之比可以为（5-20）：（80-95）。
其中，所述生物降解聚酯可以选自聚丁二酸丁二醇酯、聚-3-羟基丁酸酯、3-羟基丁酸和3-羟基戊酸的共聚物、羟基丁酸和羟基己酸的共聚物、丁二酸/对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或多种混合物。
其中，所述成核剂优选是含有芳香基团的磷酸盐，含有芳香基团的磷酸盐与低聚蛋白质共聚物协同作用，可以有效地提高本发明所述聚乳酸复合材料在注塑制成注塑成品时的结晶速率，在注塑后的热处理步骤，其退火时间为1-5分钟即可达到产品的最佳力学性能和耐热性能，相较于其它成核剂用于本体系中，需要较长的退火时间才能达到产品的最佳力学性能和耐热性能。
其中，所述的含有芳香基团的磷酸盐可以选自4,6-二叔丁基苯基磷酸钠、氢氧化2,2-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠盐、苯基磷酸锌、苯基亚磷酸锌、苯基次磷酸锌中的一种或多种组成。
其中，所述的滑石粉的粒径范围可以为1250目~3000目，本发明的发明人通过大量实验发现，当滑石粉的粒径范围在1250目~3000目范围内时，所得的聚乳酸复合材料耐热性能更好，并且力学性能也更好。
其中，所述的纤维可以选自玻璃纤维、纸纤维、木纤维、竹纤维、亚麻纤维、剑麻纤维、洋麻纤维中的一种或多种组成。
其中，所述的偶联剂为高级脂肪酸、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、环氧树脂中的的一种或两种以上组成。
其中，所述的润滑剂为硬酯酸、环氧大豆油、硬酯酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铝、金属皂的高分子复合酯、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的一种或两种以上组成。
一种如上所述的聚乳酸复合材料制品的制备方法，
步骤1）共混挤出：按比例将聚乳酸、低聚蛋白质共聚物、生物降解聚酯在混料机中混合，得到预混料，干燥所述预混料；按比例将含有芳香基团的磷酸盐、滑石粉、纤维、偶联剂、润滑剂与所述预混料在高混机中混合，所得到混合料；将混合料喂入双螺杆挤出机中进行熔融塑化、挤出、切粒，得到聚乳酸复合材料颗粒；
步骤2）注塑成型：将步骤1）得到的聚乳酸复合材料颗粒在注塑机下成型；
步骤3）热处理：将步骤2）得到的成型品在100-120℃退火得到聚乳酸复合材料制品。
其中，步骤2）注塑成型具体是:将上述挤出造粒后的粒子在温度为150-250℃，压力为60-160Mpa的条件下在注塑机中注塑成型;
步骤3）热处理：将步骤2）得到的成型品在温度为100-120℃的条件下退火1-5分钟得到聚乳酸复合材料制品。
一种如上所述聚乳酸复合材料的应用，其特征在于：
所述聚乳酸复合材料应用于XX领域。
相较现有技术，本发明所述的聚乳酸复合材料，其原料中加入了本发明所述的低聚蛋白质共聚物，改善了聚乳酸复合材料的耐热性，复合材料及其所制备得到的制品其耐热性和所得材料的相容性好，力学性能好。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式对本发明所述的聚乳酸复合材料、制备方法及其应用做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。
本发明所述实施例所用的物质及其来源：
聚乳酸：PLA,Nature work4032D,Cargill Dow公司，MFR(熔体流动速率)3g/10min(190°C/2.16kg)；
本实施例所用的低聚蛋白质共聚物由日本三井化学公司提供：
低聚蛋白质共聚物-1：氨基丁二酸-丙交酯-1，重均分子量9000，丙交酯摩尔含量85%；
低聚蛋白质共聚物-2：α-氨基丙酸-丙交酯共聚物，重均分子量10000，丙交酯摩尔含量85%；
低聚蛋白质共聚物-3：β-氨基丙酸-丙交酯共聚物，重均分子量6000，丙交酯摩尔含量85%；
低聚蛋白质共聚物-4：β-氨基丁酸-丙交酯共聚物，重均分子量8000，丙交酯摩尔含量85%；
低聚蛋白质共聚物-5：γ--氨基丁酸-丙交酯共聚物，重均分子量9500，丙交酯摩尔含量85%；
氨基丁二酸-丙交酯-2：重均分子量9000，丙交酯摩尔含量95%氨基丁二酸-丙交酯-3：重均分子量9000，丙交酯摩尔含量90%；
氨基丁二酸-丙交酯-4：重均分子量9000，丙交酯摩尔含量80%；
氨基丁二酸-丙交酯-5：重均分子量9000，丙交酯摩尔含量70%；
聚丁二酸丁二醇酯：Mw=14-15万，日本昭和高分子公司；
3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯：Mirel P4001,美国metlibox公司；
3-羟基丁酸和3-羟基戊酸的共聚物：Mw=10-20万，宁波天安生物材料有限公司
聚羟基丁酸酯：Mw=10-20万，宁波天安生物材料有限公司
丁二酸/对苯二甲酸丁二醇酯：Mw=10-20万，日本昭和高分子公司。
本发明所述实施例所用的检测方法或标准是：
拉伸强度按ISO527标准测试；
断裂伸长率，按标准ISO527-2/5A/500测试，在测试温度为23℃的条件下进行测试；
悬臂梁缺口冲击强度按ISO180标准测试，悬臂梁缺口的类型为A类缺口；
