專利名稱：應(yīng)用于制備高耐熱聚乳酸的成核劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成核劑，特別是涉及一種應(yīng)用于制備聚乳酸的成核劑。
背景技術(shù)：
近年來隨著環(huán)保意識(shí)的提高，可降解的生物高分子材料受到廣泛的關(guān)注，這類材 料的開發(fā)以及制備也是目前熱門的研究課題。其中，聚乳酸(也稱聚丙交酯、polylactide、 PLA，屬于脂肪族聚酯)作為一種最為典型的、應(yīng)用較廣泛的生物降解塑料，可以使用乳酸 為主要原料來進(jìn)行聚合制備，原料來源充分而且可以再生(例如以玉米、木薯等為原材 料)，聚乳酸的生產(chǎn)過程無污染，在自然環(huán)境中一定條件及時(shí)間下又能被分解成二氧化碳和 水返回自然界(重新加入到植物的光合作用過程中)，實(shí)現(xiàn)在自然界中的循環(huán)，具有良好的 可降解性和可堆肥性。目前制約聚乳酸應(yīng)用的最主要的性能因素是其耐熱性很差，其實(shí)這也是絕大多數(shù) 可降解生物高分子材料共有的缺點(diǎn)。室溫下的聚乳酸一般呈玻璃態(tài)，與其他生物降解高 分子材料相比其剛性較好，但是其耐熱性很差(例如，0.45MPa載荷下的熱變形溫度僅為 55°C )，使得聚乳酸的應(yīng)用受到了很大的限制。為改善生物高分子聚合材料的耐熱性，通常的做法是在制備過程中加入成核劑， 提高材料的熱變形溫度以及成型加工性能(脫模、縮短成型周期等)。在聚乳酸的制備與改 性的相關(guān)研究中，有人曾提出以Ca2C03、TiO2和BaSO4無機(jī)鹽作為成核劑添加到聚乳酸中， 但是至今無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；也有人采用滑石粉作為成核劑，這是目前唯一能夠應(yīng)用到 聚乳酸的工業(yè)生產(chǎn)中的成核劑，但是滑石粉的粒徑、含量、形狀規(guī)整程度等對(duì)聚乳酸的結(jié)晶 成核效果影響非常大，導(dǎo)致聚乳酸的工業(yè)生產(chǎn)較難控制。例如，滑石粉的粒徑太小，分散性 不好導(dǎo)致產(chǎn)生二次凝聚，不能充分發(fā)揮結(jié)晶成核的效果，耐熱性差的問題不能得到充分解 決；粒徑太大，滑石顆粒又會(huì)成為成型制品中的缺陷，對(duì)聚乳酸材料的物性或表面狀態(tài)會(huì)造 成不良的影響；含量太低時(shí)，只生成少量結(jié)晶核，造成材料耐熱性不充分，含量過高，容易引 起聚乳酸材料發(fā)脆，對(duì)物性造成不良影響。另外，在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用過程中，滑石粉的粉塵會(huì) 對(duì)操作人員的身體健康帶來危害。目前需要能夠開發(fā)一種能夠取代滑石粉的、應(yīng)用于制備高耐熱聚乳酸的新成核 劑。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一方面提供了一種應(yīng)用于聚乳酸制備的成核劑， 其中，該成核劑為一種混合乳液，其包含樹脂乳液和溶解在該樹脂乳液中的水楊酸二鈉，所 述的樹脂乳液為環(huán)氧樹脂乳液、聚氨酯樹脂乳液中的任意一種或幾種的混合乳液。采用上述技術(shù)方案的應(yīng)用于聚乳酸制備的成核劑，其主要成分為樹脂乳液和水楊 酸二鈉，這種乳液性質(zhì)的成核劑不同于固體顆粒性質(zhì)的滑石粉成核劑，其均質(zhì)性、分散性都 更好，因此聚乳酸的結(jié)晶成核過程效果好，工業(yè)生產(chǎn)過程易控制，制得的聚乳酸的產(chǎn)品耐熱性分布和物性等更好、更易控制；另外，發(fā)明人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明技術(shù)方 案的成核劑在應(yīng)用于聚乳酸的制備(從頭制備或改性制備)時(shí)，成核效率較高，制得的聚乳 酸的耐熱性能高，且耐熱性能不比與采用滑石粉為成核劑獲得現(xiàn)有產(chǎn)品差，但是只需要加 入較少量的本發(fā)明的成核劑就能夠獲得較高的耐熱性能，保證了所制得的聚乳酸產(chǎn)品的物 理性能；另外，本發(fā)明的成核劑較為環(huán)保，不會(huì)對(duì)操作人員的身體帶來傷害。其中，水楊酸二鈉的制備反應(yīng)方程式如下
