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一种硫酸钡聚乳酸复合材料的制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-03-31
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2020-07-28
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-12-27
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-03-31
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202010262628.4 申请日 2020-03-31
公开/公告号 CN111363325B 公开/公告日 2022-12-27
授权日 2022-12-27 预估到期日 2040-03-31
申请年 2020年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 C08L67/04C08K9/12C08K9/04C08K3/30 主分类号 C08L67/04
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 2
权利要求数量 3 非专利引证数量 0
引用专利数量 3 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN102453319A、US2007140938A1、CN104987681A 被引证专利
专利权维持 2 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 宁波普莱斯帝金属制品有限公司 当前专利权人 宁波普莱斯帝金属制品有限公司
发明人 唐洁净 第一发明人 唐洁净
地址 浙江省宁波市余姚市中国塑料城国际商务中心1幢315室 邮编 315400
申请人数量 1 发明人数量 1
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省宁波市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明涉及一种硫酸钡聚乳酸复合材料的制备方法,1)在苯中加入乙二胺和邻苯二甲酸酐,搅拌加热反应,冷却后,加入去离子水,搅拌分散后旋蒸,得到改性剂;2)将改性剂分散在乙醇中,加入微米级硫酸钡颗粒,超声分散均匀,加热反应得到改性硫酸钡;3)将改性硫酸钡与聚乳酸预混后熔融共混;4)热压成型得到硫酸钡聚乳酸复合材料。该方法能够提高无机纳米颗粒和聚乳酸的相容性,使无机颗粒均匀分散在聚乳酸中,在提高其拉伸强度等力学性能的同时保持甚至提高聚乳酸的透明性。
  • 摘要附图
    一种硫酸钡聚乳酸复合材料的制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-12-27 授权
2 2020-07-28 实质审查的生效 IPC(主分类): C08L 67/04 专利申请号: 202010262628.4 申请日: 2020.03.31
3 2020-07-03 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种硫酸钡聚乳酸复合材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)制备改性剂:在苯中加入乙二胺,搅拌分散后,加入邻苯二甲酸酐,快速搅拌下加热至50‑60℃,反应30‑40min,冷却后,加入去离子水,搅拌分散后于70‑75℃旋蒸,待大部分溶剂挥发后,收集旋蒸瓶底部的产物;
2)硫酸钡改性:将步骤1)得到的产物分散在乙醇中,加入微米级硫酸钡颗粒,超声分散均匀,在40‑50℃下反应2‑3h,过滤,洗涤,干燥,得到改性硫酸钡;
3)复合材料制备:将步骤2)得到的改性硫酸钡与聚乳酸预混,加入双辊开炼机熔融共混,熔融共混温度为160‑180℃,时间为15‑20min,得到共混产物;
4)将步骤3)得到的共混产物热压成型得到硫酸钡聚乳酸复合材料;
乙二胺与邻苯二甲酸酐的摩尔比为1∶1.1‑1.3;
邻苯二甲酸酐与硫酸钡的摩尔比约为1∶0.7‑0.9。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:硫酸钡占聚乳酸质量的20‑40%。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤2)所述洗涤为用无水乙醇洗涤,干燥为60℃真空干燥10min。
说明书

技术领域

[0001] 本申请涉及一种透明塑料材料的制备方法,尤其是一种硫酸钡聚乳酸复合材料的制备方法。

背景技术

[0002] 聚乳酸是乳酸的环状二聚体即丙交酯开环聚合而成的高分子聚酯,因此又被称为聚丙交酯。聚乳酸具有较好的强度、化学惰性和易加工性、优良生物相容性和降解性,而且,透明性好,是一种可再生资源。聚乳酸在使用后可完全降解为二氧化碳和水,避免了白色污染问题,是一种可完全降解的环境友好材料。但是,聚乳酸还具有亲水性差、脆性大、耐冲击性差、降解周期长等缺点。
[0003] 为改善聚乳酸的力学性能,研究者尝试将无机材料与聚乳酸进行共混,但由于二者的界面结合力弱,因此复合后的相容性极差,无机材料容易以团聚成颗粒的状态存在于聚乳酸中,导致复合材料的力学性能无法得到改善,甚至出现下降的现象。此外,复合无机材料后,容易造成聚乳酸的透光率下降。如何提高无机纳米颗粒和聚乳酸的相容性,使无机颗粒均匀分散在聚乳酸中,在提高其拉伸强度等力学性能的同时保持甚至提高聚乳酸的透明性,仍然是有待解决的问题。