维卡软化温度：按标准ISO306-2005规定的方法测试。
实施例1
取聚乳酸40份，氨基丁二酸-丙交酯共聚物5份，聚丁二酸丁二醇酯15份，苯基亚磷酸锌1份，滑石粉20份，木纤维20份，硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.2份，润滑剂硬脂酸铝0.3份。将聚乳酸PLA与聚丁二酸丁二醇酯按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h，螺杆转速：300rpm，真空压力：0.4大气压。
造粒后在温度为180℃，压力为100MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为100℃的条件下退火2分钟。其力学性能和耐热性能见表1。
实施例2
取聚乳酸30份，α-氨基丙酸-丙交酯共聚物20份，3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物20份，4,6-二叔丁基苯基磷酸钠1份，滑石粉10份，玻璃纤维20份，钛酸酯偶联剂0.2份，润滑剂硬脂酸钙0.3份。将聚乳酸PLA与3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压。造粒后在温度为190℃，压力为110MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为100℃的条件下退火3分钟。其力学性能和耐热性能见表1。
实施例3
取聚乳酸50份，β-氨基丙酸-丙交酯共聚物10份，3-羟基丁酸和3-羟基戊酸的共聚物15份，苯基磷酸锌1份，滑石粉15份，纸纤维10份，钛酸酯偶联剂0.3份，润滑剂硬酯酰胺0.2份。将聚乳酸PLA与3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压。造粒后在温度为180℃，压力为120MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为110℃的条件下退火2分钟。其力学性能和耐热性能见表1。
实施例4
取聚乳酸45份，β-氨基丁酸-丙交酯共聚物10份，丁二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物15份，氢氧化2,2-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠盐2份，滑石粉20份，洋麻纤维10份，高级脂肪酸0.5份，润滑剂芥酸酰胺0.5份。将聚乳酸PLA与3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压；造粒后在温度为200℃，压力为100MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为100℃的条件下退火2分钟。其力学性能和耐热性能见表1。
实施例5
取聚乳酸60份，γ-氨基丁酸-丙交酯共聚物5份，聚羟基丁酸酯5份，苯基磷酸锌5份，滑石粉20份，亚麻纤维纤维10份，铝酸酯偶联剂1份，润滑剂乙撑双硬脂酰胺1份。将聚乳酸PLA与聚羟基丁酸酯按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压；造粒后在温度为190℃，压力为100MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为100℃的条件下退火5分钟。其力学性能和耐热性能见表1。
实施例6
取聚乳酸45份，氨基丁二酸-丙交酯共聚物5份，聚丁二酸丁二醇酯20份，氢氧化2,2-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠盐1份，滑石粉20份，亚麻纤维纤维10份，铝酸酯偶联剂0.3份，润滑剂硬脂酸锌0.3份。将聚乳酸PLA与聚丁二酸丁二醇酯按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压。造粒后在温度为180℃，压力为150MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为110℃的条件下退火3分钟。其力学性能和耐热性能见表1。
实施例7
取聚乳酸40份，氨基丁二酸-丙交酯共聚物5份，聚丁二酸丁二醇酯15份，酞菁酮1份，滑石粉20份，木纤维20份，硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.2份，润滑剂硬脂酸铝0.3份。将聚乳酸PLA与聚丁二酸丁二醇酯按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h，螺杆转速：300rpm，真空压力：0.4大气压。
造粒后在温度为180℃，压力为100MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为100℃的条件下退火30分钟。其力学性能和耐热性能见表1。
实施例8
