CN107304287A - 高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物 - Google Patents

高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物 Download PDF

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Abstract

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物。所述高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物按重量份数表示包括：聚乳酸树脂50‑95份；润滑剂0.5‑20份；抗氧剂0.1‑20份；流动改性剂0.2‑20份；无机填充材料0.5‑40份。本发明所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，能够提高聚乳酸的结晶速度，从而提高耐热温度，而且在不影响物性的前提下，能够提高流动性。

Description

高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物
【技术领域】
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物。
【背景技术】
聚乳酸是一种对环境友好的绿色生物可分解材料，具有良好的机械性能、物理性能及加工性能。所以聚乳酸应用前景广阔，具有取代传统石油基聚合物的潜力。
聚乳酸是一种具有160-180℃较高熔点的结晶性高分子材料，但是聚乳酸分子链上含有甲基取代基，分子链旋转困难，呈螺旋结构，分子链的活动性非常低，在通常实际成型时其结晶速度特别慢，几乎不结晶。不结晶的聚乳酸耐热温度值只能达到50℃左右，耐热温度特别低，限制了聚乳酸的应用。
另外，高流动性聚乳酸，由于其分子量低，物性会变差，这也限制了聚乳酸的应用。
有鉴于此，实有必要开发一种高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，以克服上述聚乳酸耐热温度低、高流动性与高物性不能兼备的缺陷。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，所述组合物能够提高聚乳酸的结晶速度，从而提高耐热温度，而且在不影响物性的前提下，能够提高流动性。
为了达到上述目的，本发明的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其按重量份数表示包括：
可选地，在环境温度为210℃，负荷为2.16Kg时，所述聚乳酸树脂的熔融指数为3-20g/10min。
可选地，所述聚乳酸树脂中L乳酸在整体聚乳酸的合成中的比例在99.5以上。
可选地，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸铅、二碱式硬脂酸铅、硬脂酸、多元醇二元酸的低分子聚合物中的至少一种。
可选地，所述高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物还包括0.5-15份的晶核剂。
可选地，所述晶核剂为芳香族和脂肪族酰胺类化合物、山梨糖醇类化合物、金属有机磷酸盐化合物、安息香酸盐化合物、邻苯二酚、对苯二酚二羟乙基醚、4，4’-二羟基二苯基甲烷、1，4-苯二酚、聚羟基乙酸及其衍生物、聚乙醇酸及其衍生物、碳纤维、木粉、有机纤维中的一种或多种复配。
可选地，所述流动改性剂为乙烯基双硬脂酰胺、脂肪酸单甘油酯、硬脂酸类、邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类、偏苯三酸酯类、多元醇酯类、烷基磺酸醋类的一种或多种复配。
可选地，所述无机填充材料为滑石粉、二氧化硅、碳纳米管、碳酸钙、有机纳米蒙脱土中的至少一种。
可选地，所述无机填充材料的细度为500-6000目。
可选地，所述高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物还包括静电防止剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、脱模剂以及着色剂中的至少一种。
相较于现有技术，本发明的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，通过在聚乳酸树脂中添加流动改性剂等组分，然后利用改性技术制成生物可分解的聚乳酸树脂组合物，该聚乳酸树脂组合物的耐热温度能够从先前技术的50℃提升到110℃，而且在不降低材料物性的前提下，提高了组合物的流动性，使流动性增加了3-5倍，缩短了产品的成型周期，拓宽了聚乳酸在包装、办公用品、汽车用品等各领域的应用，尤其可以应用到薄壁件的领域中。
【具体实施方式】
本发明的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其按重量份数表示包括：
聚乳酸树脂10-95份，在环境温度为210℃，负荷为2.16Kg时，所述聚乳酸树脂的熔融指数为3-20g/10min，此类型的聚乳酸树脂物性较好；聚乳酸树脂中L乳酸在整体聚乳酸的合成中的比例在99.5以上，使结晶速度较佳，比例在99.9以上时，会达到最佳结晶速度。
润滑剂0.5-20份，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡(0PE蜡)、聚乙烯蜡(PE蜡)、石蜡、硬脂酸铅、二碱式硬脂酸铅、硬脂酸、多元醇二元酸的低分子聚合物中的至少一种。
晶核剂0.5-15份，所述晶核剂缩短了聚乳酸的结晶时间，提升了结晶速度，在成型时使聚乳酸完成结晶，使得成型后耐热温度从先前技术中的50℃提升到110℃，所述晶核剂为芳香族和脂肪族酰胺类化合物、山梨糖醇类化合物、金属有机磷酸盐化合物、安息香酸盐化合物、邻苯二酚、对苯二酚二羟乙基醚、4，4’-二羟基二苯基甲烷、1，4-苯二酚等化合物、聚羟基乙酸及其衍生物、聚乙醇酸及其衍生物、碳纤维、木粉、有机纤维中的一种或多种复配。
抗氧剂0.5-20份，所述抗氧剂可延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。
流动改性剂0.5-20份，所述流动改性剂为酯型流动改性剂，例如为乙烯基双硬脂酰胺、脂肪酸单甘油酯、硬脂酸类、邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类、偏苯三酸酯类、多元醇酯类、烷基磺酸醋类等的一种或多种复配。所述流动改性剂在不降低材料物性的前提下，能够提高材料的流动性，使体系的流动性增加3-5倍，缩短了成型周期。
无机填充材料0.5-40份，所述无机填充材料为滑石粉、二氧化硅、碳纳米管、碳酸钙、有机纳米蒙脱土中的至少一种，所述无机填充材料的细度为500-6000目，其中为500-1500目的滑石粉效果较佳。
本发明所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，在不损害本发明的效果范围内，可以添加各种添加剂，例如静电防止剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、脱模剂以及着色剂中的至少一种。
为对本发明的目的、技术手段及技术功效有进一步的了解，现结合具体实施例说明如下。
实施例1
首先，将润滑剂、抗氧剂、流动改性剂及无机填充材料搅拌预处理，按比例将其称量放置于高速混合机中做高速混合，取出备用；将搅拌后的粉体及聚乳酸树脂在双螺杆挤出机中加工熔融挤出造粒；将粒子在80℃的条件下在热风循环箱中干燥4小时；最后做DSC110℃等温结晶，确认其结晶速率。
实施例2
首先，将润滑剂、抗氧剂、晶核剂、流动改性剂及无机填充材料搅拌预处理，按比例将其称量放置于高速混合机中做高速混合，取出备用；将搅拌后的粉体及聚乳酸树脂在双螺杆挤出机中加工熔融挤出造粒；将粒子在80℃的条件下在热风循环箱中干燥4小时；最后做DSC110℃等温结晶，确认其结晶速率。
对比例1
聚乳酸树脂 99.4份；
润滑剂 0.5份；
抗氧剂 0.1份。
对比例2
对比例1及对比例2采用与实施例1及实施例2相同的方法熔融挤出造粒后，做相同处理。
以上各实施例及对比例熔融挤出造粒后，然后在注塑机上注塑成型GB标准测试样条，按GB标准测试所得材料的机械性能，测试结果如表1所示：
表1：对比例及各实施例的测试结果
测试项目 对比例1 对比例2 实施例1 实施例2
熔融指数(g/10min) 66.9 67.8 78 85
弯曲强度(MPa) 89.2 88.4 94.2 100.3
弯曲模量(MPa) 3462 3470 3800 4200
110℃等温结晶时间(s) 300 300 80 40
耐热温度(℃) 58 58 90 110
通过表1可以得出：将对比例1与对比例2比较，在聚乳酸树脂组合物中加入流动改性剂后，能够极大提高组合物的流动性，而且物性不会变差；将对比例2与实施例1比较，在聚乳酸树脂组合物中加入无机填充材料后，能够提高结晶速率及耐热温度，耐热温度能够达到90℃；将实施例1与实施例2比较，在聚乳酸树脂组合物中添加晶核剂后，更显著地提高了结晶速率及耐热温度，耐热温度达到了110℃。
综上所述，本发明的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，通过在聚乳酸树脂中添加流动改性剂等组分，然后利用改性技术制成生物可分解的聚乳酸树脂组合物，该聚乳酸树脂组合物的耐热温度能够从先前技术的50℃提升到110℃，而且在不降低组合物物性的前提下，提高了组合物的流动性，使流动性增加了3-5倍，缩短了产品的成型周期，拓宽了聚乳酸在包装、办公用品、汽车用品等各领域的应用，尤其可以应用到薄壁件的领域中。

