[发明专利]一种玻璃纤维/聚乳酸复合材料的制备方法及其工艺

说明书

本发明公开了一种玻璃纤维/聚乳酸复合材料的制备方法及其工艺，具体包括以下原料及重量分数：聚乳酸50~80份、玻璃纤维10~60份、碳酸钙或滑石粉5~20份、竹纤维1~10份、相容剂2~10份、抗氧剂0.1~0.3份、辅助抗氧剂0.2~0.6份、润滑剂0.2~2份、抗水解剂0.5~3份。本发明一是通过添加相容剂，解决了聚乳酸与玻璃纤维、竹纤维、碳酸钙之间相容性的问题；二是通过添加短玻璃纤维和高目数的碳酸钙或者滑石粉，使得产品表面比较光滑以及具有较高光泽度；三是通过退火处理使得产品的耐热温度达到150℃左右。本发明的玻璃纤维/聚乳酸复合材料可用作制造家用饭碗、筷子、杯子等。

技术领域

本发明属于高分子材料改性领域，具体涉及一种玻璃纤维/聚乳酸复合材料的制备方法及应用。

背景技术

随着现今石油资源的匮乏以及环境污染的问题日益加重，不可降解塑料逐渐地被可降解塑料所代替，聚乳酸作为其中典型的材料之一，它具有良好的生物降解性、生物相容性以及较高的强度，可以应用到生物医药、包装材料、家用装饰、儿童餐具、农作物用薄膜和纺织纤维等方面，但是它的脆性大、耐热性差、价格昂贵。

玻璃纤维是一种价格低廉、性能优异的无机非金属材料,它具有强度高、耐热性好、工艺性能良好、耐化学腐蚀性良好、电绝缘性好等优点，因此选用玻璃纤维作为复合材料的增强材料。

利用玻璃纤维制备玻璃纤维/聚乳酸复合材料，主要是通过玻璃纤维的加入，使得聚乳酸的拉伸强度、弯曲强度以及耐热性能均有显著地提高，与此同时，使得聚乳酸的韧性也有相应地提升。

目前关于玻璃纤维/聚乳酸复合材料已有一定的研究，但是在实际应用中是很少的，且存在以下问题需要解决：（1）玻璃纤维与聚乳酸的相容性不好，从而影响其其宏观性能；（2）玻璃纤维/聚乳酸复合材料的耐热问题；（3）玻璃纤维/聚乳酸复合材料表面粗糙问题。

发明内容

本发明针对玻璃纤维/聚乳酸复合材料存在的以上问题，提供了一种玻璃纤维/聚乳酸复合材料的制备方法及其工艺。

本发明的第一个目的是制备一种表面有光泽、具有高强度、良好的耐热性、良好的尺寸稳定性以及耐水解性的玻璃纤维/聚乳酸复合材料。

本发明的第二个目的是将竹纤维加入玻璃纤维/聚乳酸复合材料中，来赋予产品自然、美好的外观。

本发明的第三个目的是所制备的玻璃纤维/聚乳酸复合材料能够在家用饭碗、筷子、杯子等上面得到很好的应用。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现的：

按重量份数计包括以下原料：聚乳酸90~50份、玻璃纤维10~40份、碳酸钙或滑石粉5~20份、竹纤维1~5份、相容剂2~10份、抗氧剂0.1~0.3份、辅助抗氧剂0.2~0.6份、润滑剂0.2~2份、抗水解剂0.5~3份。

其中，所述的聚乳酸具有良好的耐热性；所述的玻璃纤维为短玻璃纤维；所述的竹纤维的目数为60~200目；所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乳酸；所述的抗氧剂为酚类抗氧剂；所述的润滑剂为季戊四醇硬酯酸酯（PETS）；所述的抗水解剂为聚碳化二亚胺类聚合物。

本发明通过添加相容剂，解决了聚乳酸与玻璃纤维、竹纤维、碳酸钙之间相容性的问题。

本发明添加短玻璃纤维和高目数的碳酸钙或者滑石粉，使得产品表面比较光滑以及具有较高光泽度。

本发明通过添加抗水解剂使得产品能在100℃水中不发生裂纹，从而满足其在现实生活中的应用。

本发明通过退火处理使得玻璃纤维/聚乳酸复合材料的热变形达到140~160°。退火工艺为110℃条件下退火10~20min。

具体实施方式