取聚乳酸40份，氨基丁二酸-丙交酯共聚物5份，3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物15份，辛烷二羧酸二苯甲酰肼1份，滑石粉20份，玻璃纤维20份，钛酸酯偶联剂0.2份，润滑剂硬脂酸钙0.3份。将聚乳酸PLA与3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压。
造粒后在温度为190℃，压力为110MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为100℃的条件下退火30分钟。其力学性能和耐热性能见表1。
表1
Figure BDA00002806888800111
Figure BDA00002806888800121
对比例1
取聚乳酸45份，聚丁二酸丁二醇酯15份，苯基亚磷酸锌1份，滑石粉20份，木纤维20份，硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.2份，润滑剂硬脂酸铝0.3份。将聚乳酸PLA与聚丁二酸丁二醇酯按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h，螺杆转速：300rpm，真空压力：0.4大气压。
造粒后在温度为180℃，压力为100MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为100℃的条件下退火2分钟。其力学性能和耐热性能见表2。
对比例2
取聚乳酸50份，3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物20份，4,6-二叔丁基苯基磷酸钠1份，滑石粉10份，玻璃纤维20份，钛酸酯偶联剂0.2份，润滑剂硬脂酸钙0.3份。将聚乳酸PLA与3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压。造粒后在温度为190℃，压力为110MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为100℃的条件下退火3分钟。其力学性能和耐热性能见表2。
对比例3
取聚乳酸60份，3-羟基丁酸和3-羟基戊酸的共聚物15份，苯基磷酸锌1份，滑石粉15份，纸纤维10份，钛酸酯偶联剂0.3份，润滑剂硬酯酰胺0.2份。将聚乳酸PLA与3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压。造粒后在温度为180℃，压力为120MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为110℃的条件下退火2分钟。其力学性能和耐热性能见表2。
对比例4
取聚乳酸55份，丁二酸/对苯二甲酸丁二醇酯共聚物15份，氢氧化2,2-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠盐2份，滑石粉20份，洋麻纤维10份，高级脂肪酸0.5份，润滑剂芥酸酰胺0.5份。将聚乳酸PLA与3-羟基丁酸酯-4-羟基戊酸酯共聚物按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压；造粒后在温度为200℃，压力为100MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为100℃的条件下退火2分钟。其力学性能和耐热性能见表2。
对比例5
取聚乳酸65份，聚羟基丁酸酯5份，苯基磷酸锌5份，滑石粉20份，亚麻纤维纤维10份，铝酸酯偶联剂1份，润滑剂乙撑双硬脂酰胺1份。将聚乳酸PLA与聚羟基丁酸酯按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压；造粒后在温度为190℃，压力为100MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为100℃的条件下退火5分钟。其力学性能和耐热性能见表2。
对比例6
取聚乳酸50份，聚丁二酸丁二醇酯20份，氢氧化2,2-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠盐1份，滑石粉20份，亚麻纤维纤维10份，铝酸酯偶联剂0.3份，润滑剂硬脂酸锌0.3份。将聚乳酸PLA与聚丁二酸丁二醇酯按照配比混合后放入烘箱，在50-80℃条件下进行除湿干燥8小时；将干燥后的混合料和各种添加助剂按照配比投入高混机中高速混合30s；使用计量称精确计量喂入挤出机。挤出机长径比为60：1；挤出机功率和型号：65D机型，同向平行双螺杆挤出机；混炼温度如下：一段80-90℃；二段80-90℃；三段90-100℃；四段90-100℃；五段100-110℃；六段140-150℃；七段180-190℃；八段200-210℃；九段200-210℃；机头180-190℃；喂料速度：100kg/h；螺杆转速：300rpm；真空压力：0.4大气压。造粒后在温度为180℃，压力为150MPa的条件下在注塑机中注塑成型，将注塑成型的片材在温度为110℃的条件下退火3分钟。其力学性能和耐热性能见表2。
表2
Figure BDA00002806888800151
Figure BDA00002806888800161
通过实施例1-6与对比例1-6一一对比，本发明所述的聚乳酸复合材料中加入了氨基酸-丙交酯的低聚共混物后，其力学性能和耐热性能都得到了提高。
