專利名稱：一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂的制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂的制備方法。
背景技術(shù)：
合成聚乳酸的最初原料是淀粉，淀粉經(jīng)生物發(fā)酵過程轉(zhuǎn)化為乳酸，乳酸經(jīng)過縮聚或再經(jīng)過丙交酯開環(huán)聚合得到聚乳酸。由此可見，聚乳酸不同于其它通用塑料的本質(zhì)之一是它利用了可再生性的植物資源。這樣可以有效的緩解日益枯竭的石油資源。并且，聚乳酸具與通用塑料完全相同的性能，如力學性能和可加工性。特別是目前大規(guī)模的生產(chǎn)使得聚乳酸樹脂的成本下降，相對于其它生物降解高分子材料變得非常廉價。因此，近些年來，聚乳酸倍受高分子學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關注，成為21世紀熱點研究對象。但是，由于聚乳酸的結(jié)晶速率很慢，加工后幾乎是無定型聚合物，這樣在溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(60℃)后，制品的尺寸穩(wěn)定性很差，較差的耐熱性能在很大程度上限制了聚乳酸的廣泛應用。因此，有很多研究工作報道提高聚乳酸的耐熱性能。包括加入成核劑提高結(jié)晶度(CN02813024)；填加無機填料增強(CN03149911)；共混纖維(CN01107011)；共聚反應(CN99119441)。提高結(jié)晶度的研究專利是在聚乳酸中加入金屬有機磷酸鹽、芐叉基山梨醇衍生物等成核劑，使聚合物結(jié)晶速度加快，提高結(jié)晶度，球晶尺寸均勻細密，使得聚合物熱性能、力學性能得到提高。該方法的不足之處是聚乳酸樹脂本身結(jié)晶度較低，以無定形結(jié)構(gòu)為主。單靠結(jié)晶的變化對聚合物性能提高幅度有限。填加無機填料的研究專利是在聚乳酸中加入云母粉、滑石粉、蒙脫土等層片狀微粉。片狀填料比粒狀填料具有更好的熱性能與力學性能。但是力學性能仍會有大幅度下降。共混纖維的研究專利是在聚乳酸中加入甲殼素纖維、明膠蛋白纖維、改性人發(fā)角蛋白纖維、改性纖維素或聚酰亞胺纖維?？商岣邩渲蜔嵝?，但是熔體速率低，加工困難。
共混改性是聚合物常用的改性手段，通過共混可以實現(xiàn)不同組分之間的優(yōu)勢互補，滿足單一組分所不具備的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂的制備方法。使用耐熱性能較高的聚合物苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯與聚乳酸進行共混以改善聚乳酸的耐熱性能。
但是由于這幾類耐熱材料的加工溫度都很高，而聚乳酸在較高的溫度下加工會發(fā)生嚴重的熱降解，導致材料性能的劣化。因此，我們在二者共混的基礎上引入第三組分，高熔體速率高分子材料脂肪族聚酯，如聚己內(nèi)酯、聚羥基丁酸酯、羥基丁酸酯-羥基戊酸酯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯或聚丙撐碳酸酯。這樣即改善了聚乳酸的耐熱性能，同時又在相對較低的加工溫度下賦予共混物較好的加工性能。
本發(fā)明的方法的原材料的配比如下使用的聚乳酸數(shù)均分子量為3萬-20萬，加入的份數(shù)為50-80份；耐熱型高分子為苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯，加入的份數(shù)為50-20份，數(shù)均分子量為3萬-20萬；高熔體速率高分子材料為聚己內(nèi)酯、聚羥基丁酸酯、羥基丁酸酯-羥基戊酸酯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯或聚丙撐碳酸酯，加入的份數(shù)為0-40份，數(shù)均分子量為3萬-20萬；復合型抗氧劑為由四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基)丙酸〕季戊四醇酯(ky-7910)1份，亞磷酸三(2，4，-二叔丁基苯基)酯(B215)2份復合而成，復合型抗氧劑的加入的份數(shù)為0.5份。
本發(fā)明方法的步驟和條件是按照原材料配比，將聚乳酸、耐熱型高分子材料苯乙烯共聚物、高熔體速率高分子材料脂肪族聚酯及復合型抗氧劑，在60℃烘箱中干燥8小時，然后在高攪機中常溫混均，在雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出溫度為160-185℃，即可得到一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂。
本發(fā)明的共混樹脂維卡軟化溫度為62.3-118.3℃，熔體流動速率1.35-14.80g/10min，拉伸強度34.5-50.4Mpa Izod沖擊強度23.7-75.6J/m?？捎糜跀D出、注塑、吸塑、吹塑、吹膜、擠片或發(fā)泡等工藝。
具體實施例方式
實例1聚乳酸 80份苯乙烯-丙烯腈共聚物20份ky-7910和B215 0.5份將原料共混，在Φ30雙螺桿擠出機上185℃擠出，在200g注塑機上注塑。測得維卡軟化溫度62.3℃；熔體流動速率2.35g/10min；拉伸強度45.1Mpa；Izod沖擊強度40.0J/m。
實例2聚乳酸 70份苯乙烯-丙烯腈共聚物30份ky-7910和B215 0.5份將原料共混，在Φ30雙螺桿擠出機上160℃擠出，在200g注塑機上注塑。測得維卡軟化溫度79.3℃；熔體流動速率3.09g/10min；拉伸強度43.2Mpa；Izod沖擊強度37.5J/m。
實例3聚乳酸 60份聚碳酸酯 40份聚己內(nèi)酯 20份ky-7910和B215 0.5份實驗操作同實例1，維卡軟化溫度117.1℃；熔體流動速率7.60g/10min；拉伸強度39.2Mpa；Izod沖擊強度35.5J/m。
實例4聚乳酸 50份苯乙烯-丙烯腈共聚物50份聚丙撐碳酸酯 10份ky-7910和B215 0.5份實驗操作同實例1，維卡軟化溫度114.9℃；熔體流動速率4.39g/10min；拉伸強度37.4Mpa；Izod沖擊強度23.7J/m。
