一種高韌性聚乳酸/abs合金材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高韌性聚乳酸合金材料及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種高韌性聚乳酸/ABS合金材料，所述合金材料的成分及其配比為：聚乳酸90重量份，ABS 10重量份；所述高韌性聚乳酸/ABS合金材料的斷裂伸長率為180％～220％。本發(fā)明在聚乳酸中添加一定比例的ABS，從而使得聚乳酸/ABS合金材料在不填加第三組分的情況下所得合金材料的斷裂伸長率大大提高。
【專利說明】
一種高韌性聚乳酸/ABS合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種高韌性聚乳酸合金材料及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乳酸PLA是一種新型可降解材料，來源于植物淀粉發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸，經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化 而成。PLA作為一種生物相容且可降解的熱塑性脂肪族聚酯，具有高強(qiáng)度，高模量，低碳環(huán)保 等優(yōu)點(diǎn)。但是PLA結(jié)晶速度慢，導(dǎo)致加工產(chǎn)品強(qiáng)度不夠高，耐熱性能差，此外，PLA韌性差，在 常溫下是一種硬而脆的材料，很大程度上限制了 PLA的應(yīng)用。針對上述問題，人們通過在聚 乳酸中添加填料，彈性體等來提高聚乳酸的性能，擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。
[0003] ABS含有丁二烯橡膠相，作為一種重要的增韌劑，被廣泛用在增韌工程塑料上。通 過與不同結(jié)構(gòu)的ABS進(jìn)行熔融共混，可以得到不同相容性、不同性能和不同使用用途的聚乳 酸/ABS合金，從而得到用途廣泛的聚乳酸/ABS合金材料。
[0004] 鑒于聚乳酸和ABS物理力學(xué)性能上的互補(bǔ)性，制備聚乳酸和ABS的合金材料具有重 要的應(yīng)用價(jià)值。非專利文獻(xiàn)(Euro Polym J 2009; 45:738-746)將聚乳酸和ABS進(jìn)行熔融共 混制備高分子合金材料，然而由于聚乳酸和ABS缺乏相容性，制備材料相區(qū)尺寸大、界面粘 結(jié)較差，因而材料力學(xué)性能未得到很大改善。
[0005] 鑒于此，研究者往往需要在ABS和聚乳酸中引入第三組份或者添加其他助劑;如公 告號(hào)為CN102040813B專利公開了一種聚乳酸-ABS樹脂合金材料及其制備方法，即其在聚乳 聚乳酸和ABS中添加相容劑、增韌劑、滑石粉和偶聯(lián)劑使得所得合金材料具有良好的抗沖擊 性能、熱變形溫度和可降解性能。
[0006] 又如公開號(hào)為CN103965599A的專利申請公開了一種聚乳酸/ABS合金材料及其制 備方法，該合金材料包括聚乳酸、ABS和第三組分，所述第三組分為線形共聚物或梳形接枝 共聚物。
[0007] 由此可見，為了制備高韌性聚乳酸/ABS合金材料，必須在其中引入第三組份或者 相容劑、增韌劑等其他助劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一種高韌性聚乳酸/ABS合金材料，其可以不引入第三組分或者相容 劑、增韌劑等其他助劑，所得合金材料的力學(xué)性能也較好。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0010]本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種高韌性聚乳酸/ABS合金材料，由包含 以下重量份的組份制成：
[0011] 聚乳酸90份，ABS 10份。
[0012]所述聚乳酸的重均分子量為5萬~20萬。
[0013] 所述高韌性聚乳酸/ABS合金材料的斷裂伸長率為180%~220%。
[0014] 本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供上述高韌性聚乳酸/ABS合金材料的制備 方法，將聚乳酸、ABS材料在聚乳酸和ABS的熔點(diǎn)以上、熱分解溫度以下按照上述配比進(jìn)行熔 融共混。
[0015] 進(jìn)一步，所述高韌性聚乳酸/ABS合金材料的制備方法包括如下步驟：
[0016] 1)聚乳酸與ABS擠出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，擠出溫度為：從進(jìn)料口到口 模依次是90~110°C，140~150°C，170~180°C，180~190°C，190~200°C，185~195°C，擠出 速度450 ~500r/min;
[0017] 2)聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射壓力:60~120MPa，注射速率:40 ~80mm/s〇
[0018]進(jìn)一步，上述方法的步驟2)中，微注射成型工藝中，注射溫度：195~210°C，模具溫 度：20 ~30Γ。
