耐高溫聚乳酸降解材料、耐高溫聚乳酸注塑餐具及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚乳酸降解材料,具體地,涉及一種耐高溫聚乳酸降解材料、耐高溫聚 乳酸注塑餐具及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨全球經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和技術(shù)的飛躍發(fā)展,塑料已經(jīng)和國(guó)民生產(chǎn)和日常生活密 不可分,形形色色的各種給我們的生活帶來(lái)各種便利,改善了我們生活、促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 但是另一方便傳統(tǒng)塑料廢棄后在自然界不會(huì)降解,由此帶來(lái)的白色污染嚴(yán)重影響了我們的 生活、破壞了自然生態(tài)環(huán)境。
[0003] 聚乳酸樹脂是由淀粉發(fā)酵形成乳酸,乳酸再脫水得到丙交酯,丙交酯開環(huán)聚合最 終得到聚乳酸樹脂。聚乳酸樹脂具有以下特性:安全無(wú)害、在人體內(nèi)可以直接被人體吸收、 原料來(lái)源可再生、廢棄后堆肥7周可以完全分解為C02和H 2O,因此聚乳酸是目前國(guó)際公認(rèn) 的綠色高分子環(huán)保材料,受到各國(guó)學(xué)者、研宄人員和工業(yè)界的大力關(guān)注,成為目前最受關(guān)注 的生物基降解材料。另外,聚乳酸樹脂具有其他生物降解材料不具備的一些特性如高強(qiáng)度、 高模量、高透明性等特性,但由于其柔韌性差、熱變形溫度低限制了聚乳酸應(yīng)用的范圍。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫聚乳酸降解材料及其制備方法和通過(guò)該耐高溫 聚乳酸降解材料制得的耐高溫聚乳酸注塑餐具及其制備方法,該耐高溫聚乳酸注塑餐具不 僅具有優(yōu)異的強(qiáng)度、模量和透明性,同時(shí)具有優(yōu)異的柔韌性差和熱變形溫度。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種耐高溫聚乳酸降解材料,所述材料含有聚 乳酸、增韌劑、成核劑、無(wú)機(jī)礦粉、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和擴(kuò)鏈劑;以所述材料的總重量為基準(zhǔn),所 述聚乳酸的含量為69. 8-94重量%,所述潤(rùn)滑劑的含量為0. 4-1重量%,所述成核劑的含 量為0. 3-2重量%,所述無(wú)機(jī)礦粉的含量為4-29重量%,所述抗氧劑的含量為0. 3-0. 9重 量%,所述擴(kuò)鏈劑的含量為0.2-1重量%。
[0006] 本發(fā)明也提供了一種耐高溫聚乳酸降解材料的制備方法,所述方法包括將聚乳 酸、增韌劑、成核劑、無(wú)機(jī)礦粉、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和擴(kuò)鏈劑進(jìn)行混合均勻后送入擠出機(jī)擠出造 粒;其中,各組分的用量使得以得到的材料的總重量為基準(zhǔn),所述聚乳酸的用量為69. 8-94 重量%,所述潤(rùn)滑劑的用量為〇. 4_1重量%,所述成核劑的用量為0. 3-2重量%,所述無(wú)機(jī) 礦粉的用量為4-29重量%,所述抗氧劑的用量為0. 3-0. 9重量%,所述擴(kuò)鏈劑的用量為 0. 2-1 重量%。
[0007] 本發(fā)明還提供了一種耐高溫聚乳酸注塑餐具的制備方法,將上述的耐高溫聚乳酸 降解材料或者根據(jù)上述的方法制得的耐高溫聚乳酸降解材料投入到單螺桿注塑機(jī)進(jìn)行注 塑成型;其中,所述單螺桿注塑機(jī)的擠出溫度為175-185?,模具溫度為100-1KTC,模具保 溫時(shí)間為35-45秒。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種耐高溫聚乳酸注塑餐具,所述耐高溫聚乳酸注塑餐具通 過(guò)上述的方法制得。
[0009] 通過(guò)上述技術(shù)方案,本發(fā)明通過(guò)在聚乳酸中加入成核劑和無(wú)機(jī)礦粉以提高聚乳酸 材料的熱變形溫度,同時(shí)加入潤(rùn)滑劑提高聚乳酸材料注塑時(shí)的高溫脫模性,加入增韌劑提 高聚乳酸材料的柔韌性,加入擴(kuò)鏈劑提高聚乳酸的聚合度,限制聚乳酸分子鏈的運(yùn)動(dòng),提高 聚乳酸的熱變形溫度,從而使得該耐高溫聚乳酸降解材料的熱變形溫度可高達(dá)136°c,使其 可以廣泛應(yīng)用于各種注塑類餐具中。
[0010] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明提供了一種耐高溫聚乳酸降解材料,所述材料含有聚乳酸、增韌劑、成核 劑、無(wú)機(jī)礦粉、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和擴(kuò)鏈劑;以所述材料的總重量為基準(zhǔn),所述聚乳酸的含量為 69. 8-94重量%,所述潤(rùn)滑劑的含量為0. 4-1重量%,所述成核劑的含量為0. 3-2重量%,所 述無(wú)機(jī)礦粉的含量為4-29重量%,所述抗氧劑的含量為0. 3-0. 9重量%,所述擴(kuò)鏈劑的含 量為0. 2_1重量%。
[0013] 在上述耐高溫聚乳酸降解材料的基礎(chǔ)上,為了使得耐高溫聚乳酸降解材料具有更 優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述材料還含有增韌劑;其中 以所述材料的總重量為基準(zhǔn),所述聚乳酸的含量為69. 8-95重量%,所述潤(rùn)滑劑的含量為 〇. 4-1重量%,所述成核劑的含量為0. 3-2重量%,所述無(wú)機(jī)礦粉的含量為4-29重量%,所 述抗氧劑的含量為〇. 3-0. 9重量%,所述擴(kuò)鏈劑的含量為0. 2-1重量%,所述增韌劑的含量 不大于15重量%。
