[发明专利]高抗冲击聚乳酸复合材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及高分子复合材料领域，具体来说涉及到一种高抗冲击聚乳酸复合材料及其制备方法和用途。

背景技术

聚乳酸是具有生物可降解性的高分子材料，而且可以通过天然植物发酵聚合而得。但是，聚乳酸本身存在一定缺陷，如冲击强度较差，结晶速率较慢导致成型时表面凹陷较为严重等，严重限制了聚乳酸在许多方面的应用。通过对聚乳酸进行冲击改性，能够扩大聚乳酸的应用范围。

通过添加弹性体来改善聚乳酸材料的冲击性能已成为共识。日本专利申请公报H9-316310公布了采用改性聚烯烃改善聚乳酸冲击性能的方法，这些改性聚烯烃包括含有环氧基团的改性聚烯烃和含有马来酸酐的改型聚烯烃。美国杜邦公司申请的专利(专利申请号200480036587)公布了一种韧性聚乳酸树脂的配方，主要采用甲基丙烯酸缩水甘油酯/乙烯/丙烯酸酯三元共聚物或者该三元共聚物与离聚物/阳离子接枝催化剂来改善聚乳酸树脂的冲击性能。但是，这些专利中涉及到的配方需要较高的弹性体含量，必然导致材料的成本较高，而且成型性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高抗冲击性能的高抗冲击聚乳酸复合材料及其制备方法和用途。

本发明的技术解决方案是：

一种高抗冲击聚乳酸复合材料，其特征在于：所述的复合材料主要由以下重量份组成：

聚乳酸      40～90份

弹性体      5～50份

碳酸钙      5～55份

其中弹性体为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯的乙烯共聚物。

弹性体为E/GMA：甲基丙烯酸缩水甘油酯/乙烯二元共聚物，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯重量百分数为0.5～25％；

或者弹性体为E/MA/GMA：甲基丙烯酸缩水甘油酯/乙烯/丙烯酸甲酯的三元共聚物，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯重量百分数为0.5～25％，丙烯酸酯质量百分数为5～35％；

或者弹性体为E/VA/GMA：甲基丙烯酸缩水甘油酯/乙烯/醋酸乙烯酯的三元共聚物，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯重量百分数为0.5～25％，醋酸乙烯酯重量百分数为5～30％。

碳酸钙为粒径小于1μm。上述的碳酸钙表面可以是经过有机改性处理的，也可以是未经过表面有机改性处理的；优选表面经过有机改性处理的碳酸钙。

材料的悬臂梁缺口冲击强度(ASTM标准)为50～700J/m。

一种高抗冲击聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：将聚乳酸、弹性体和碳酸钙按照设定的比例加入到挤出机中，挤出造粒，干燥成型。

一种高抗冲击聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：先将弹性体和碳酸钙按照设定比例混合挤出制得冲击改性母料，然后再将制得的冲击改性母料与聚乳酸按照一定比例混合挤出造粒，干燥成型。

一种高抗冲击聚乳酸复合材料在制备成型制品中的应用。

上述的聚乳酸分子量在10～50万；

上述的聚乳酸包括聚乳酸均聚物或者至少含有50％摩尔比的聚乳酸共聚物或者他们的混合物；

上述的聚乳酸可以为左旋聚乳酸，右旋聚乳酸或者两者以任意比例混合的混合物，或者以任意比例左旋乳酸单体与右旋乳酸单体的共聚物。

本发明中的高冲击聚乳酸复合材料在需要时也可添加对在组合物性能没有太大影响的其他树脂。为了保持本复合材料的生物可降解性能，可以加入聚己内酯(PCL)，聚(己二酸-丁二醇酯/对苯二甲酸-乙二醇酯)，聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯，淀粉/聚乙烯醇，淀粉/聚己内酯，聚(己二酸-丁二醇酯/对苯二甲酸-乙二醇酯)，聚羟基脂肪酸酯，聚脂肪族碳酸酯，聚(丁二酸-丁二醇酯/己二酸-丁二醇酯)(PBS)，聚己二酸己二醇酯，聚丁二酸丁二醇酯以及其他公认的生物可降解树脂；为了保持本复合材料的部分可降解性能，在不损害本材料性能的前提下，可以加入部分聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯，聚对苯二甲酸乙酯，聚丁烯对苯二酸盐及聚丙烯酸酯等聚酯类树脂，聚苯醚，聚苯磺，聚醚磺，聚氧亚甲基，聚四氟乙烯，聚乳酸，酚醛环氧树脂，聚硫，聚酰胺，聚醚酰胺，聚醚酮醚，聚醚酰亚胺，或者聚酰胺酰亚胺等。

为了进一步提高本复合材料的耐热性能，也可以加入成核剂或者增强体。成核剂如滑石粉和聚乙二醇，乙撑双月桂酰胺等；增强体如无机纤维或者层状无机填料，如玻璃纤维，硅灰石纤维，玄武石纤维，钛酸钾晶须，蒙脱土，云母等。