[0019]本發(fā)明要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供一種提高聚乳酸韌性的方法，即在聚乳酸 中加入ABS，其中，聚乳酸與ABS的質(zhì)量比為9:1。
[0020] 進(jìn)一步，所述提高聚乳酸韌性的方法為:在聚乳酸中加入ABS，然后在聚乳酸和ABS 的熔點(diǎn)以上、熱分解溫度以下進(jìn)行熔融共混。
[0021] 更進(jìn)一步，所述提高聚乳酸韌性的方法，包括如下步驟：
[0022] 1)聚乳酸與ABS擠出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，擠出溫度為：從進(jìn)料口到口 模依次是90~110°C，140~150°C，170~180°C，180~190°C，190~200°C，185~195°C，擠出 速度450 ~500r/min;
[0023] 2)聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射壓力:60~120MPa，注射速率:40 ~80mm/s〇
[0024] 進(jìn)一步，上述方法的步驟2)中，微注射成型工藝中，注射溫度：195~210°C，模具溫 度：20 ~30Γ。
[0025]本發(fā)明的有益效果：
[0026]本發(fā)明在聚乳酸中添加一定比例的ABS，從而使得聚乳酸/ABS合金材料在不填加 第三組分的情況下所得合金材料的斷裂伸長率大大提高。
【附圖說明】：
[0027]圖1為實(shí)施例和對比例所得PLA/ABS合金材料的應(yīng)力-應(yīng)變圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下實(shí)施例只是幾種典型的實(shí)施方式，并不能起到限制本發(fā)明的作用，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員可以參照實(shí)施例對技術(shù)方案進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，同樣能夠獲得本發(fā)明的結(jié)果。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 90重量份ABS粒料與10重量份PLA混合后在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，溫度范 圍從進(jìn)料口到口模依次是（100，145，175，185，190，195，190)，螺桿轉(zhuǎn)速為470r/min。擠出后 的樣品在真空干燥箱中60 °C干燥8h。
[0031 ]測試樣制備:運(yùn)用Babyplast 610P型微注射成型機(jī)制備拉伸樣條，樣條標(biāo)距7mm， 試樣厚度〇. 5mm，試樣寬度3mm;其中，注塑工藝參數(shù)如下:計(jì)量位置:20mm;冷卻時(shí)間：13s;注 射壓力：8010^，注射速率為6〇111111/8，開模行程 ：74111111，鎖模壓力：6010^，各段溫度：塑化210 °C，注射室205°C，射嘴195°C，模溫25°C。
[0032] 拉伸測試運(yùn)用萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)(型號(hào)UTM2203,深圳三思縱橫科技有限公司），力傳 感器選用2000N，拉伸速度為2mm/min，得到拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。每組試樣至少拉20個(gè)樣 條，所得應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖1所示。
[0033] 實(shí)施例2
[0034] 90重量份ABS粒料與10重量份PLA混合后在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，溫度范 圍從進(jìn)料口到口模依次是（100，145，175，185，190，195，190)，螺桿轉(zhuǎn)速為470r/min。擠出后 的樣品在真空干燥箱中60 °C干燥8h。
[0035]試樣制備:運(yùn)用Babyplast 610P型微注射成型機(jī)制備拉伸樣條，樣條標(biāo)距7mm，試 樣厚度0 · 5mm，試樣寬度3mm;其中，注塑工藝參數(shù)如下:計(jì)量位置:20mm;冷卻時(shí)間：13s;注射 壓力：60MPa，注射速率為40mm/s，開模行程:74mm，鎖模壓力：60MPa，各段溫度:塑化210 °C， 注射室205°C，射嘴195°C，模溫25°C。
[0036]拉伸測試運(yùn)用萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)(型號(hào)UTM2203,深圳三思縱橫科技有限公司），力傳 感器選用2000N，拉伸速度為2mm/min，得到拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。每組試樣至少拉20個(gè)樣 條，所得應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖1所示。
