本发明属于环保生物降解材料领域,具体涉及一种聚乳酸复合材料、制备方法及应用。
背景技术:
1、目前国内奶茶及咖啡主流品牌店均已使用聚乳酸一次性吸管,多为直吸管或三孔吸管,牛奶行业盒装产品仍使用pp可伸缩弯管,盒装牛奶保质期多为6-9个月,与聚乳酸吸管保质期高度吻合,但目前未有相关产品报道。主要是受聚乳酸pla韧性差,加工可伸缩弯管困难导致。常规增韧及后结晶处理的聚乳酸材料可满足直吸管加工过程中不破口,高刚性及耐热等性能需求,但可伸缩弯吸管对聚乳酸材料的增韧提出了更高的要求,生物降解增韧剂pbs、pbat及pbsa等存在增韧效果一般,相容性较差等问题,无法满足可伸缩弯吸管的性能要求。
2、针对上述pla可伸缩弯吸管的技术难题,已有部分报道,如cn 115746521a、cn114806112a使用phb、pbs、聚呋喃二甲酸/二甘醇酸丁二醇酯、pbat等作为增韧剂可改善吸管加工过程中的破口问题,未对可伸缩弯吸管加工性能做研究;如中国专利cn 108976731a使用聚环氧乙烯、丙烯酸酯类冲击改性剂及醋酸乙烯酯共聚物做增韧剂得到一种高透明可弯吸管材料,但存在伸缩螺纹韧性不足,回弹性差及相容性不足等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
2、一种聚乳酸复合材料,所述聚乳酸复合材料的制备原料按重量份计包括:
3、聚乳酸pla 25-55份;
4、增韧剂35-50份;
5、微交联弹性母粒5-10份;
6、无机填充粉料5-15份;
7、抗老化剂0.1-0.5份;
8、润滑剂0.1-0.5份;
9、其中微交联弹性母粒为乙烯-丙烯酸丁酯无规共聚物、乙烯-辛烯无规共聚物中的至少一种通过交联剂微交联及接枝极性基团得到。
10、进一步地,所述交联剂为过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰中的一种,优选的重量份数为0.2-0.5份,接枝剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯或马来酸酐中的一种,优选的重量份数为2-5份。
11、进一步地,所述的聚乳酸为左旋聚乳酸plla,其熔融指数为3-6g/10min。
12、进一步地,所述的增韧剂为聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸-己二酸丁二酯以及聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
13、进一步地,所述的无机填充粉料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡及二氧化硅中的一种或两种以上的复配物,所述无机填充粉料的粒径为2-10μm。
14、进一步地,所述的抗老化剂为亚磷酸酯类抗氧剂168,受阻酚类抗氧剂1010、1076,单体型碳化二亚胺和聚碳化二亚胺中的至少一种。
15、进一步地,所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、乙烯基双硬脂酰胺、羟基硬酯酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸中的至少一种。
16、一种聚乳酸复合材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:将聚乳酸、增韧剂、微交联弹性母粒、无机填充粉料、抗老化剂以及润滑剂按照权利要求1中提到的原料配比加入到混合机中混合均匀得到混合物料,再将混合物料加入到挤出机中经熔融、挤出、造粒,得到聚乳酸复合材料。
17、如上述所述的一种聚乳酸复合材料作为原材料用于制备一次性弯吸管。
18、本发明的有益效果:
19、1、本发明提出了一种微交联弹性体母粒,作为聚乳酸材料的相容剂及增韧剂,给材料提供一定的回弹性;一方面部分过氧化物自由基引发甲基丙烯酸缩水甘油酯或马来酸酐与弹性体分子链的接枝反应,使弹性体具有极性基团,环氧基团或马来酸酐可与pla、pbs、pbat、pbsa中的端羧基反应提高材料的相容性,同时另一部分部分过氧化物也会引发乙烯-丙烯酸丁酯无规共聚物、乙烯-辛烯无规共聚物中的烯烃链段相互反应,使不同分子链间的亚甲基相互链接形成“网状”交联结构,形成具有热塑性的微交联弹性体;另一方面微交联弹性母粒中交联部分会在材料中分散成大粒径弹性体颗粒,未交联部分会在材料中形成小粒径弹性体颗粒,受到冲击力的作用下大粒径弹性体易形成空洞化,小粒径弹性体易诱导剪切带和剪切屈服,两者协同提高材料的韧性;此外交联后的弹性体可降低分子链之间的相对滑动,使材料具有一定的回弹性。
20、2、本发明制备的弯吸管用聚乳酸材料柔韧性好易弯折,且弯折螺纹具有一定的回弹性,可改善目前pla弯吸管材料生产过程中的痛点。
1.一种聚乳酸复合材料,其特征在于,所述聚乳酸复合材料的制备原料按重量份计包括:
2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸复合材料,其特征在于,所述交联剂为过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰中的一种,所述的重量比为0.2-0.5份,接枝剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯或马来酸酐中的一种,所述的重量比为2-5份。
3.根据权利要求1所述的一种聚乳酸复合材料,其特征在于,所述的聚乳酸为左旋聚乳酸plla,其熔融指数为3-6g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种聚乳酸复合材料,其特征在于,所述的增韧剂为聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸-己二酸丁二酯以及聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种聚乳酸复合材料,其特征在于,所述的无机填充粉料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡及二氧化硅中的一种或两种以上的复配物,所述无机填充粉料的粒径为2-10μm。
6.根据权利要求1所述的一种聚乳酸复合材料,其特征在于,所述的抗老化剂为亚磷酸酯类抗氧剂168,受阻酚类抗氧剂1010、1076,单体型碳化二亚胺和聚碳化二亚胺中的至少一种。
7.根据要求1所述的一种聚乳酸复合材料,其特征在于,所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、乙烯基双硬脂酰胺、羟基硬酯酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸中的至少一种。
8.一种聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:将聚乳酸、增韧剂、微交联弹性母粒、无机填充粉料、抗老化剂以及润滑剂按照权利要求1中提到的原料配比加入到混合机中混合均匀得到混合物料,再将混合物料加入到挤出机中经熔融、挤出、造粒,得到聚乳酸复合材料。
9.如权利要求1~8任一所述的一种聚乳酸复合材料作为原材料用于制备一次性弯吸管。
