[发明专利]一种增韧聚乳酸树脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及增韧树脂组合物，进一步讲，涉及一种抗冲击性良好，且材料性能均衡的聚乳酸组合物及其制备方法。

背景技术

聚乳酸树脂(PLA，也称聚丙交酯)由于来源的可再生性以及其本身的可生物降解性能，其应用越来越受到人们的关注。聚乳酸可以从石油或天然气原料以外的一年可再生资源制备，如从玉米、小麦和马铃薯中提取的淀粉经乳酸菌发酵形成乳酸，然后经聚合最终形成聚乳酸。聚乳酸树脂能够在某些堆肥处理条件下快速降解，最终分解为水和二氧化碳。由于聚乳酸源于生物基、对人体无毒、对环境友好性，聚乳酸树脂产品逐渐得到人们的重视，聚乳酸产品可以广泛地应用于医疗、农业、包装、服装、土木以及日常生活用品等领域。

聚乳酸树脂的热变形温度低(60℃)，冲击性能差，在没有经过改性时悬臂梁缺口冲击只能达到30J/M，而且由于其弯曲模量非常大，这就造成材料在使用时很脆而且刚性过大，限制了应用。

中国申请专利(申请号200810241319.8)中利用聚氨酯来增韧聚乳酸，发现聚氨酯对聚乳酸具有很好的增韧效果，当聚氨酯重量份数超过11份(聚乳酸保持100份)，冲击强度提高100％以上，但是材料的拉伸强度下降很多。而且由于聚氨酯是一种聚合物，粒子尺寸较大，在聚乳酸中的分散性不好，从而会影响材料的均匀性。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种增韧聚乳酸树脂组合物，在不添加润滑剂的同时，能明显提高聚乳酸树脂的冲击性能的同时，又使其具有很好的机械性能和加工性能，且材料的性能均衡，以满足日益迫切的来自生产生活各方面的需求。

本发明的目的之二在于提供该种增韧聚乳酸树脂组合物。所述的增韧聚乳酸树脂组合物，包含有共混的聚乳酸树脂和增韧剂。以聚乳酸树脂为100重量份数计；增韧剂3～20重量份数，优选5～18重量份数。

作为本发明的增韧主体树脂的聚乳酸树脂包括由现有技术中各种方法制备的聚乳酸。由于乳酸具有两种旋光异构体，通常被称为“D”和“L”对映体，因此丙交酯存在三种构型，即：两个L-乳酸分子的二聚体的“L-丙交酯”，两个D-乳酸分子的二聚体“D-丙交酯”，以及由1个L_乳酸分子和1个D-乳酸分子构成的“内消旋-丙交酯”二聚体。本发明中所用的聚乳酸为具有-CH(CH₃)C(O)O-的重复单元的聚合物，可以是任意比例的L-乳酸和D-乳酸得到的聚合物，无论这些重复单元是如何构成该聚乳酸树脂的。

在实际的生产过程中，聚乳酸树脂可以采用缩聚方法、开环聚合法等公知方法。缩聚方法即将L-乳酸或D-乳酸或它们的混合物直接脱水缩聚；开环聚合法即将丙交酯开环进行聚合，必要时使用聚合调节剂调节分子量。用于本发明中聚乳酸，其重均分子量为8万～40万。

用作本发明主体树脂的聚乳酸树脂还可以包含有可与丙交酯或乳酸进行共聚的其他单体，如氧化烯(包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧杂环戊烷等)或环状内酯或碳酸酯。这些重复单元一般可占PLA树脂的含量为0～10wt％，优选为0～5wt％。

此外，用作本发明主体树脂的聚乳酸中还可以包含通过聚合方法加入的、能够提高聚乳酸的分子量、提高聚乳酸的熔体强度的其他化合物，如：异氰酸酯、酸酐、环氧化合物、有机过氧化合物。更为具体的，所述的异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)/亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)。所述的有机过氧化物包括烷基过氧化物、过氧化酮，酯类过氧化物、酰类过氧化物。

本发明的增韧聚乳酸树脂组合物中的所述增韧剂为平均粒径为20～900nm、具有交联结构的粉末橡胶，其凝胶含量为60wt％或更高，优选75wt％或更高，更优选为90wt％或更高。所述粉末橡胶的橡胶颗粒为均相结构。所述粉末橡胶平均粒径优选为30～500nm，更优选为100～200nm。所述粉末橡胶的种类选用与聚乳酸树脂相容性好的橡胶，如以下种类中的至少一种：天然橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、丁腈橡胶。