[发明专利]高强度高耐热聚乳酸复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种高强度高耐热聚乳酸复合材料，其特征在于该复合材料的组成和质量份数为：

聚乳酸40～85份             改性无机或天然纤维10～40份

有机改性天然矿物1～10份    敏化剂0.8～5份

热稳定剂0.1～2份           抗氧剂0.1～1份

润滑剂0.1～1份

所述的聚乳酸指半结晶性聚左旋乳酸或聚右旋乳酸。

2.按权利要求1所述的聚乳酸复合材料，其特征在于所述的无机纤维指玻璃纤维、碳纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维中的一种或几种。

3.按权利要求1所述的聚乳酸复合材料，其特征在于所述的无机纤维按如下方法进行表面改性：按重量份计，将无机纤维5～20份、甲苯75～94份、硅烷偶联剂1～5份，进行配料，于氮气保护下，在70～90℃下进行搅拌混合，再回流3～5小时；经过抽滤、洗涤后，在100～105℃下烘干，即得到改性无机纤维；所述的硅烷偶联剂是3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、β-(3、4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

4.按权利要求1所述的聚乳酸复合材料，其特征在于所述的天然纤维指苎麻纤维、剑麻纤维、大麻纤维、亚麻纤维、黄麻纤维、洋麻纤维、棉花纤维中的一种或几种。

5.按权利要求1所述的聚乳酸复合材料，其特征在于所述的天然纤维按如下方法进行表面改性：将天然纤维放入5g/ml的氢氧化钠溶液中，煮沸1～3小时；处理完成后，用去离子水洗涤至pH为7，而后于80℃～120℃烘箱中干燥8～24小时，备用；将上述处理后的天然纤维加入含有0.1～2份硅烷偶联剂，70～90份无水乙醇，1～2份0.1mol/L的盐酸和10～30份去离子水的混合液中，超声分散2～4小时，后用去离子水清洗，于80℃～120℃的烘箱中干燥12～24小时；所述的硅烷偶联剂是3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、β-(3、4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

6.按权利要求1所述的聚乳酸复合材料，其特征在于所述的天然矿物是滑石粉、硅灰石、云母、重晶石、蛭石、蒙脱土、高岭土、方解石或蛇纹石。

7.按权利要求1所述的聚乳酸复合材料，其特征在于所述的天然矿物按如下方法进行表面改性：按重量份计，将天然矿物5～20份、甲苯75～94份、硅烷偶联剂1～5份，进行配料，于氮气保护下，在70～90℃下进行搅拌混合，再回流3～5小时；经过抽滤、洗涤后，在100～105℃下烘干，即得到改性天然矿物；所述的硅烷偶联剂是3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、β-(3、4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

8.按权利要求1所述的聚乳酸复合材料，其特征在于所述的热稳定剂是顺丁烯二酸酐或环氧大豆油；所述的抗氧剂是酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类中的一种或几种；所述的润滑剂是硬脂酸铝或硬酯酸钙；所述的敏化剂是三聚异氰酸三烯丙酯、异氰尿酸甲基三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或几种。

9.一种制备按权利要求1所述的聚乳酸复合材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：

(1)原料的干燥：将聚乳酸置于烘箱中在40～50℃条件下干燥6～12小时；将改性天然纤维置于烘箱中在100～120℃条件下干燥6～12小时；将改性无机纤维置于烘箱中在120～180℃条件下干燥6～12小时；将改性无机矿物置于烘箱中在120～180℃条件下干燥6～12小时；

(2)按重量份计，将半结晶性聚乳酸40～85份，改性无机或天然纤维10～40份，有机改性天然矿物1～10份，热稳定剂0.1～2份，润滑剂0.1～1份进行配料，敏化剂0.8～5份，抗氧剂0.1～1份，放入高搅机内室温混匀；

(3)随后在挤出机内挤出造粒，挤出温度170～210℃；

(4)利用注射机将粒料注射成型，温度170～210℃；

(5)制品在110℃热处理5～10分钟；

(6)利用电子加速器对产品进行辐照，辐射剂量10KGy～100KGy，气氛：氮气。