Claims (10)

1.一种高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其特征在于，按重量份数表示包括：
2.根据权利要求1所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其特征在于，在环境温度为210℃，负荷为2.16Kg时，所述聚乳酸树脂的熔融指数为3-20g/10min。
3.根据权利要求1所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其特征在于，所述聚乳酸树脂中L乳酸在整体聚乳酸的合成中的比例在99.5以上。
4.根据权利要求1所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其特征在于，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸铅、二碱式硬脂酸铅、硬脂酸、多元醇二元酸的低分子聚合物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其特征在于，所述高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物还包括0.5-15份的晶核剂。
6.根据权利要求5所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其特征在于，所述晶核剂为芳香族和脂肪族酰胺类化合物、山梨糖醇类化合物、金属有机磷酸盐化合物、安息香酸盐化合物、邻苯二酚、对苯二酚二羟乙基醚、4，4’-二羟基二苯基甲烷、1，4-苯二酚、聚羟基乙酸及其衍生物、聚乙醇酸及其衍生物、碳纤维、木粉、有机纤维中的一种或多种复配。
7.根据权利要求1所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其特征在于，所述流动改性剂为乙烯基双硬脂酰胺、脂肪酸单甘油酯、硬脂酸类、邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类、偏苯三酸酯类、多元醇酯类、烷基磺酸醋类中的一种或多种复配。
8.根据权利要求1所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其特征在于，所述无机填充材料为滑石粉、二氧化硅、碳纳米管、碳酸钙、有机纳米蒙脱土中的至少一种。
9.根据权利要求1或8所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其特征在于，所述无机填充材料的细度为500-6000目。
10.根据权利要求1所述的高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，其特征在于，所述高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物还包括静电防止剂、抗菌剂、紫外线吸收剂、脱模剂以及着色剂中的至少一种。
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