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一种刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料及其制备方法

摘要

本发明涉及高分子材料技术领域,提供了一种刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料及其制备方法。本发明提供的聚乳酸材料的制备原料包括橡胶10~40份,聚乳酸60~90份,抗氧剂0.2~1份,交联剂0.5~2份,改性赤泥10~50份。本发明利用具有连续相结构的橡胶对聚乳酸材料进行增韧,引入改性赤泥作为功能性补强填充剂,对聚乳酸材料进行有效的增强,使聚乳酸材料刚韧均衡,从而使之具备优异的耐刮擦性能。本发明提供的制备方法步骤简单,容易操作,可依据使用工况成型任意形状的制品。

著录项

  • 公开/公告号CN114907677A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-08-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国科学院兰州化学物理研究所;

    申请/专利号CN202111179620.2

  • 申请日2021-10-11

  • 分类号C08L67/04(2006.01);C08L7/00(2006.01);C08L9/02(2006.01);C08K9/04(2006.01);C08K3/36(2006.01);C08K3/22(2006.01);

  • 代理机构北京高沃律师事务所 11569;

  • 代理人王苗苗

  • 地址 730000 甘肃省兰州市城关区天水中路18号

  • 入库时间 2023-06-19 16:23:50

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-09-02

    实质审查的生效 IPC(主分类):C08L67/04 专利申请号:2021111796202 申请日:20211011

    实质审查的生效

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域,尤其涉及一种刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料及其制备方法。

背景技术

面对日益加剧的能源危机和“白色污染”以及“黑色污染”等日渐突出的环境问题,“绿色产品”及其先进制造技术成为国际、国内市场竞争的新热点,“绿色原材料”和“绿色工艺”便成了解决石油资源短缺和环境恶化等问题的有效途径。

聚乳酸是一种典型的生物基可再生可降解高分子,以其良好的加工性能和较高的力学强度在替代传统的石油系聚合物方面展现出巨大潜力,被誉为最具发展前景的生物基高分子材料。然而,聚乳酸自身的缺陷也十分明显,例如韧性差、不耐刮擦,这导致其生产、运输、使用过程中容易产生划痕,影响美观,限制了其在汽车、家电、包装、日用品行业的等领域的应用。因此,对聚乳酸的增韧及耐刮擦改性显得尤为重要。

专利CN109912950A公开了一种耐刮擦PLA/PP复合材料,其中将聚乳酸和聚丙烯共混,配以苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或聚乙烯醇接枝聚乳酸以及耐刮擦改性剂,制备了耐刮擦性能优异的PLA/PP复合材料。但是在该发明中所用的耐刮擦剂为有机硅/酮类聚合物、丙烯酸类共聚物或PTFE微粉,且用量较大,这些耐刮擦剂不仅成本高,而且与PLA/PP基体的相容性差,导致最终所得复合材料的韧性差,这将严重限制该复合材料的应用推广。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料及其制备方法。本发明提供的聚乳酸材料刚韧均衡、抗冲击性能优异且力学强度高,具有优异的耐刮擦性能。

为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

一种刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料,按质量份数计,包括以下制备原料:橡胶10~40份,聚乳酸60~90份,抗氧剂0.2~1份,

交联剂0.5~2份,改性赤泥10~50份;

所述改性赤泥由脱碱赤泥经有机化修饰得到。

优选的,所述橡胶包括杜仲橡胶、天然橡胶和丁腈橡胶的一种或多种。

优选的,所述聚乳酸包括聚-L-乳酸、聚-D-乳酸和外消旋聚乳酸中的一种或多种。

优选的,所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂626和抗氧剂DLTDP中的一种或者多种。

优选的,所述交联剂包括过氧化异苯丙、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷和2,4-二氯过氧苯甲酰中的一种或多种。

