生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚乳酸復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種生物基全降解聚乳酸/植物纖維 復(fù)合材料及其制備方法和在制備汽車部件中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了解決"能源短缺"和"環(huán)境污染"給全球經(jīng)濟(jì)及人們生存環(huán)境帶來(lái)的挑戰(zhàn)，并 促進(jìn)汽車產(chǎn)品進(jìn)步、保護(hù)環(huán)境、推進(jìn)能源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展，汽車節(jié)能減排越來(lái)越受到人們 的關(guān)注。但是現(xiàn)今汽車用塑料主要為PP、PE、ABS和TPU等石油基塑料，雖然其大規(guī)模應(yīng)用 對(duì)汽車輕量化和節(jié)能減排有重要意義，但同時(shí)大大的加劇了"能源短缺"和"環(huán)境污染"。近 年來(lái)，綠色生物基材料聚乳酸由于其優(yōu)異的力學(xué)機(jī)械性能備受企業(yè)界和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。聚 乳酸材料完全符合綠色低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，對(duì)促進(jìn)汽車綠色出行具有重要意義。因 此，聚乳酸在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣闊的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)空間。
[0003] 中國(guó)專利CN103509317A和中國(guó)專利200710198736. 4利用偶聯(lián)劑改善天然纖維/ 聚乳酸復(fù)合材料的相容性，但是，其韌性和抗沖擊性能并不能滿足實(shí)際使用要求，有待進(jìn)一 步提高。中國(guó)專利CN101200578B公開(kāi)了一種全降解天然纖維/蒙脫土 /聚乳酸復(fù)合材料 的制備方法，該發(fā)明先利用熔融共混將聚乳酸、改性蒙脫土及助劑制成母粒，然后再與天然 纖維及聚乳酸熔融擠出，該復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能，但是其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要 求較高，生產(chǎn)成本較高，不適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。另外，上述聚乳酸基復(fù)合材料極易吸水， 導(dǎo)致聚乳酸基體水解，以致復(fù)合材料物理機(jī)械性能嚴(yán)重降低。中國(guó)專利CN102993627A公開(kāi) 了一種汽車部件用聚乳酸組合物，利用聚酮和改性橡膠改善聚乳酸沖擊強(qiáng)度和耐熱性。雖 然改善了聚乳酸抗沖擊性能，但是這大大的犧牲了聚乳酸的可降解性能和可再生性，不符 合綠色低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種全生物基、全生物降解、成本 低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單的高強(qiáng)高抗沖植物纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法和在制備汽車 部件中的應(yīng)用。
[0006] -種生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料，由以下重量百分比的原料制成：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量百分比的 原料制成：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料，其特征在于，所述 的植物纖維為竹纖維、洋麻纖維、劍麻纖維、亞麻纖維、黃麻纖維、苧麻纖維中的一種或兩種 以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料，其特征在于，所述 的生物基環(huán)氧類化合物為環(huán)氧大豆油、衣康酸環(huán)氧、腰果酚環(huán)氧、酒石酸環(huán)氧中的一種或兩 種以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料，其特征在于，所 述的無(wú)機(jī)納米粒子為納米蒙脫土、納米二氧化硅、納米滑石粉、納米碳酸鈣中一種或兩種以 上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料，其特征在于，所述 的助劑為抗氧劑、紫外光穩(wěn)定劑、酯類抗水解劑中的一種或兩種以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料，其特征在于，由以 下重量百分比的原料制成：
所述的植物纖維為洋麻纖維； 所述的無(wú)機(jī)納米粒子為納米二氧化娃； 所述的助劑為抗氧劑、紫外光穩(wěn)定劑、酯類抗水解劑中的三種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料的制備 方法，其特征在于，包括以下步驟： 先將聚乳酸、植物纖維和無(wú)機(jī)納米粒子加入到混合機(jī)中在100~ll〇°C下進(jìn)行混合和 干燥處理，然后加入生物基環(huán)氧類化合物和助劑并混合均勻，再利用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠 出、拉條、風(fēng)冷、造粒，得到生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料的制備方法，其 特征在于，所述的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為35:1~45:1，熔融共混的溫度為170°C~ 180 °C〇
9.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料在制備 汽車部件中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生物基全降解聚乳酸/植物纖維復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，由以下重量百分比的原料制成：聚乳酸50～78％；植物纖維20～35％；生物基環(huán)氧類化合物1～9％；無(wú)機(jī)納米粒子0.5～4％；助劑0.5～2％。本發(fā)明中，聚乳酸、植物纖維和生物基環(huán)氧化合物均來(lái)自于可再生的生物質(zhì)并具備生物降解特性，完全符合低碳、綠色環(huán)保和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。本發(fā)明復(fù)合材料具有高強(qiáng)高韌的優(yōu)異力學(xué)性能和優(yōu)異的疏水性能，并可一次熔融擠出制備，方法簡(jiǎn)單，易于操作，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。另外，本發(fā)明公開(kāi)的復(fù)合材料不但可用于制備汽車部件，而且還可以用于制備聚乳酸嬰幼兒奶瓶及水杯等高端產(chǎn)品領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】C08K13-02, B29C47-92, C08K5-1515, C08K3-34, C08K3-26, B29B9-06, C08K3-36, C08L67-04, C08L97-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104693708
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510107551
【發(fā)明人】湯兆賓, 陳虎嘯, 王熊, 李鵬
【申請(qǐng)人】寧波家塑生物材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日