[0037] 實(shí)施例3
[0038] 90重量份ABS粒料與10重量份PLA混合后在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，溫度范 圍從進(jìn)料口到口模依次是（100，145，175，185，190，195，190)，螺桿轉(zhuǎn)速為470r/min。擠出后 的樣品在真空干燥箱中60 °C干燥8h。
[0039] 試樣制備:運(yùn)用Babyplast 610P型微注射成型機(jī)制備拉伸樣條，樣條標(biāo)距7mm，試 樣厚度0 · 5mm，試樣寬度3mm;其中，注塑工藝參數(shù)如下:計(jì)量位置:20mm;冷卻時(shí)間：13s;注射 壓力：120MPa，注射速率為80mm/s;開模行程:74mm，鎖模壓力:60MPa，各段溫度:塑化210度， 注射室205度，射嘴195度，模溫25度。
[0040] 拉伸測試運(yùn)用萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)(型號(hào)UTM2203,深圳三思縱橫科技有限公司），力傳 感器選用2000N，拉伸速度為2mm/min，得到拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。每組試樣至少拉20個(gè)樣 條，所得應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖1所示。
[0041] 對比例
[0042] 具體制備方法和測試方法同實(shí)施例1，只是原料配比與實(shí)施例不同，原料配比如表 1所示。
[0043] 實(shí)施例和對比例所得合金材料的應(yīng)力-應(yīng)變圖如圖1所示。
[0044] 表1實(shí)施例與對比例的原料比及所得合金材料的力學(xué)性能

【主權(quán)項(xiàng)】
1. 高韌性聚乳酸/ABS合金材料，其特征在于，所述合金材料的成分及其配比為： 聚乳酸90重量份，ABS 10重量份;所述高韌性聚乳酸/ABS合金材料的斷裂伸長率為 180% ~220%〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性聚乳酸/ABS合金材料，其特征在于，所述聚乳酸的重均 分子量為5萬~20萬。3. 權(quán)利要求1或2所述高韌性聚乳酸/ABS合金材料的制備方法，其特征在于，將聚乳酸、 ABS材料在聚乳酸和ABS的熔點(diǎn)以上、熱分解溫度以下進(jìn)行熔融共混。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述高韌性聚乳酸/ABS合金材料的制備方法，其特征在于，所述高韌 性聚乳酸/ABS合金材料的制備方法包括如下步驟： 1) 聚乳酸與ABS擠出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，擠出溫度為:從進(jìn)料口到口模依 次是90~110°C，140~150°C，170~180°C，180~190°C，190~200°C，185~195°C，擠出速度 450~500r/min; 2) 聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射壓力：60~120MPa，注射速率:40~ 80mm/S05. 根據(jù)權(quán)利要求4所述高韌性聚乳酸/ABS合金材料的制備方法，其特征在于，步驟2)的 微注射成型工藝中，注射溫度：195~210 °C，模具溫度:20~30 °C。6. -種提高聚乳酸韌性的方法，其特征在于，在聚乳酸中加入ABS，其中，聚乳酸與ABS 的質(zhì)量比為9:1。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述提高聚乳酸韌性的方法，其特征在于，所述聚乳酸的重均分子量 為5萬~20萬。8. 根據(jù)權(quán)利要6或7所述提高聚乳酸韌性的方法，其特征在于，所述方法為:在聚乳酸中 加入ABS，然后在聚乳酸和ABS的熔點(diǎn)以上、熱分解溫度以下進(jìn)行熔融共混。9. 根據(jù)權(quán)利要8所述提高聚乳酸韌性的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 1) 聚乳酸與ABS擠出造粒得聚乳酸/ABS共混料，其中，擠出溫度為:從進(jìn)料口到口模依 次是90~110°C，140~150°C，170~180°C，180~190°C，190~200°C，185~195°C，擠出速度 450~500r/min; 2) 聚乳酸/ABS共混料采用微注射成型，其中，注射壓力：60~120MPa，注射速率:40~ 80mm/S010. 根據(jù)權(quán)利要求9所述提高聚乳酸韌性的方法，其特征在于，步驟2)的微注射成型工 藝中，注射溫度：195~210 °C，模具溫度:20~30 °C。
【文檔編號(hào)】B29C45/77GK105885375SQ201610509147
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】李倩, 王市偉, 張劍鳴, 馬帥江, 喬玉輝, 劉夢濤, 張琰焜, 龐文博
【申請人】鄭州大學(xué)