[发明专利]一种车用聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属高分子复合材料领域，特别涉及一种车用聚乳酸复合材料及其制备方法和应用。 

背景技术

聚乳酸（PLA）是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，其生产过程无污染，而且可以生物降解，因此是理想的绿色高分子材料。近年来，PLA在汽车内饰、纺织、包装、医学领域的应用得到了长足的发展。PLA因其无毒、良好的生物相容性、可生物降解性且最终降解产物为CO₂和H₂O，以及其性能可在很大范围内通过共聚、共混、分子修饰、复合等方法得到调节，已经成为当前最受重视的材料之一。

PLA具有良好的强度和刚性，但柔软性、冲击性能和耐热性能差。如果应用于韧性和耐热性要求高的场合，必须对PLA进行改性。而由于增韧改性和耐热改性是一个矛盾的对立体，因而目前的改性主要是针对增韧或耐热某一方面的改性，同时针对二者的改性研究较少。本专利通过共混改性，实现了PLA复合材料韧性和耐热性的同时提高。作为聚合物改性的重要途径之一，共混改性不仅简单易行、成本低廉，而且共混体系能综合均衡各组分的性能，取长补短，消除各单一组分性能上的弱点，获得综合性能较为理想的聚合物材料。

目前大部分的PLA改性材料主要应用于食品包装、医疗器械等领域，而在汽车上应用的PLA改性材料只有零星报道，且主要集中在PLA/纤维复合板材方面，而PLA改性材料在汽车塑料注塑部件的应用仍未见报道。 

发明内容

本发明提供一种车用聚乳酸复合材料及其制备方法，与基体聚乳酸相比，本发明制备的聚乳酸氟化钠材料具有高耐热性，且具有较好的韧性，非常适合应用于汽车内饰注塑部件。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明一方面涉及一种聚乳酸复合材料，其包括聚乳酸、耐热型高分子、增韧剂、扩链剂、滑石粉，任选地含有抗老化剂和/或抗氧剂。

在本发明的一个优选实施方式中，所述聚乳酸的平均分子量为10~30万。

所述耐热型高分子包括但不限于聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、尼龙6（PA6）、尼龙66（PA66），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中的一种或其任意组合。

所述增韧剂包括但不限于丙烯酯类共聚物，氧化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚弹性体，丙烯酸类增韧剂中的一种或其任意组合。

所述扩链剂包括但不限于PLA扩链剂、PC扩链剂、PA扩链剂、PBT扩链剂、PET扩链剂中的一种或其任意组合。

所述的抗老化剂包括但不限于受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐、金属钝化剂、二苯甲酮类和苯并三唑类光稳定剂中的一种或几种混合。

所述抗氧剂包括但不限于四（β-（3，5二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸）季戊四醇酯、（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八酯，β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸环己酯，硫代二丙酸二月桂酯中的一种或其任意组合。

在本发明的一个优先实施方式中，所述复合材料的重量百分比：聚乳酸含量为35%-70%，耐热型人工高分子21%-57%、增韧剂含量为3%-10%，滑石粉含量为1%-8%，扩链剂含量为0.1%-1%。

在本发明的另外一个优先实施方式中，所述抗老化剂含量为0.1%-1%，或者所述抗氧剂含量为0.1%-1%。

本发明另外一方面还涉及上述聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

具体的，本发明实施例是通过将耐热型人工高分子、增韧剂、扩链剂、滑石粉等通过共混，然后在双螺杆挤出机中挤出，聚乳酸采取侧位强制进料，造粒后烘干后即获得高韧高耐热的聚乳酸合金材料。

在本发明的一个优选实施方式中，制备方法包括如下具体步骤：

（1）将聚乳酸、耐热型高分子，增韧剂分别在50℃-80℃下真空干燥3-8小时除去水分；

（2）将上述获得的耐热型高分子和增韧剂与滑石粉、扩链剂等按照一定的重量配比在干燥的高速搅拌机中进行搅拌，使其混合均匀，然后在双螺杆挤出机中进行反应，聚乳酸采取侧位强制进料；产物冷却切粒，真空烘干，得到增韧耐热的聚乳酸合金母粒。其中，螺杆转速为25rpm~180rpm，挤出温度为180℃~270℃。

所述的聚乳酸进料方式为侧位强制进料。

所述的滑石粉粒径为800目-2000目。

所述的挤出温度为200℃-270℃。