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于聚乳酸制備的成核劑，其特征在于該成核劑為一種混合乳液，其包含 樹脂乳液和溶解在該樹脂乳液中的水楊酸二鈉，所述的樹脂乳液為環(huán)氧樹脂乳液、聚氨酯 樹脂乳液中的任意一種或幾種的混合乳液。
2.如權(quán)利要求1所述的成核劑，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂乳液為二甲苯溶劑稀釋 型環(huán)氧樹脂乳液，該乳液平均粒徑為0. 1 0. 5 μ m，固含量60% 70% ；所述的聚氨酯樹 脂乳液為水性聚氨酯樹脂乳液，該乳液平均粒徑為0. 1 0. 5 μ m，固含量為50% 70%。
3.如權(quán)利要求2所述的成核劑，其特征在于所述的水楊酸二鈉與所述的樹脂乳液的 質(zhì)量比為1 1 1 4。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的成核劑，其特征在于所述的成核劑還包括成核 助劑芥酸酰胺。
5.如權(quán)利要求4所述的成核劑，其特征在于所述的成核劑中芥酸酰胺的含量為5% 20% (質(zhì)量百分比)。
6.水楊酸二鈉作為成核劑在制備聚乳酸過程中的應(yīng)用。
7.一種聚乳酸制備方法，該方法為化學(xué)聚合法，以乳酸為原料制備聚乳酸，該方法主要 包括酯化脫水和縮聚兩個(gè)步驟，在酯化脫水步驟完成后，縮聚步驟完成前，向反應(yīng)釜中注入 催化劑等反應(yīng)添加劑，其特征在于在酯化脫水步驟完成后，縮聚步驟完成前，將權(quán)利要求 1所述的成核劑與所述的反應(yīng)添加劑一同注入反應(yīng)釜，其中注入的成核劑的量為聚乳酸制 備總產(chǎn)量的5% 25% (質(zhì)量百分比)。
8.一種聚乳酸改性制備方法，其特征在于將已合成的聚乳酸作為原料與權(quán)利要求 1所述的成核劑混合置入螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融混煉，熔融混煉的溫度范圍為130°C 2800C，成核劑的加入量為聚乳酸改性制備總產(chǎn)量的5 % 25 % (質(zhì)量百分比)，制得共混物 后，最后進(jìn)行擠出造粒、干燥。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述作為原料的已合成的聚乳酸為光學(xué)純 度為80% 99%，殘留丙交酯量為總質(zhì)量的0. 05% 1%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于聚乳酸制備的成核劑，該成核劑為一種混合乳液，其包含樹脂乳液和溶解在該樹脂乳液中的水楊酸二鈉，所述的樹脂乳液為環(huán)氧樹脂乳液、聚氨酯樹脂乳液中的任意一種或幾種的混合乳液。本發(fā)明的這種乳液性質(zhì)的成核劑不同于固體顆粒性質(zhì)的滑石粉成核劑，其均質(zhì)性、分散性都更好，因此聚乳酸的結(jié)晶成核過程效果好，工業(yè)生產(chǎn)過程易控制，制得的聚乳酸的產(chǎn)品耐熱性分布好；另外，成核效率較高，制得的聚乳酸的耐熱性能高，只需要加入較少量的本發(fā)明的成核劑就能夠獲得較高的耐熱性能，保證了所制得的聚乳酸產(chǎn)品的物理性能。
文檔編號(hào)C08L75/04GK102040800SQ20091018629
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者陳美華 申請(qǐng)人:張家港柴能生物科技有限公司