[发明专利]超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品及其制备方法

权利要求书

1.一种超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品的制备方法，其特征在于该方法是先将99.9～90.0份左旋聚乳酸和0.1～10.0份碳纳米粒子进行熔融混合得到左旋聚乳酸/碳纳米粒子的预混物，然后再将所得预混物95～50份与含右旋聚乳酸链段的弹性体5～50份熔融共混，在熔融共混过程中左旋聚乳酸基体分子链与弹性体分散相中的右旋聚乳酸分子链在共混物相界面上通过立构复合形成立构复合晶体，该立构复合晶体充当碳纳米粒子的捕捉剂将在两相间迁移的碳纳米粒子固定在相界面上，解决未改性碳纳米粒子难以在不相容共混物相界面处稳定分布的问题，进而实现同步提高共混物相界面强度和复合材料或制品的电导率的目的；同时该立构复合晶体还作为左旋聚乳酸基体结晶的高效成核剂，提高基体的结晶度，最终获得兼具超韧耐热导电特性的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品，

其中含右旋聚乳酸链段的弹性体包括右旋聚乳酸的接枝或嵌段共聚物，为聚(乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)-右旋聚乳酸接枝聚合物、聚(乙烯-辛烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)-右旋聚乳酸接枝聚合物、左旋聚乳酸-聚乙二醇-右旋聚乳酸嵌段共聚物或左旋聚乳酸-聚己内酯-右旋聚乳酸嵌段共聚物中的任一种，以上各物料的份数均为重量份。

2.根据权利要求1所述的超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品的制备方法，其特征在于该方法的具体工艺步骤和条件如下：

1)将碳纳米粒子和左旋聚乳酸预混均匀，然后加入到熔融混合器中，在温度170～210℃下熔融共混3～10min，得到左旋聚乳酸/碳纳米粒子的预混物；

2)将含右旋聚乳酸链段的弹性体和左旋聚乳酸/碳纳米粒子预混物混合均匀后加入到熔融混合器中，在温度170～210℃下熔融共混3～10min后造粒或再加工成型，即可制得超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品。

3.根据权利要求1或2所述的超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品的制备方法，其特征在于该方法中所用含右旋聚乳酸链段的弹性体为右旋聚乳酸的接枝或嵌段共聚物。

4.根据权利要求1或2所述的超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品的制备方法，其特征在于该方法中所用碳纳米粒子为碳纳米管或石墨烯。

5.根据权利要求3所述的超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品的制备方法，其特征在于该方法中所用碳纳米粒子为碳纳米管或石墨烯。

6.根据权利要求2所述的超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品的制备方法，其特征在于该方法中所用含右旋聚乳酸链段的弹性体的添加量为15～40份；碳纳米粒子添加量为0.5～8.0份。

7.根据权利要求3所述的超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品的制备方法，其特征在于该方法中所用含右旋聚乳酸链段的弹性体的添加量为15～40份；碳纳米粒子添加量为0.5～8.0份。

8.根据权利要求5所述的超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品的制备方法，其特征在于该方法中所用含右旋聚乳酸链段的弹性体的添加量为15～40份；碳纳米粒子添加量为0.5～8.0份。

9.一种由权利要求1或2所述方法制备的超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品，其特征在于该复合材料或制品中碳纳米粒子含量为0.1～5.0wt％，含右旋聚乳酸链段的弹性体的含量为5～50wt％，在广角X射线衍射图谱上显示有聚乳酸立构复合(SC)晶体的特征衍射峰，由透射电子显微镜观察可见碳纳米粒子分散在相界面处并且贯穿于两相界面，且该复合材料或制品的基体结晶度为45.2～48.7％，耐热温度为97.8～145.4℃，缺口冲击强度为12.1～79.6kJ/m²，电导率为1.0×10^-9～13.3S/m。

10.根据权利要求9所述的超韧耐热导电的聚乳酸/弹性体/碳纳米粒子复合材料或制品，其特征在于该复合材料或制品中碳纳米粒子含量为0.5～5.0wt％，含右旋聚乳酸链段的弹性体的含量为15～40wt％，该复合材料或制品的基体结晶度为46.5～48.7％，耐热温度为97.8～139.6℃，缺口冲击强度为34.1～79.6kJ/m²，电导率为5.2×10^-5～13.3S/m。