优选的,所述改性赤泥的成分包括金属氧化物和/或非金属氧化物;所述金属氧化物和非金属氧化物的粒径分布独立地为20nm~10μm。

优选的,所述脱碱赤泥有机化修饰采用的有机物包括异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯。

本发明还提供了上述方案所述刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料的制备方法,包括以下步骤:

将改性赤泥和橡胶进行混炼,得到母炼胶;

将所述母炼胶、聚乳酸和抗氧剂进行塑化混合,得到塑化混合物;

将所述塑化混合物和交联剂混合进行动态交联,得到刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料。

优选的,所述混炼的温度为30~90℃,时间为10~20min;所述塑化混合的温度为130~160℃,转速为50~90r/min。

优选的,所述动态交联的时间为5~10min,温度为130~160℃,转速为50~90r/min。

本发明提供了一种刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料,按质量份数计,包括以下制备原料:橡胶10~40份,聚乳酸60~90份,抗氧剂0.2~1份,交联剂0.5~2份,改性赤泥10~50份;所述改性赤泥由脱碱赤泥经有机化修饰得到。橡胶对聚乳酸具有增韧作用,动态交联过程中自由基引发的原位增容反应使聚乳酸相与橡胶相的界面相互作用增强,不同于传统橡塑复合材料的“海-岛”相结构,本发明提供的聚乳酸材料内聚乳酸相与橡胶相呈双连续的相结构,这种独特的相结构使两相接触面积增大,有利于界面增容,当受到外界冲击作用时能够更有效的实现能量传递与耗散,从而获得更高的韧性;本发明在聚乳酸材料中添加了改性赤泥,改性赤泥的主要组成是多组分、多尺度微纳米金属氧化物或非金属氧化物,对聚乳酸材料具有增强的作用,尤其是有机化修饰后与聚乳酸基体的相互作用增强,提高其刚性。

本发明利用具有连续相结构的橡胶对聚乳酸材料进行增韧,引入改性赤泥作为功能性补强填充剂,对聚乳酸材料进行有效的增强,使聚乳酸材料刚韧均衡,从而使之具备优异的耐刮擦性能。

另外,赤泥是一种氧化铝工业产生的强碱性固体废渣,主要成分为Al

本发明还提供了上述方案所述刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料的制备方法。本发明提供的制备方法步骤简单,容易操作,可依据使用工况成型任意形状的制品。

具体实施方式

本发明提供了一种刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料,按质量份数计,包括以下制备原料:橡胶10~40份,聚乳酸60~90份,抗氧剂0.2~1份,交联剂0.5~2份,改性赤泥10~50份;

所述改性赤泥由脱碱赤泥经有机化修饰得到。

以质量份数计,本发明提供的刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料的制备原料包括橡胶10~40份,优选为15~30份。在本发明中,所述橡胶优选包括杜仲橡胶(EUG)、天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)的一种或多种。在本发明的具体实施例中,所述杜仲橡胶的重均分子量优选300000,分散性指数(PDI)优选为3.4;所述天然橡胶优选为国产2#标准胶;所述丁腈橡胶优选为台湾南帝化学工业股份有限公司生产的1043N型丁腈橡胶。

以橡胶的质量份数计,本发明提供的刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料的制备原料包括聚乳酸(PLA)60~90份,优选为65~85份。在本发明中,所述聚乳酸优选包括聚-L-乳酸、聚-D-乳酸和外消旋聚乳酸中的一种或多种。在本发明的具体实施例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸)。

以橡胶的质量份数计,本发明提供的刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料的制备原料包括抗氧剂0.2~1份,优选为0.3~0.8份。在本发明中,所述抗氧剂优选包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂626和抗氧剂DLTDP中的一种或者多种。

以橡胶的质量份数计,本发明提供的刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料的制备原料包括交联剂0.5~2份,优选为0.5~1份。在本发明中,所述交联剂优选包括过氧化异苯丙(DCP)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(双-25)和2,4-二氯过氧苯甲酰(双-24)的一种或多种。