[0014] 在本發(fā)明中,聚乳酸的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇,但為了使得耐高溫聚乳酸降 解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述聚乳酸的重 均分子量為10萬(wàn)-30萬(wàn),為聚-L-乳酸和聚-D-乳酸共混物,其中聚-D-乳酸所占比例小 于6% 〇
[0015] 在本發(fā)明中,增韌劑的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇,但為了使得耐高溫聚乳酸降 解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述增韌劑為乙 烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯。
[0016] 在本發(fā)明中,潤(rùn)滑劑的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇,但為了使得耐高溫聚乳酸降 解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述潤(rùn)滑劑為白 油、EBSA (Ν,Ν' -乙撐雙硬脂酰胺)和EBS (乙撐雙硬脂酰胺)的一種或多種。
[0017] 在本發(fā)明中,成核劑的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇,但為了使得耐高溫聚乳酸降 解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述成核劑為 1,3, 5-正丁基苯三甲酰胺。
[0018] 在本發(fā)明中,無(wú)機(jī)礦粉的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇,但為了使得制得耐高溫聚 乳酸降解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述無(wú)機(jī) 礦粉選自2000-10000目的滑石粉、5000-10000目的硫酸鋇、2000-10000目的硅灰石。
[0019] 在本發(fā)明中,抗氧劑的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇,但為了使得制得耐高溫聚乳 酸降解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述抗氧劑 為四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2, 4-二叔丁基苯 基)亞磷酸酯。
[0020] 在本發(fā)明中,擴(kuò)鏈劑的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇,但為了使得制得耐高溫聚乳 酸降解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述擴(kuò)鏈劑 為牌號(hào)為ADR4370S的化合物、牌號(hào)為ADR4368的化合物。
[0021] 本發(fā)明也提供了一種耐高溫聚乳酸降解材料的制備方法,所述方法包括將聚乳 酸、增韌劑、成核劑、無(wú)機(jī)礦粉、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和擴(kuò)鏈劑進(jìn)行混合均勻后送入擠出機(jī)擠出造 粒;其中,各組分的用量使得以得到的材料的總重量為基準(zhǔn),所述聚乳酸的用量為69. 8-94 重量%,所述潤(rùn)滑劑的用量為〇. 4_1重量%,所述成核劑的用量為0. 3-2重量%,所述無(wú)機(jī) 礦粉的用量為4-29重量%,所述抗氧劑的用量為0. 3-0. 9重量%,所述擴(kuò)鏈劑的用量為 0. 2-1 重量%。
[0022] 在上述方法的基礎(chǔ)上,為了使得耐高溫聚乳酸降解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、 透明性、柔韌性差和熱變形溫度,優(yōu)選地,所述方法還包括將將聚乳酸、增韌劑、成核劑、無(wú) 機(jī)礦粉、抗氧劑、潤(rùn)滑劑、增韌劑和擴(kuò)鏈劑進(jìn)行混合均勻后送入擠出機(jī)擠出造粒;其中,各組 分的用量使得以得到的材料的總重量為基準(zhǔn),所述聚乳酸的含量為69. 8-94重量%,所述 潤(rùn)滑劑的含量為〇. 4-1重量%,所述成核劑的含量為0. 3-2重量%,所述無(wú)機(jī)礦粉的含量為 4-29重量%,所述抗氧劑的含量為0. 3-0. 9重量%,所述擴(kuò)鏈劑的含量為0. 2-1重量%,所 述增韌劑的含量不大于15重量%。
[0023] 在上述方法中,聚乳酸的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇,但為了使得耐高溫聚乳酸 降解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述聚乳酸的 重均分子量為10萬(wàn)-30萬(wàn),為聚-L-乳酸和聚-D-乳酸共混物,其中聚-D-乳酸所占比例 小于6%。
[0024] 在上述方法中,增韌劑的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇,但為了使得耐高溫聚乳酸 降解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述增韌劑為 乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯。
[0025] 在上述方法中,潤(rùn)滑劑的種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇,但為了使得耐高溫聚乳酸 降解材料具有更優(yōu)異的強(qiáng)度、模量、透明性、柔韌性差和熱變形溫度;優(yōu)選地,所述潤(rùn)滑劑為 白油、EBSA和EBS中的一種或多種。
[0026] 在上述方法中