发明内容

[0004] 本发明涉及一种硫酸钡聚乳酸复合材料的制备方法,所要解决的技术问题是如何提高无机纳米颗粒和聚乳酸的相容性,使无机颗粒均匀分散在聚乳酸中,在提高其拉伸强度等力学性能的同时保持甚至提高聚乳酸的透明性。
[0005] 一种硫酸钡聚乳酸复合材料的制备方法,包括如下步骤:
[0006] 1)制备改性剂:在苯中加入乙二胺,搅拌分散后,加入邻苯二甲酸酐,快速搅拌下加热至50‑60℃,反应30‑40min,冷却后,加入去离子水,搅拌分散后于70‑75℃旋蒸,待大部分溶剂挥发后,收集旋蒸瓶底部的产物;
[0007] 2)硫酸钡改性:将步骤1)得到的产物分散在乙醇中,加入微米级硫酸钡颗粒,超声分散均匀,在40‑50℃下反应2‑3h,过滤,洗涤,干燥,得到改性硫酸钡;
[0008] 3)复合材料制备:将步骤2)得到的改性硫酸钡与聚乳酸预混,加入双辊开炼机熔融共混,熔融共混温度为160‑180℃,时间为15‑20min,得到共混产物;
[0009] 4)将步骤3)得到的共混产物热压成型得到硫酸钡聚乳酸复合材料。
[0010] 其中,乙二胺与邻苯二甲酸酐的摩尔比约为1∶1.1‑1.3。
[0011] 其中,邻苯二甲酸酐与硫酸钡的摩尔比为1∶0.7‑0.9。
[0012] 其中,硫酸钡占聚乳酸质量的20‑40%。
[0013] 其中,步骤2)所述洗涤为用无水乙醇洗涤,干燥为60℃真空干燥10min。
[0014] 其中,硫酸钡的粒径为0.1‑0.3微米。
[0015] 有益效果:
[0016] 本发明利用乙二胺与邻苯二甲酸酐反应,使酸酐开环,其中的一个羧基保留,另一个羧基与乙二胺的一个胺基反应,制备得到具有胺基和羧基的改性剂。该改性剂的羧基能够吸附在硫酸钡颗粒表面,降低硫酸钡的亲水性,提高其疏水性,在与聚乳酸进行共混时,改性剂的胺基能够与聚乳酸形成一定的氢键作用,从而加强无机颗粒与聚乳酸的相容性,使硫酸钡能够均匀地分散在聚合物中,避免团聚,从而提高聚合物的力学性能,同时,由于分散性好,结合充分,聚乳酸的透明性未出现降低。