以橡胶的质量份数计,本发明提供的刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料的制备原料包括改性赤泥10~50份,优选为20~40份。在本发明中,所述改性赤泥由脱碱赤泥经有机化修饰得到,所述有机化修饰采用的有机物优选包括异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯(ACA-K30)和异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯(ACA-K44);所述改性赤泥的成分优选包括金属氧化物和/或非金属氧化物,在本发明的具体实施例中,所述改性赤泥中包括Fe

在本发明中,所述改性赤泥的制备方法优选包括以下步骤:

将脱碱赤泥、异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯混合进行接枝反应,得到改性赤泥。

在本发明中,所述脱碱赤泥的制备方法优选包括以下步骤:将赤泥、水和酸混合进行中和反应,将所得反应液进行第一静置,然后依次进行搅拌和第二静置,之后取上清液,将所述上清液过滤,得到脱碱赤泥。本发明对所述赤泥的来源没有特殊要求,采用本领域技术人员熟知的赤泥即可;所述赤泥在使用前优选进行超微粉碎和干燥;所述酸优选包括草酸、柠檬酸、醋酸、硫酸、硝酸和盐酸中的一种或几种,更优选为草酸;所述水优选为去离子水;所述赤泥、水和酸的用量比优选为80~200g:300~800mL:25~50g,更优选为100~180g:400~600mL:30~45g;所述中和反应的温度优选为60~100℃,更优选为70~90℃,所述中和反应的时间优选为0.5~3h,更优选为1~2.5h;所述中和反应优选在水浴和搅拌条件下进行;本发明通过中和反应,利用酸中和赤泥中的强碱性组分;本发明对所述第一静置的时间没有特殊要求,静置至反应液冷却至室温即可;第一静置后,搅拌至反应液中的固体产物分散均匀,然后进行第二静置;所述第二静置的时间优选为1~10min,更优选为3~5min;第二静置后,所得上清液具体为一种悬浊液,脱碱后赤泥表面的羟基含量增大,亲水性提高,粒径小的部分分散在水中,形成悬浊液(即上清液),下层主要是以硫化铁为主的极大尺寸的赤泥颗粒,硬度极高,超微粉碎不能对其进行预处理;在本发明的具体实施例中,优选将下层沉淀物进行反复沉降,直至上层不再形成悬浊液,以提高脱碱赤泥的收率。赤泥中氧化钠的含量较高,碱性强,若不经脱碱处理,作为填料使用时会致使材料容易吸水,降低材料的使用性能。

得到脱碱赤泥后,本发明将所述脱碱赤泥、异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯混合进行接枝反应,得到改性赤泥。在本发明中,所述脱碱赤泥、异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯的质量比优选为50~200:1~4:0.1~1,更优选为100~150:2~3:0.3~0.8;所述异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯优选以异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯溶液的形式使用,所述异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯溶液的溶剂优选为异丙醇,所述异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯溶液中异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和异丙醇的质量比优选为1:1~6,更优选为1:2~5;所述异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯优选以异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯溶液的形式使用;所述异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯溶液的溶剂优选为异丙醇,所述异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯溶液中异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯和异丙醇的质量比优选为1:1~6,更优选为1:2~5。

在本发明中,所述接枝反应的温度优选为100~150℃,更优选为120~130℃,所述接枝反应的时间优选为1~3h,更优选为1.5~2.5h。在接枝反应过程中,异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯溶液中异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯和赤泥发生偶联,接枝在赤泥表面。

在本发明的具体实施例中,优选先将脱碱赤泥进行纳米粉碎后加入超微粉碎机中,然后向超微粉碎机中加入异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯溶液和异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯溶液,搅拌混合3~15min,然后将混合物至于烘箱中,在接枝反应的温度下进行反应;在本发明中,所述搅拌混合的转速优选为25000rpm。