实施例9-12
参照实施例1的制备方法和配方，按照表3所示，用不同的氨基酸-丙交酯共聚物替换氨基丁二酸-丙交酯共聚物作原料，制备聚乳酸复合材料，其力学性能和耐性性能列于表3中。
表3
Figure BDA00002806888800162
Figure BDA00002806888800171
由实施例1与实施例9-12进行比对，在同一配方下，当氨基酸-丙交酯低聚物是氨基丁二酸与丙交酯的共聚物时，其力学性能和耐热性能更好。
实施例13
参照实施例1的制备方法和配方，按照表4所示，制备聚乳酸复合材料，其中原料氨基丁二酸-丙交酯共聚物中的丙交酯的摩尔量为95%，其力学性能和耐性性能列于表4中。
实施例14
参照实施例1的制备方法和配方，按照表4所示，制备聚乳酸复合材料，其中原料氨基丁二酸-丙交酯共聚物中的丙交酯的摩尔量为90%，其力学性能和耐性性能列于表4中。
实施例15
参照实施例1的制备方法和配方，按照表4所示，制备聚乳酸复合材料，其中原料氨基丁二酸-丙交酯共聚物中的丙交酯的摩尔量为80%，其力学性能和耐性性能列于表4中。
实施例16
参照实施例1的制备方法和配方，按照表4所示，制备聚乳酸复合材料，其中原料氨基丁二酸-丙交酯共聚物中的丙交酯的摩尔量为70%，其力学性能和耐性性能列于表4中。
表4
实施例13 实施例14 实施例15 实施例16
聚乳酸 40 40 40 40
氨基丁二酸-丙交酯共聚物 5 5 5 5
聚丁二酸丁二醇酯 15 15 15 15
苯基亚磷酸锌 1 1 1 1
滑石粉 20 20 20 20
木纤维 20 20 20 20
偶联剂 0.2 0.2 0.2 0.2
润滑剂 0.3 0.3 0.3 0.3
拉伸强度/MPa 45 38 42 35
断裂伸长率/% 20 18 16 15
缺口冲击强度（KJ/m2） 15 10 12 8
维卡软化温度/℃ 140 148 138 120
从实施例13-16可以看出，当氨基丁二酸-丙交酯共聚物中丙交酯的摩尔含量为80-95%时，制备所得的聚乳酸复合材料的力学性能和耐热性能更好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种聚乳酸复合材料，其主要成分为按重量份计包括：
聚乳酸30-60份；
低聚蛋白质共聚物5-10份；
生物降解聚酯5-20份；
成核剂0.1-5份；
滑石粉5-20份；
纤维5-20份；
偶联剂0.1-1份；
润滑剂0.1-1份；
其中，所述低聚蛋白质共聚物是氨基酸与丙交酯的聚合物，所述低聚蛋白质共聚物的重均分子量小于等于1万。
2.一种聚乳酸复合材料，由以下成分为按重量份计组成：
聚乳酸30-60份；
低聚蛋白质共聚物5-10份；
生物降解聚酯5-20份；
成核剂0.1-5份；
滑石粉5-20份；
纤维5-20份；
偶联剂0.1-1份；
润滑剂0.1-1份；
其中，所述低聚蛋白质共聚物是氨基酸与丙交酯的共聚物，所述低聚蛋白质共聚物的重均分子量小于等于1万。
3.如权利要求1或2所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：
所述氨基酸选自氨基丁二酸、α-氨基丙酸、β-氨基丙酸、α-氨基丁酸、β-氨基丁酸、γ-氨基丁酸中的一种或两种以上。
4.如权利要求1或2所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：
所述制备低聚蛋白质共聚物的氨基酸与丙交酯的摩尔量之比为（5-20）：（80-95）。
5.如权利要求1或2所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：
所述生物降解聚酯选自聚丁二酸丁二醇酯、聚-3-羟基丁酸酯、3-羟基丁酸和3-羟基戊酸的共聚物、羟基丁酸和羟基己酸的共聚物中、丁二酸/对苯二甲酸丁二醇酯的一种或多种混合物。
6.如权利要求1或2所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：
所述成核剂是含有芳香基团的磷酸盐。
7.如权利要求1或2所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：
所述的滑石粉的粒径范围为1250目~3000目。
8.如权利要求1或2所述的聚乳酸复合材料，其特征在于：
所述的纤维选自玻璃纤维、纸纤维、木纤维、竹纤维、亚麻纤维、剑麻纤维、洋麻纤维中的一种或多种组成。
9.一种如权利要求1-8任一项所述聚乳酸复合材料制品的制备方法，其特征
在于：
步骤1）共混挤出：按比例将聚乳酸、低聚蛋白质共聚物、生物降解聚酯在混料机中混合，得到预混料，干燥所述预混料；按比例将含有芳香基团的磷酸盐、滑石粉、纤维、偶联剂、润滑剂与所述预混料在高混机中混合，所得到混合料；将混合料喂入双螺杆挤出机中进行熔融塑化、挤出、切粒，得到聚乳酸复合材料颗粒；
步骤2）注塑成型：将步骤1）得到的聚乳酸复合材料颗粒在注塑机下成型；
步骤3）热处理：将步骤2）得到的成型品在100-120℃退火得到聚乳酸复合材料制品。
10.一种如权利要求1-8任一项所述聚乳酸复合材料的应用，其特征在于：
所述聚乳酸复合材料应用于注塑成型产品、挤出板材、片材以及相应的吸塑制品等领域。
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