實例5聚乳酸 60份苯乙烯-丙烯腈共聚物30份羥基丁酸酯-羥基戊酸酯共聚物10份ky-7910和B215 0.5份實驗操作同實例1，維卡軟化溫度118.3℃；熔體流動速率6.38g/10min；拉伸強度39.2Mpa；Izod沖擊強度70.8J/m。
實例6聚乳酸 80份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 20份ky-7910和B215 0.5份實驗操作同實例1，維卡軟化溫度67.8℃；熔體流動速率2.62g/10min；拉伸強度50.4Mpa；Izod沖擊強度47.4J/m。
實例7聚乳酸 70份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 30份聚羥基丁酸酯 20份ky-7910和B215 0.5份實驗操作同實例1，維卡軟化溫度117.3℃；熔體流動速率4.28g/10min；拉伸強度44.3Mpa；Izod沖擊強度40.4J/m。
實例8聚乳酸 60份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 40份ky-7910和B215 0.5份實驗操作同實例1，維卡軟化溫度115.3℃；熔體流動速率1.35g/10min；拉伸強度38.9Mpa；Izod沖擊強度41.7J/m。
實例9聚乳酸 50份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 50份聚丁二酸丁二醇酯 30份ky-7910和B215 0.5份實驗操作同實例1，維卡軟化溫度117.3℃；熔體流動速率10.35g/10min；拉伸強度34.5Mpa；Izod沖擊強度34.7J/m。
實例10.聚乳酸 60份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 30份羥基丁酸酯-羥基戊酸酯共聚物10份ky-7910和B215 0.5份實驗操作同實例1，維卡軟化溫度115.8℃；熔體流動速率5.58g/10min；拉伸強度35.4Mpa；Izod沖擊強度49.8J/m。
實例11聚乳酸 60份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 40份羥基丁酸酯-羥基戊酸酯共聚物40份ky-7910和B215 0.5份實驗操作同實例1，維卡軟化溫度130.8℃；熔體流動速率14.80g/10min；拉伸強度38.8Mpa；Izod沖擊強度75.6J/m。
權(quán)利要求
1.一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂的制備方法，其特征在于所制備的共混物以重量份數(shù)比由下列物質(zhì)組成聚乳酸，加入的份數(shù)為50-80份；耐熱型高分子材料苯乙烯共聚物為苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯，加入的份數(shù)為50-20份；高熔體速率高分子材料脂肪族聚酯為聚己內(nèi)酯、聚羥基丁酸酯、羥基丁酸酯-羥基戊酸酯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯或聚丙撐碳酸酯，加入的份數(shù)為0-40份；復合型抗氧劑為由四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基)丙酸〕季戊四醇酯(ky-7910)1份，亞磷酸三(2，4，-二叔丁基苯基)酯(B215)2份復合而成，復合型抗氧劑的加入的份數(shù)為0.5份；本發(fā)明方法的步驟和條件是按照原材料配比，將聚乳酸、耐熱型高分子材料苯乙烯共聚物、高熔體速率高分子材料脂肪族聚酯及復合型抗氧劑，在60℃烘箱中干燥8小時，然后在高攪機中常溫混均，在雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出溫度為160-185℃，即可得到一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂。
2.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂的制備方法，其特征在于所用的耐熱型高分子為苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯，數(shù)均分子量為3萬-20萬。
3.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂的制備方法，其特征在于聚己內(nèi)酯、聚羥基丁酸酯、羥基丁酸酯-羥基戊酸酯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯或聚丙撐碳酸酯，數(shù)均分子量為3萬-20萬。
4.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂的制備方法，其特征在于聚乳酸均分子量為3萬-20萬。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種耐熱易加工型聚乳酸樹脂的制備方法。由聚乳酸，耐熱性材料如苯乙烯－丙烯腈共聚物、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物或聚碳酸酯中的一種，高熔體速率高分子材料脂肪族聚酯，如聚己內(nèi)酯、聚羥基丁酸酯、羥基丁酸酯－羥基戊酸酯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯或聚丙撐碳酸酯中的一種和抗氧劑組成。上述物質(zhì)在高攪機中常溫混均，在雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出溫度為160－185℃。所得到的樹脂可用于制備薄膜、板材、片材、發(fā)泡和注塑成型塑料件。這些制備具有優(yōu)異的耐熱性能，力學性能和加工性能。
文檔編號C08L69/00GK1793227SQ200510119118
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者劉南安, 韓常玉, 董麗松 申請人:中國科學院長春應用化學研究所