经过接枝改性后,赤泥表面接枝了氨基活性基团与脂肪族长链,氨基活性基团可以与聚乳酸基体的羧基和橡胶组分中的环氧基团反应,大幅提高其与基体的界面作用,脂肪族长链不仅可以提高赤泥与基体的相容性,还能参与橡胶组分的动态交联,形成共价键作用。

本发明还提供了上述方案所述刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料的制备方法,包括以下步骤:

将改性赤泥和橡胶进行混炼,得到母炼胶;

将所述母炼胶、聚乳酸和抗氧剂进行塑化混合,得到塑化混合物;

将所述塑化混合物和交联剂混合进行动态交联,得到刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料。

本发明将改性赤泥和橡胶进行混炼,得到母炼胶。在本发明中,所述混炼优选在开炼机中进行;所述混炼的温度优选为30~90℃,更优选为40~80℃,所述混炼的时间优选为10~20min,更优选为13~15min。

本发明将所述母炼胶、聚乳酸和抗氧剂进行塑化混合,得到塑化混合物。本发明优选先将聚乳酸干燥,然后再进行塑化混合,所述干燥的温度优选为70℃,时间优选为24h;所述塑化混合优选在密炼机中进行,所述塑化混合的温度优选为130~160℃,更优选为140~150℃,所述塑化混合的转速优选为50~90r/min,更优选为60~80r/min。在本发明的具体实施例中,优选先将聚乳酸和抗氧剂在密炼机中塑化混合5~10min,然后再加入母炼胶塑化混合5~10min。

得到塑化混合物后,本发明优选将所述塑化混合物和交联剂混合进行动态交联,得到刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料。在本发明中,所述动态交联的时间优选为5~10min,温度优选为130~160℃,更优选为140~150℃,转速优选为50~90r/min,更优选为60~80r/min;所述动态交联优选在密炼机中进行;在本发明的具体实施例中,优选在得到塑化混合物后,无需将塑化混合物取出,直接将交联剂加入密炼机中进行动态交联。

下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

改性赤泥的制备:

称取150g经超微粉碎干燥的赤泥加入含600ml去离子水、30g草酸的单口烧瓶中,80℃水浴加热,持续搅拌的条件下反应2h,充分中和赤泥中的强碱性组分;然后静置反应液,冷却至室温后再次搅拌,待赤泥分散均匀后再次静置3min,取上层清液抽滤得到脱碱赤泥。

取100g脱碱赤泥,经纳米粉碎后加入超微粉碎机中,然后加入0.75g异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯溶液(ACA-K30:异丙醇=1:5)和0.35g异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯溶液(ACA-K44:异丙醇=1:5),在超微粉碎机的高速(25000rpm)搅拌作用下混合15min,将混合均匀的产物置于120℃的烘箱中反应2h,完成赤泥的表面接枝反应,得到改性赤泥。

经检测,改性赤泥中含有有Fe

将上述改性赤泥应用于后续实施例和对比例的聚乳酸材料制备中。

实施例1

本实施例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);采用的天然橡胶(NR)为国产2#标准胶。

按重量份计,聚乳酸材料的制备原料为:PLA 90份,NR 10份,抗氧剂1010 0.5份,双-25 0.3份,改性赤泥15份。

制备步骤如下:将天然橡胶(NR)和改性赤泥在40℃条件下混炼10min,得到母炼胶;将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为80r/min,将所述烘干后的聚乳酸、母炼胶和抗氧剂1010加入密炼机中,在150℃条件下塑化均匀,得到混合料;将双-25加入到所述混合料中,设定密炼机的转速为80r/min,进行动态交联10min,得到刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料。

实施例2

本实施例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);采用的天然橡胶(NR)为国产2#标准胶。

按重量份计,聚乳酸材料的制备原料为:PLA 60份,NR 40份,抗氧剂10100.8份,DCP 0.8份,改性赤泥45份。

制备步骤如下:将天然橡胶(NR)和改性赤泥在40℃条件下混炼10min,得到母炼胶;将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为80r/min,将所述烘干后的聚乳酸、母炼胶和抗氧剂1010加入密炼机中,在150℃条件下塑化均匀,得到混合料;将DCP加入到所述混合料中,设定密炼机的转速为80r/min,进行动态交联10min,得到刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料。

