一種用于吹制透明耐熱性瓶的聚乳酸樹脂組合物的制作方法

文檔序號(hào)：11100431閱讀：880來源：國知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>有機(jī)化合物處理,合成應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及一種用于吹制透明耐熱性瓶的聚乳酸樹脂組合物，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

聚乳酸是一種以植物資源為起始原料的可降解高分子材料，可以使用傳統(tǒng)的塑料加工設(shè)備成型，制品在使用后，經(jīng)堆肥處理或填埋處理，可以在短期內(nèi)分解為對(duì)環(huán)境無害的小分子物質(zhì)。在聚乳酸材料的整個(gè)生命周期，沒有產(chǎn)生新的二氧化碳，是一種封閉的碳循環(huán)體系。因此，聚乳酸被認(rèn)為是真正的環(huán)保塑料。

聚乳酸可以在吹瓶機(jī)中采用注吹兩步法吹瓶，可以替代PET瓶。同PET一樣，由于聚乳酸的玻璃化溫度較低，結(jié)晶速率較慢，一般方法吹塑得到的瓶結(jié)晶度不超過10％。因此，耐熱溫度較低，不超過60℃，從而使采用吹瓶工藝得到的制品抗沖擊性能較低，這些缺陷均限制了聚乳酸在吹瓶方面的進(jìn)一步應(yīng)用。

但由于聚乳酸本身的性能，現(xiàn)有對(duì)聚乳酸在吹瓶方面的研究也在不斷的改進(jìn)。目前，將聚乳酸應(yīng)用在吹瓶方面時(shí)的耐熱改性研究均是以PET作為研究對(duì)象。聚乳酸可以采用吹瓶工藝成型，但是吹制耐熱透明的聚乳酸瓶需要在樹脂成分組成及成型工藝進(jìn)行更為細(xì)致的研究，而不能簡單的適配PET的吹瓶工藝。如中國專利(授權(quán)公告號(hào)：CN105062024B)公開了一種高透明耐溫聚乳酸復(fù)合材料，由以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料制成：聚乳酸：85％～99％；增韌劑：0.1％～10％；結(jié)晶成核劑：0.1％～2％；抗水解穩(wěn)定劑：0.1％～2％；潤滑劑：0.1％～1％；所述聚乳酸為左旋聚乳酸，D-乳酸含量≤0.5，數(shù)均分子量≥10萬。該聚乳酸復(fù)合材料雖具有較好的耐熱性和透光率，但是，由于其需要外加成核劑和抗水解穩(wěn)定劑來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的性能，而外加成核劑等的引入反而會(huì)影響材料的透光率，尤其是這些聚乳酸不適用于吹瓶工藝，使其應(yīng)用仍有一定的限制性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種用于吹制透明耐熱性瓶的聚乳酸樹脂組合物，解決的問題是如何使聚乳酸能夠用于吹瓶工藝的制品且具有高透光率和耐熱性的性能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的，一種用于吹制透明耐熱性瓶的聚乳酸樹脂組合物，其特征在于，該組合物包括以下重量份的成分：

聚L-乳酸：94～98；無機(jī)填料：0.1～1.0；增韌改性劑：1.0～5.0；

所述增韌改性劑為具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體，且核層為聚丁二烯或聚異戊二烯；殼層為聚苯乙烯和聚D-乳酸組成。

本發(fā)明用于吹制透明耐熱性瓶的聚乳酸樹脂組合物，通過采用具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體，一方面，能夠有效增加增韌改性劑與主體原料聚L-乳酸之間的相容性，強(qiáng)化增韌的效果；同時(shí)，最主要的是通過使具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體的殼層采用聚苯乙烯和聚D-乳酸組成，殼層中的聚D-乳酸與基體的聚L-乳酸樹脂之間形成立構(gòu)結(jié)晶的作用，進(jìn)而能夠作為成核點(diǎn)引發(fā)聚L-乳酸基體樹脂的快速結(jié)晶，使能夠適用于吹制的乳聚酸制品，且又能夠保證具有較高的結(jié)晶度要求，從而實(shí)現(xiàn)高耐熱性的性能。而使具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體的核層為聚丁二烯或聚異戊二烯，又能夠保證其在提高材料韌性方面的要求，使具有一定的強(qiáng)度性能。另一方面，由于本增韌改性劑與聚L-乳酸之間的立構(gòu)結(jié)晶的形成，且增韌改性劑的用于也大大的減少，無需外加結(jié)晶成核劑來提高結(jié)晶能力，而無機(jī)填料的用量較少，也是考慮到材料的透光性能，并使主要采用聚L-乳酸材料，保持聚乳酸本身的透光性能，使吹瓶本身又具有較好的透光性能，實(shí)現(xiàn)采用本發(fā)明的聚乳酸組合物進(jìn)行吹瓶的制品兼具高透光率的要求。

