本發(fā)明屬于pla合金塑料領(lǐng)域，尤其涉及一種高流動(dòng)性耐熱薄壁注塑pla合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚乳酸(pla)是一種性能優(yōu)良的生物可降解材料，堆肥環(huán)境下180天后降解率大于90％，pla強(qiáng)度高，可注塑做餐盒、刀叉勺等制品，但是其周期長、耐熱性差等缺點(diǎn)制約了其作為薄壁注塑耐熱件的應(yīng)用場景。

2、專利cn115139424a公開了一種薄壁注塑乳酸樹脂的合成與成型工藝，將聚合得到的高流動(dòng)性聚l-乳酸(plla)經(jīng)脫揮后，與聚ε-己內(nèi)酯(pcl)與聚d-乳酸(pdla)共聚物，在靜態(tài)混合器中混合后制得。該體系聚乳酸樹脂具有高流動(dòng)性、高韌性、高耐熱性、完全可降解性等優(yōu)點(diǎn)，可替代現(xiàn)有的聚丙烯薄壁注塑類產(chǎn)品。但是其為合成步驟較為繁瑣。

3、專利cn115612266a公開了一種全生物降解組合物及其制備方法和應(yīng)用，制得的全生物降解組合物能夠顯著提高耐熱性能，同時(shí)有效克服經(jīng)過退火處理工藝后全生物降解組合物存在的變形和老化嚴(yán)重的問題，極大程度上延長了全生物降解組合物制得產(chǎn)品的貨架期。但是其在提高耐熱性的同時(shí)，依然無法兼顧流動(dòng)性，無法應(yīng)用于薄壁注塑領(lǐng)域。

4、如何提高pla的流動(dòng)性，提高結(jié)晶能力和耐熱性較，成為行業(yè)內(nèi)研究的重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種高流動(dòng)性耐熱薄壁注塑pla合金及其制備方法。制備的高流動(dòng)性pla合金可在注塑機(jī)高溫下(170-210℃)注塑，可實(shí)現(xiàn)薄壁注塑，且在注塑保溫過程中利用擴(kuò)鏈劑實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，擴(kuò)鏈劑可誘導(dǎo)pla結(jié)晶，促進(jìn)結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)良好的力學(xué)性能及耐熱性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明一方面提供了一種高流動(dòng)性耐熱薄壁注塑pla合金，所述pla合金包含以下質(zhì)量份的各組分：

4、pla樹脂?70-94份，優(yōu)選75-90份，

5、不飽和酸?0.05-0.5份，優(yōu)選0.1-0.3份，

6、擴(kuò)鏈劑?0.2-5份，優(yōu)選0.5-4份，

7、作為優(yōu)選，所述pla樹脂的熔融指數(shù)為10-40g/10min，測試條件為190℃、2.16kg，優(yōu)選20-30g/10min，測試條件為190℃、2.16kg。

8、作為優(yōu)選，所述不飽和酸為c3-c18的含雙鍵的不飽和酸，優(yōu)選c4-c16含雙鍵的不飽和酸，更優(yōu)選丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯二酸、肉豆蔻油酸、棕櫚油酸中的一種或多種。

9、作為優(yōu)選，該擴(kuò)鏈劑的制備方法為，將環(huán)氧類助劑與酰肼類助劑按1：0.3-0.8摩爾比在強(qiáng)堿性促進(jìn)劑作用下，在150-190℃條件下反應(yīng)3-5h，得到擴(kuò)鏈劑，優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑包含2-8個(gè)環(huán)氧基團(tuán)。

10、作為優(yōu)選，所述環(huán)氧類助劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水干油酯的三元無規(guī)共聚物，更優(yōu)選adr4468、adr4370、adr4400中的一種或多種。

11、作為優(yōu)選，所述酰肼類助劑為乙酰肼、苯磺酰肼、苯甲酰肼、苯二酰肼、n,n'-二乙酰肼、癸二酸二苯甲酰肼中的一種或多種。

12、作為優(yōu)選，所述強(qiáng)堿性促進(jìn)劑為koh、naoh或苯二甲酸鈉中的一種或多種。

13、作為優(yōu)選，環(huán)氧類助劑與酰肼類助劑的摩爾比為1：0.3-0.8。

14、作為優(yōu)選，強(qiáng)堿性促進(jìn)劑的加入量為環(huán)氧助劑的0.1-1wt％。本發(fā)明另一方面還提供了一種高流動(dòng)性耐熱薄壁注塑pla合金的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