实施例3

本实施例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);采用的杜仲橡胶(EUG)平均分子量300000,PDI为3.4。

按重量份计,聚乳酸材料的制备原料为:PLA 80份,EUG 20份,抗氧剂1681.0份,双-240.5份,改性赤泥30份。

制备步骤如下:将EUG和改性赤泥在80℃条件下混炼15min,得到母炼胶;将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为70r/min,将所述烘干后的聚乳酸、母炼胶和抗氧剂168加入密炼机中,在160℃条件下塑化均匀,得到混合料;将双-24加入到所述混合料中,设定密炼机的转速为70r/min,进行动态交联8min,得到刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料。

实施例4

本实施例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);采用的杜仲橡胶平均分子量300000,PDI为3.4。

按重量份计,聚乳酸材料的制备原料为:PLA 70份,EUG 30份,抗氧剂17060.8份,DCP 0.5份,改性赤泥25份。

制备步骤如下:将EUG和改性赤泥在80℃条件下混炼15min,得到母炼胶;将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为70r/min,将所述烘干后的聚乳酸、母炼胶和抗氧剂1076加入密炼机中,在160℃条件下塑化均匀,得到混合料;将DCP加入到所述混合料中,设定密炼机的转速为70r/min,进行动态交联8min,得到刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料。

实施例5

本实施例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);采用的丁腈橡胶(NBR)为台湾南帝化学工业股份有限公司生产的1043N型NBR。

按重量份计,聚乳酸材料的制备原料为:PLA 80份,NBR 20份,抗氧剂1681.0份,双-240.4份,改性赤泥20份。

制备步骤如下:将NBR和改性赤泥在60℃条件下混炼10min,得到母炼胶;将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为70r/min,将所述烘干后的聚乳酸、母炼胶和抗氧剂168加入密炼机中,在170℃条件下塑化均匀,得到混合料;将双-24加入到所述混合料中,设定密炼机的转速为60r/min,进行动态交联15min,得到刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料。

实施例6

本实施例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);采用的丁腈橡胶(NBR)为台湾南帝化学工业股份有限公司生产的1043N型NBR。

按重量份计,聚乳酸材料的制备原料为:PLA 70份,NBR 30份,抗氧剂DLTDP 0.8份,双-250.8份,改性赤泥50份。

制备步骤如下:将NBR和改性赤泥在60℃条件下混炼10min,得到母炼胶;将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为70r/min,将所述烘干后的聚乳酸、母炼胶和抗氧剂DLTDP加入密炼机中,在170℃条件下塑化均匀,得到混合料;将双-24加入到所述混合料中,设定密炼机的转速为60r/min,进行动态交联15min,得到刚韧均衡的耐刮擦聚乳酸材料。

对比例1

本对比例中采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);采用的聚丙烯为中国石化齐鲁石化公司生产的T30S型均聚PP;

按质量份数计,各原料的用量为:PLA 70份,PP 20份,耐刮擦改性剂(PVA-g-PLLA,数均分子量12万,接枝率10%)15份,抗氧剂10100.4份,耐刮擦剂(AST-50硅酮母粒)3份,硬脂酸锌1.5份。

制备步骤为:采用密炼机,转速设定为80r/min,将所述烘干后的聚乳酸、聚丙烯和抗氧剂1010加入密炼机中,在170℃下塑化均匀,加入耐刮擦改性剂(PVA-g-PLLA)、耐刮擦剂(AST-50硅酮母粒)和硬脂酸锌,继续混炼均匀。

对比例2

本对比例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);

以质量份数计,聚乳酸材料的原料为:PLA 100份,抗氧剂10100.5份。

制备步骤为:将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为80r/min,将烘干后的聚乳酸和抗氧剂1010加入密炼机中,在150℃条件下塑化均匀,得到聚乳酸材料。