在上述用于吹制透明耐熱性瓶的聚乳酸樹脂組合物中，作為優(yōu)選，所述聚丁二烯或聚異戊二烯為交聯(lián)結(jié)構(gòu)。使核層的材料具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步的提供基體樹脂必要的韌性，使材料能夠保持較好的整體強(qiáng)度性能。

在上述用于吹制透明耐熱性瓶的聚乳酸樹脂組合物中，作為優(yōu)選，所述聚D-乳酸占增韌改性劑的質(zhì)量百分比為5wt％～30wt％。目的是為了使具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體能夠與基體聚L-乳酸之間更有效的形成立構(gòu)結(jié)晶的成核點(diǎn)，提高快速結(jié)晶的能力，使材料具有較高的結(jié)晶度要求，從而使其在用于吹制制品時(shí)的耐熱性能。作為更進(jìn)一步的優(yōu)選，所述聚D-乳酸占增韌改性劑的質(zhì)量百分比為10wt％～20wt％。

在上述的高強(qiáng)耐熱聚乳酸組合物中，作為優(yōu)選，所述增韌改性劑通過以下方法制備得到：

將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、引發(fā)劑和交聯(lián)劑混合投入到雙螺桿擠出機(jī)中，并控制溫度為160℃～220℃的條件下下擠出進(jìn)行造粒；然后，再將產(chǎn)物與聚D-乳酸再次投入雙螺桿擠出機(jī)中并控制溫度在160℃～220℃進(jìn)行擠出并造粒,得到相應(yīng)的具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體。通過以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物為原料，使在交聯(lián)劑的作用下，能夠使共聚物的中間段丁二烯交聯(lián)而團(tuán)聚在一起形成核層部分，而兩端的苯乙烯段則能夠向外延使形成殼層的部分，也就相當(dāng)于使中間段的丁二烯或異戊二烯形成了交聯(lián)結(jié)構(gòu)，能夠起到很好的韌性效果，提高強(qiáng)度性能；造粒后，再與聚D-乳酸能夠有效的包覆在外層，與前步形成的聚苯乙烯共同組成殼層部分，使能夠很好的與基體中的聚L-乳酸形成立構(gòu)結(jié)晶的作用，提高快速結(jié)晶的能力。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述甲基丙烯酸縮水甘油酯的添加量為1.0wt％～5.0wt％。更進(jìn)一步的說，其中的引發(fā)劑采用普通的即可，當(dāng)然最好采用過氧化二異丙苯等；交聯(lián)劑的添加量為0.1wt％～3.0wt％。能夠更好的使SBS或SIS中的中間段聚丁二烯或聚異戊二烯形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高材料的韌性，最好使所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的丁二烯段或異戊二烯段的摩爾含量為50mol％～80mol％。作為最優(yōu)選，所述交聯(lián)劑為三然丙基異三聚氰酸酯等。還可以使引發(fā)劑的添加量為0.1wt％～0.5wt％。

在上述用于吹制透明耐熱性瓶的聚乳酸樹脂組合物中，作為優(yōu)選，所述聚L-乳酸的熔點(diǎn)≥175℃。由于聚L-乳酸的熔點(diǎn)對(duì)結(jié)晶速度和結(jié)晶度有一定的影響，通過使聚L-乳酸的熔點(diǎn)在較高的水平，也就相當(dāng)于使聚L-乳酸中異構(gòu)體的含量越低，使聚L-乳酸的分子鏈規(guī)整度越高，從而實(shí)現(xiàn)使材料具有結(jié)晶速度快和結(jié)晶度高的效果。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述聚L-乳酸的熔點(diǎn)為176℃～180℃。

在上述用于吹制透明耐熱性瓶的聚乳酸樹脂組合物中，作為優(yōu)選，所述無機(jī)填料選自滑石粉和硅酸鈣一種或兩種。能夠起到輔助成核和增韌的作用，更有效的提高材料結(jié)晶度的性能，使具有更好的耐熱性能，同時(shí)，無機(jī)填料的添加量相對(duì)較少，基本上不會(huì)影響材料的透光性能，使仍能夠保持較好的透光率要求。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述無機(jī)填料的目數(shù)為2000～5000。不僅能夠起到輔助成核和增韌的作用，還能夠使無機(jī)填料更有效的分散在材料樹脂中，有利于后續(xù)加工過程中的造粒成型。

綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本用于吹制透明耐熱性瓶的聚乳酸樹脂組合物，通過采用具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體，并使其殼層中含有聚D-乳酸,使能夠與基體中的聚L-乳酸之間形成立構(gòu)結(jié)晶的作用，進(jìn)而能夠作為成核點(diǎn)引發(fā)聚L-乳酸基體樹脂的快速結(jié)晶，能夠保證具有較高的結(jié)晶度要求，從而實(shí)現(xiàn)高耐熱性的性能，使其能夠適用于吹瓶工藝的制品中應(yīng)用；同時(shí)，使增韌改性劑和無機(jī)填料的添加量相對(duì)較少，又保證了兼具高透光率的性能。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)投入雙螺桿擠出機(jī)中，其中，SBS中B段含量為50mol％，然后，再將5wt％甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、0.5wt％引發(fā)劑過氧化二異丙苯和0.1wt％交聯(lián)劑三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)混合投入到雙螺桿擠出機(jī)中，并控制溫度為200℃下擠出進(jìn)行造粒；然后，再將產(chǎn)物與5wt％聚D-乳酸再次投入另一雙螺桿擠出機(jī)中并控制溫度在220℃進(jìn)行擠出并造粒,得到相應(yīng)的具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體，即相應(yīng)的增韌改性劑T1。

實(shí)施例2

將苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)投入雙螺桿擠出機(jī)中，其中，SIS中I段含量為80mol％，然后，再將1wt％甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、0.1wt％引發(fā)劑過氧化二異丙苯和3.0wt％交聯(lián)劑三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)混合投入到雙螺桿擠出機(jī)中，并控制溫度為160℃下擠出進(jìn)行造粒；然后，再將產(chǎn)物與30wt％聚D-乳酸再次投入另一雙螺桿擠出機(jī)中并控制溫度在180℃進(jìn)行擠出并造粒,得到相應(yīng)的具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體，即相應(yīng)的增韌改性劑T2。

實(shí)施例3

將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)投入雙螺桿擠出機(jī)中，其中，SBS中B段含量為70mol％，然后，再將3wt％甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、0.3wt％引發(fā)劑過氧化二異丙苯和1.0wt％交聯(lián)劑三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)混合投入到雙螺桿擠出機(jī)中，并控制溫度為180℃下擠出進(jìn)行造粒；然后，再將產(chǎn)物與10wt％聚D-乳酸再次投入另一雙螺桿擠出機(jī)中并控制溫度在220℃進(jìn)行擠出并造粒,得到相應(yīng)的具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體，即相應(yīng)的增韌改性劑T3。

實(shí)施例4

將苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)投入雙螺桿擠出機(jī)中，其中，SIS中I段含量為60mol％，然后，再將2wt％甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、0.2wt％引發(fā)劑過氧化二異丙苯和2.0wt％交聯(lián)劑三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)混合投入到雙螺桿擠出機(jī)中，并控制溫度為170℃下擠出進(jìn)行造粒；然后，再將產(chǎn)物與20wt％聚D-乳酸再次投入另一雙螺桿擠出機(jī)中并控制溫度在160℃進(jìn)行擠出并造粒,得到相應(yīng)的具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體，即相應(yīng)的增韌改性劑T4。

實(shí)施例5

將具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)投入雙螺桿擠出機(jī)中，其中，SIS中I段含量為70mol％，然后，再將2.5wt％甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、0.3wt％引發(fā)劑過氧化二異丙苯和1.5wt％交聯(lián)劑三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)混合投入到雙螺桿擠出機(jī)中，并控制溫度為190℃下擠出進(jìn)行造粒；然后，再將產(chǎn)物與15wt％聚D-乳酸再次投入另一雙螺桿擠出機(jī)中并控制溫度在200℃進(jìn)行擠出并造粒,得到相應(yīng)的具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體，即相應(yīng)的增韌改性劑T5。

實(shí)施例6

將苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)投入雙螺桿擠出機(jī)中，其中，SBS中B段含量為60mol％，然后，再將1wt％甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、0.2wt％引發(fā)劑過氧化二異丙苯和1.5wt％交聯(lián)劑三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)混合投入到雙螺桿擠出機(jī)中，并控制溫度為220℃下擠出進(jìn)行造粒；然后，再將產(chǎn)物與18wt％聚D-乳酸再次投入另一雙螺桿擠出機(jī)中并控制溫度在185℃進(jìn)行擠出并造粒,得到相應(yīng)的具有核殼結(jié)構(gòu)的彈性體，即相應(yīng)的增韌改性劑T6。

實(shí)施例7