[发明专利]PLA/PBAT复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别是涉及PLA/PBAT复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚乳酸(PLA)不仅可以完全生物降解，而且还有较好的机械性能和易加工性，但由于其冲击强度和热变形温度低，应用范围大大受到限制。目前采用最多的增韧改性的方法就是加入其他聚合物与之共混。聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)作为一种三嵌段无规共聚物，除含有柔性链段之外，还含有苯环基团，当PBAT分子插入到PLA分子链中时，由于苯环体积大，增大了PLA分子链的运动空间，使其运动能力增加，在结构与性能上表现为PBAT增韧PLA。但是，PLA与PBAT之间的相容性不好，导致PLA/PBAT的共混物力学强度降低较多，因而使其应用受到很大限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种PLA/PBAT复合材料及其制备方法和应用，以提高PLA/PBAT材料的力学强度。

基于上述目的，本发明提供的PLA/PBAT复合材料的制备方法包括以下步骤：

将PLA和PBAT放入真空干燥箱中，于70～100℃下干燥8～16小时；

将超支化三嗪、PLA、PBAT、硬脂酸、硬脂酸钙和抗氧化剂按照重量份配比分别为1～15份、40～80份、20～60份、0.5～2份、0.5～2份、0.5～2份放入密炼机中混合均匀，该密炼机的一区温度为170～190℃、二区温度为170～190℃、三区温度为170～190℃，螺杆转速为20～50rad/min，密炼时间为400～550秒；

将从密炼机中挤出的混物料放入压片机中进行压片，制得所述PLA/PBAT复合材料，其中，所述压片机的上压片的温度为170～190℃、下压片的温度为170～190℃，预热时间为5～10分钟，排气时间为0.5～5秒，保压时间为3～9分钟，冷却时间为8～15分钟。

可选地，所述超支化三嗪的制备方法包括以下步骤：

步骤a，取三聚氯氰，加入丙酮进行溶解，制得三聚氯氰丙酮溶液；将二元胺和碳酸钠加入到温度为70～90℃的水中，将二元胺和碳酸钠的水溶液以1～4滴/秒的速率滴加到三聚氯氰丙酮溶液中，在10～30℃水浴条件下反应5～7小时；将溶液进行真空抽滤，得到G0.0-NH₂超支化三嗪；

步骤b，取三聚氯氰，加入反应溶剂丙酮进行溶解，制得三聚氯氰丙酮溶液；取G0.0-NH₂超支化三嗪，加入到三聚氯氰丙酮溶液中，于65～85℃条件下反应6～8小时；将溶液进行真空抽滤，得固体粉末，即得到G0.5-Cl超支化三嗪；

步骤c，交替实施步骤a和步骤b，以得到不同代数的末端为胺基的超支化三嗪。

较佳地，所述二元胺选自乙二胺、1,4-丁二胺、丙二胺、1,6-己二胺和对苯二胺中的一种。

优选地，所述步骤a还包括：

将所述真空抽滤后的G0.0-NH₂超支化三嗪用70～90℃的去离子水洗涤，去除残留的反应物和副产物，然后在80～100℃的真空干燥箱中干燥30～60小时，得到G0.0-NH₂超支化三嗪固体粉末。

较佳地，所述步骤b还包括：

将所述真空抽滤后的G0.5-Cl超支化三嗪用70～90℃的去离子水洗涤，去除残留的反应物和副产物，然后在80～100℃的真空干燥箱中干燥30～60小时，得到G0.5-Cl超支化三嗪固体粉末。

可选地，所述超支化三嗪为1代至4代的超支化三嗪。

较佳地，所述超支化三嗪为2代或者3代超支化三嗪。

优选地，所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

本发明还提供一种PLA/PBAT复合材料，所述PLA/PBAT复合材料根据上述的PLA/PBAT复合材料的制备方法制得。

本发明还提供一种PLA/PBAT复合材料的应用，所述PLA/PBAT复合材料应用于制备薄膜或容器。

较佳地，所述PLA/PBAT复合材料应用于制备生鲜包装薄膜(包装橘子、橡胶、萝卜等)、合成纸用薄膜(标签、明信片、名片等)、收缩包装薄膜、透明视窗信封等，或者其他日常用品，如：一次性食品餐具、可重复利用和可回收的耐久性食品器具、胸牌、家电外壳及汽车内部装饰(地毯、备胎盖等)等。