实施方案

[0017] 采用聚乳酸聚合物的重均分子量为20.7×104g/mol,测得其拉伸强度为65.2MPa,透光率为91.5%。
[0018] 利用GB/T1040.1‑2006测定复合材料的拉伸强度,测试速度为50mm/min,样品尺寸为250mm*25mm*3mm。
[0019] 透光率测试,按照GB/T2410‑2008标准,制备50mm*50mm样品,测试5个样品,取其平均值。
[0020] 实施例1
[0021] 1)制备改性剂:在苯中加入乙二胺,搅拌分散后,加入邻苯二甲酸酐,乙二胺与邻苯二甲酸酐的摩尔比为1∶1.1,快速搅拌下加热至50℃,反应30min,冷却后,加入去离子水,搅拌分散后于72℃旋蒸,待大部分溶剂挥发后,收集旋蒸瓶底部的产物;
[0022] 2)硫酸钡改性:将步骤1)得到的产物分散在乙醇中,按邻苯二甲酸酐与硫酸钡的摩尔比为1∶0.7加入0.1微米的硫酸钡颗粒,超声分散均匀,在40℃下反应3h,过滤,无水乙醇洗涤,60℃真空干燥10min,得到改性硫酸钡;
[0023] 3)复合材料制备:将步骤2)得到的改性硫酸钡与聚乳酸预混,硫酸钡占聚乳酸质量的20%,加入双辊开炼机熔融共混,熔融共混温度为160℃,时间为15min,得到共混产物;
[0024] 4)将步骤3)得到的共混产物热压成型得到硫酸钡聚乳酸复合材料。
[0025] 经测试,复合材料的拉伸强度为75.3MPa,透光率为93.5%。
[0026] 实施例2
[0027] 1)制备改性剂:在苯中加入乙二胺,搅拌分散后,加入邻苯二甲酸酐,乙二胺与邻苯二甲酸酐的摩尔比为1∶1.3,快速搅拌下加热至50℃,反应30min,冷却后,加入去离子水,搅拌分散后于72℃旋蒸,待大部分溶剂挥发后,收集旋蒸瓶底部的产物;
[0028] 2)硫酸钡改性:将步骤1)得到的产物分散在乙醇中,按邻苯二甲酸酐与硫酸钡的摩尔比为1∶0.8加入0.1微米的硫酸钡颗粒,超声分散均匀,在40℃下反应3h,过滤,无水乙醇洗涤,60℃真空干燥10min,得到改性硫酸钡;
[0029] 3)复合材料制备:将步骤2)得到的改性硫酸钡与聚乳酸预混,硫酸钡占聚乳酸质量的40%,加入双辊开炼机熔融共混,熔融共混温度为160℃,时间为15min,得到共混产物;
[0030] 4)将步骤3)得到的共混产物热压成型得到硫酸钡聚乳酸复合材料。
[0031] 经测试,复合材料的拉伸强度为80.1MPa,透光率为91.9%。
[0032] 实施例3
[0033] 1)硫酸钡改性:将硬脂酸分散在乙醇中,按硬脂酸与硫酸钡的摩尔比为1∶0.7加入0.1微米的硫酸钡颗粒,超声分散均匀,在40℃下反应3h,过滤,无水乙醇洗涤,60℃真空干燥10min,得到改性硫酸钡;
[0034] 3)复合材料制备:将步骤2)得到的改性硫酸钡与聚乳酸预混,硫酸钡占聚乳酸质量的20%,加入双辊开炼机熔融共混,熔融共混温度为160℃,时间为15min,得到共混产物;
[0035] 4)将步骤3)得到的共混产物热压成型得到硫酸钡聚乳酸复合材料。
[0036] 经测试,复合材料的拉伸强度为68.9MPa,透光率为88.6%。
[0037] 实施例4
[0038] 1)制备改性剂:在苯中加入乙二胺,搅拌分散后,加入邻苯二甲酸酐,乙二胺与邻苯二甲酸酐的摩尔比为1∶1.5,快速搅拌下加热至50℃,反应30min,冷却后,加入去离子水,搅拌分散后于72℃旋蒸,待大部分溶剂挥发后,收集旋蒸瓶底部的产物;
[0039] 2)硫酸钡改性:将步骤1)得到的产物分散在乙醇中,按邻苯二甲酸酐与硫酸钡的摩尔比为1∶0.7加入0.1微米的硫酸钡颗粒,超声分散均匀,在40℃下反应3h,过滤,无水乙醇洗涤,60℃真空干燥10min,得到改性硫酸钡;
[0040] 3)复合材料制备:将步骤2)得到的改性硫酸钡与聚乳酸预混,硫酸钡占聚乳酸质量的20%,加入双辊开炼机熔融共混,熔融共混温度为160℃,时间为15min,得到共混产物;
[0041] 4)将步骤3)得到的共混产物热压成型得到硫酸钡聚乳酸复合材料。
[0042] 得到的复合材料中,硫酸钡的分散性不理想,经测试,复合材料的拉伸强度为53.8MPa,透光率为89.1%。
[0043] 实施例5
[0044] 1)制备改性剂:在苯中加入乙二胺,搅拌分散后,加入邻苯二甲酸酐,乙二胺与邻苯二甲酸酐的摩尔比为1∶1.1,快速搅拌下加热至50℃,反应30min,冷却后,加入去离子水,搅拌分散后于72℃旋蒸,待大部分溶剂挥发后,收集旋蒸瓶底部的产物;
[0045] 2)硫酸钡改性:将步骤1)得到的产物分散在乙醇中,按邻苯二甲酸酐与硫酸钡的摩尔比为1∶1加入0.1微米的硫酸钡颗粒,超声分散均匀,在40℃下反应3h,过滤,无水乙醇洗涤,60℃真空干燥10min,得到改性硫酸钡;
[0046] 3)复合材料制备:将步骤2)得到的改性硫酸钡与聚乳酸预混,硫酸钡占聚乳酸质量的20%,加入双辊开炼机熔融共混,熔融共混温度为160℃,时间为15min,得到共混产物;
[0047] 4)将步骤3)得到的共混产物热压成型得到硫酸钡聚乳酸复合材料。
[0048] 得到的复合材料中,硫酸钡的分散性不理想,经测试,复合材料的拉伸强度为56.2MPa,透光率为87.4%。
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