对比例3

本对比例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);

以质量份数计,聚乳酸材料的原料为:PLA 100份,抗氧剂10100.5份,改性赤泥30份。

制备步骤为:将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为80r/min,将烘干后的聚乳酸和抗氧剂1010加入密炼机中,在150℃条件下塑化均匀,然后加入赤泥混合均匀,得到聚乳酸材料。

对比例4

本对比例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);采用的天然橡胶为国产2#标准胶;

以质量份数计,聚乳酸材料的原料为:PLA 90份,NR 10份,抗氧剂10100.5份,双-250.3份。

制备步骤为:将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为80r/min,将烘干后的聚乳酸、天然橡胶和抗氧剂1010加入密炼机中,在150℃条件下塑化均匀,得到混合料;将双-25加入到所述混合料中,设定密炼机的转速为80r/min,进行动态交联10min,得到聚乳酸材料。

对比例5

本对比例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);采用的杜仲橡胶平均分子量300000,PDI为3.4;

以质量份数计,聚乳酸材料的原料为:PLA 80份,EUG 20份,抗氧剂1681.0份,双-24 0.5份。

制备步骤为:将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为70r/min,将烘干后的聚乳酸、天然橡胶和抗氧剂168加入密炼机中,在160℃条件下塑化均匀,得到混合料;将双-24加入到所述混合料中,设定密炼机的转速为70r/min,进行动态交联8min,得到聚乳酸材料。

对比例6

本对比例中,采用的聚乳酸为美国Nature Works公司生产的2003D型PLA(聚-L-乳酸);采用的丁腈橡胶(NBR)为台湾南帝化学工业股份有限公司生产的1043N型NBR;

以质量份数计,聚乳酸材料的原料为:PLA 70份,NBR 30份,抗氧剂DLTDP 0.8份,双-25 0.8份。

制备步骤为:将聚乳酸在70℃条件下干燥24h,得到烘干后的聚乳酸;采用密炼机,转速设定为70r/min,将烘干后的聚乳酸、天然橡胶和抗氧剂DLTDP加入密炼机中,在170℃条件下塑化均匀,得到混合料;将双-25加入到所述混合料中,设定密炼机的转速为60r/min,进行动态交联15min,得到聚乳酸材料。

性能测试

将实施例1~6和对比例1~6制备的聚乳酸材料利用平板硫化机热压成型3min(实施例1~2、5~6、对比例1~4、6的热压温度为170℃,实施例3~4、对比例5的热压温度为180℃),然后冷压15min,制得厚度为2mm和4mm的试片,4mm的试片用于冲击性能测试,2mm的试片用于拉伸性能和耐刮擦性能测试;所述热压成型和冷压过程中压力均为15MPa;按照GB/T528-92规定的2型拉伸试样、GB/T 1843-2008规定的A型缺口冲击试样、大众-3952耐划伤实验标准,裁制标准试样进行性能测试,结果如表1所示。

表1实施例1~6和对比例1~6所得聚乳酸材料的综合性能测试结果

根据表1中的数据可以看出,本发明提供的聚乳酸材料综合性能优异,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度都较高,实现了刚韧均衡,且耐刮擦性能好。对比例1中采用了耐刮擦改性剂和耐刮擦剂,所得聚乳酸材料虽然拉伸强度较高,但是断裂伸长率和冲击强度很低,韧性较差;对比文件2~3中没有使用橡胶,所得聚乳酸材料的韧性和耐刮擦性能都较差;对比例4~6中没有使用改性赤泥,虽然断裂伸长率和冲击强度较高,但是拉伸强度较低,说明其刚性较差,无法实现刚韧均衡的效果,实施例1、3和6与对比例4~6相比,增加了改性赤泥,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度都较高,符合硬而韧材料的特性,说明本发明的材料刚韧均衡。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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