15、s1：從螺桿擠出機(jī)主喂料口加入pla樹脂、不飽和酸；

16、s2：從擠出機(jī)后段的進(jìn)料口(如6-9段)加入擴(kuò)鏈劑，熔融擠出冷卻，切粒，烘干，得到pla合金。

17、優(yōu)選地，通過擠出機(jī)的真空口進(jìn)行抽真空，壓力-2～2bar；

18、優(yōu)選地，所述擠出機(jī)擠出溫度100-160℃，優(yōu)選地，加入擴(kuò)鏈劑后擠出溫度為100-130℃；擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為100-800轉(zhuǎn)/分鐘。

19、優(yōu)選地，所述擠出機(jī)1-5段的擠出溫度130-160℃，6-12段擠出溫度為100-130℃。優(yōu)選地，所述制備方法中pla合金在注塑機(jī)注塑成型；

20、優(yōu)選地，注塑機(jī)溫度為170-210℃，保溫時(shí)間為10-50s，模溫為80-120℃。

21、本發(fā)明所述pla合金用于制備可降解pla注塑制品，優(yōu)選用于制備pla薄壁注塑耐熱材料。

22、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

23、1)本發(fā)明提供了一種高流動(dòng)性耐熱薄壁注塑pla合金的制備方法。該pla合金由pla樹脂、不飽和酸、自制擴(kuò)鏈劑組成。首先在螺桿前段加入不飽和酸使pla酸解，降低pla分子量，提高其流動(dòng)性。隨后在擠出機(jī)后段加入擴(kuò)鏈劑，該擴(kuò)鏈劑同時(shí)有擴(kuò)鏈和結(jié)晶的作用，同時(shí)通過控制酰肼類物質(zhì)與環(huán)氧化合物反應(yīng)程度，控制擴(kuò)鏈劑環(huán)氧基團(tuán)數(shù)量(環(huán)氧mol數(shù)為2-8個(gè))，降低其在低溫下反應(yīng)程度，隨后控制末端低溫?cái)D出溫度(100-130℃)，使擴(kuò)鏈劑與pla基體在擠出過程中不發(fā)生反應(yīng)。制備的高流動(dòng)性pla合金在注塑機(jī)高溫下(170-210℃)注塑，可實(shí)現(xiàn)薄壁注塑。

24、2)且在注塑保溫過程中利用擴(kuò)鏈劑實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，自制擴(kuò)鏈劑中酰肼部分可誘導(dǎo)pla結(jié)晶，結(jié)晶后的pla有良好的拉伸性能及耐熱性。

技術(shù)特征：

1.一種薄壁注塑pla合金，其特征在于，所述pla合金包含以下質(zhì)量份的各組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pla合金，其特征在于，所述pla樹脂的熔融指數(shù)為10-40g/10min，測試條件為190℃、2.16kg，優(yōu)選20-30g/10min，測試條件為190℃、2.16kg；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的pla合金，其特征在于，所述擴(kuò)鏈劑的制備方法為，將環(huán)氧類助劑與酰肼類助劑在強(qiáng)堿性促進(jìn)劑作用下，在150-190℃條件下反應(yīng)，得到擴(kuò)鏈劑；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的pla合金，其特征在于，所述環(huán)氧類助劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水干油酯的三元無規(guī)共聚物，更優(yōu)選adr4468、adr4370、adr4400中的一種或多種；

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的pla合金，其特征在于，環(huán)氧類助劑與酰肼類助劑的摩爾比為1：0.3-0.8；

6.一種權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的薄壁注塑pla合金的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的pla合金或權(quán)利要求6所述的制備方法制備的pla合金，pla合金在注塑機(jī)注塑成型；

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的pla合金或權(quán)利要求6所述的制備方法制備的pla合金，所述pla合金用于制備可降解pla注塑制品，優(yōu)選用于制備pla薄壁注塑耐熱材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種薄壁注塑PLA合金及其制備方法，該P(yáng)LA合金包括PLA樹脂、不飽和酸、擴(kuò)鏈劑。本申請中加入不飽和酸使PLA酸解，降低PLA分子量，提高其流動(dòng)性。隨后在擠出機(jī)末端加入擴(kuò)鏈劑，同時(shí)具有擴(kuò)鏈和結(jié)晶的作用，可實(shí)現(xiàn)薄壁注塑，且在注塑保溫過程中利用擴(kuò)鏈劑實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，自制擴(kuò)鏈劑中酰肼部分可誘導(dǎo)PLA結(jié)晶，促進(jìn)結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)良好的力學(xué)性能及耐熱性。

技術(shù)研發(fā)人員：王倩倩,王文博,李保印,黃建,林躍,歐陽洋子,李熠宇,何亞洲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：萬華化學(xué)（寧波）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9