[发明专利]一种用聚乳酸余料或废料制得的改性聚乳酸母粒及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化合物领域，具体地说是一种用聚乳酸余料或废料制得的改性聚乳酸母粒及其应用。

背景技术

国际上拥有自主技术生产聚乳酸（PLA）的国家并不多，而中国因可量产的自主知识产权有限，PLA原母粒绝大多数依赖从美国进口。由于1吨PLA树脂需要2.3吨的玉米作为原料，对聚乳酸余料或废料进行回填和焚烧的处理方法造成了极大的经济浪费。在PLA价格本来高于塑料价格的前提下，放弃对PLA的再生利用更是不明智的选择。

截止2010年6月，比利时Futerro公司在上海世博园区比利时-欧盟馆展示的loopla专利技术，也只能将聚乳酸的余料或废料转化成乳酸，从而再次实现从乳酸到聚乳酸的不断循环利用。

在以往的PLA成型技术中，只能针对数均分子量为5万以上的聚乳酸原料进行改性，否则会因分子量过小而导致机械物性和耐热性等实际物性不显现。因此，不挑剔分子量大小（适应性更大）的PLA改性技术成为了一项技术空白。

在以往的PLA成型技术中，无法突破聚乳酸原母粒的原有物性在柔韧性和耐热性上的局限，因而所成型的产品在功能、类型、用途、使用条件、运输及储存条件均有诸多限制，导致PLA产品无法批量生产和推广普及。

在以往的PLA成型技术中，无法使用聚乳酸余料或废料作为直接原料进行生产。

在以往的PLA成型技术中，必须对原料进行真空干燥，投资大，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种改性聚乳酸母粒，其采用5万以下分子量的聚乳酸余料或废料作为原料，以解决分子量小的聚乳酸余料或废料难以回收利用的问题；且通过组分的筛选来明显提高聚乳酸母粒的柔韧性和耐热性，使制得的聚乳酸母粒能批量生产和得到推广普及。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种用聚乳酸余料或废料制得的改性聚乳酸母粒，其原料各组分及其重量份数如下：片状的聚乳酸余料或废料75.0-85.0，增韧改性剂8.0-18.0，增塑剂0.5-5.0，耐热改质剂2.0-5.0，润滑剂1.0-2.0，成核剂0.3-10.0，抗氧化剂0.1-1.0，抗紫外线剂0.1-1.0。

由于聚乳酸余料或废料采用片状，在加入助剂后，其吸收助剂所需搅拌的时间较短，均匀度较好，几乎不影响后面的聚乳酸造粒，从而增加产能，生产效率高。

所述的聚乳酸余料或废料为聚L-乳酸、聚DL-乳酸或前两者的共聚共混物，其数均分子量为2-5万。

所述的增韧改性剂为γ-聚麸胺酸、丙三醇、1,4-丁二醇、三醋酸甘油

脂和数均分子量为400-20000的聚乙二醇的混合物，其熔点在 60-120℃。本发明以γ-聚麸胺酸为亲水主链，聚乳酸为疏水侧链，合成梳状无定型两性共聚合物,并由γ-聚麸胺酸的高吸水性适时导入两性共聚物的介质水，从而使后续的产品成型过程中，不需要真空干燥，只需一般干燥即可。丙三醇作为γ-聚麸胺酸的溶剂使用，用于溶解γ-聚麸胺酸，同时也起到增韧作用；三醋酸甘油脂能改变聚乳酸易脆无延伸的物性,并可调整改性后物料的软硬度及延伸性；1,4-丁二醇可降低聚合时的压力,同时能提高低聚物分子量；聚乙二醇与聚乳酸的共聚，除能提高聚乳酸的加工性能外, 还可提升制成品的尺寸稳定性及热稳定性。

所述的增塑剂为丙三醇、乙酰柠檬酸三正丁酯、柠檬酸三丁醋、柠檬酸三乙酯、三醋酸甘油脂、亚磷酸三苯酯、癸二酸二丁酯中的任一种或二种以上的混合物，所述的增塑剂对增韧改性剂起到了辅助增韧作用。

所述的耐热改质剂为三醋酸甘油脂、季戊四醇脂、萜稀树脂、马林树脂、酒石酸和顺丁烯二酸酐的共混物，耐热改质剂的熔点在100-150℃；三醋酸甘油脂、季戊四醇脂、萜稀树脂、马林树脂和顺丁烯二酸酐用于提高成品的耐热性，酒石酸抑制聚乳酸的成型产品在置放过程中产生再结晶。所述的耐热改质剂与无定型聚乳酸融溶共聚后，可提高成型产品的物理和机械性能。

由于本发明采用了数均分子量为2-5万的聚乳酸余料或废料作为原料，为了克服因分子量过小而带来的机械物性和耐热性不显现问题，本发明采用了上述的增韧改性剂和耐热改质剂，不仅能保证数均分子量为2-5万的聚乳酸余料或废料正常加工，且明显提高了聚乳酸母粒的柔韧性和耐热性。