一种生物可降解聚酯合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种简便经济实现两种及以上生物可降解聚酯复合制备合金的方法。本发明专利技术基于反应挤出技术，采用一步法加料，直接将双官能团小分子与引发剂混入生物可降解聚酯组分中，在双螺杆挤出过程中实现乙烯基的聚合与环氧基团与聚酯分子的反应，实现扩链与相容。该生物可降解聚酯合金，包括以下重量份的组分组成：生物可降解聚酯100份，增容剂组分A 0.05‑1.5份，增容剂组分B 0.05‑2.5份，引发剂0.01‑0.05份，润滑剂0‑3份，填料0‑40份。本发明专利技术所提供的聚酯合金具有性能可调，产物可完全生物降解，小分子无残留，可应用于薄膜、线材、板材等多种领域。

Biodegradable polyester alloy and preparation method thereof

The invention relates to a simple and economical method for preparing two or more biodegradable polyester composite alloys. The invention of reactive extrusion technology based on one-step feeding, directly to the bifunctional molecules and initiator with biodegradable polyester composition, polymerization with epoxy groups and polyester molecular reaction of vinyl in twin-screw extrusion process, realize the chain extension and compatibility. The biodegradable polyester alloy, which comprises the following components in part by weight: 100 biodegradable polyesters, compatibilizer component A 0.05 1.5, compatibilizer component B 0.05 2.5 copies, 0.05 copies of initiator 0.01, 0 lubricant 3 copies, 40 copies of 0 filler. The polyester alloy provided by the invention has the characteristics of adjustable property, complete biodegradation of the product, small molecule and no residue, and can be applied to various fields such as film, wire rod, sheet material and the like.

【技术实现步骤摘要】
一种生物可降解聚酯合金及其制备方法
本专利技术涉及一种属于新型材料
，具体涉一种简便经济实现两种及以上生物可降解聚酯复合制备合金的方法。
技术介绍
以聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等石油作为原料的常用树脂，由于其质量轻、已加工、性能优等特点而被广泛应用于日用品、包装材料、家电产品等各种领域。但是，这些树脂产品在使用后，在废弃阶段仍然表现出良好的持久性，在相当长的时间内都不出现降解，对生态系统带来严重影响。特别是大量的一次性高分子制品抛弃，引起了“白色污染”这样的环境危机。为了解决这个问题，具有热塑性且具有生物可降解性的多种聚酯树脂被开发，现在已经实现规模化生产的就有聚乳酸(PLA)，聚己内酯(PCL)及乳酸和其他脂肪族羟基羧酸的共聚物(聚乙丙交酯(PGLA)等)、由脂肪族二元醇和脂肪族/芳香族二元羧酸衍生而来的脂肪族/芳香族聚酯(聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，聚己二酸/对苯二甲酸－丁二酯(PBAT)等)等聚酯。这些生物可降解聚合物在堆肥、海水中等条件下，通过自然界中微生物的作用，在几周内可就出现明显降解，6-12个月就可实现基本降解完全。同时，降解产物成为对人体无害的乳酸、二氧化碳、水等小分子。特别的，聚乳酸类聚合物的原料为从玉米、木薯等淀粉发酵所得的乳酸，总碳排放少，且原料可再生，而尤为受到关注。但是这些已经规模化生产的生物可降解聚酯都存在其优缺点。例如，聚乳酸(PLA)由于其脆、硬、缺乏可挠性的特性，因此其利用仅限于硬质成形品；而聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，聚己二酸/对苯二甲酸－丁二酯(PBAT)则主要展现出较好的韧性，但在硬度和刚度方面存在较大缺陷，仅适合做薄膜材料。因此为了实现生物可降解聚合物材料的综合性能提高，往往采用两种或两种以上生物可降解聚合物复合的方式，得到可降解聚酯合金。然而，各种生物可降解聚酯却呈现了明显的热力学不相容现象。同时，由于可降解聚酯的热不稳定性，在螺杆加工时受高剪切的影响，极易分解。因此，要实现热力学不相容的不同高分子材料各自优越的性能进行叠加，相容剂和相容技术成为了高分子合金技术的关键。近年来，国内外都在生物可降解聚酯改性相容剂和相容技术方面有新的尝试与成果。靳玉娟等人报道了用超支化三嗪作为PLA/PBAT共混体系的增容剂(中国专利CN104194294A)；上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司则报道采用二恶唑啉类扩链剂或官能度≥2的异氰酸酯类扩链剂实现对PLA/PBAT的相容(中国专利CN103589124A)。文献中还曾经报道采用大分子环氧类扩链剂，商品名LotaderAX8900，JoncrylADR-4368，ADR-4370等提高PLA与PBAT的相容性，并拓展到提高其他生物可降解聚酯的相容性。但是，二恶唑啉类扩链剂主要对羧基具有较高的反应活性，超支化三嗪扩链剂本身较难合成，同时二恶唑啉类、超支化三嗪与异氰酸酯类这些小分子扩链剂则具有一定毒性，如若反应不完全则会引起严重后果。环氧类大分子扩链剂虽然避免了小分子扩链剂有毒等缺陷，但因为环氧基团需要在较高温度下才能有较好活性，而温度过高会使聚酯降解；同时大分子扩链剂在使用过程中，同样存在着与聚酯基材的热力学不相容的问题，进而影响合金性能。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，提供一种实现两种及以上生物可降解聚酯的合金及其制备方法。本专利技术技术方案基于反应挤出技术，直接将双官能团小分子与引发剂混入生物可降解聚酯组分中，一步法实现乙烯基的聚合与环氧基团与聚酯分子的反应。一种生物可降解聚酯合金，包括以下组分按重量份比组成：所述生物可降解聚酯由聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚羟丁酯(PHB)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)或聚己二酸/对苯二甲酸－丁二酯(PBAT)中的两种或两种以上按任意比例混合；所述增容剂组分A选自对生物可降解聚酯具有一定增容作用的苯乙烯基类、不含环氧基团的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单官能团小分子；所述增容剂组分B选自包含有环氧基团的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类双官能团小分子化合物中的一种或一种以上；所述引发剂为有机过氧化物或偶氮类引发剂中的一种或一种以上；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸钡、油酸酰胺、芥酸酰胺、石蜡或聚乙烯蜡中的一种或一种以上；所述填料为碳酸钙、高岭土、二氧化硅、碳纤维、云母、蒙脱土、黏土、碳酸钡、滑石粉、氧化铝、硫酸钡或硫酸镁中的一种或一种以上。进一步，本专利技术所述生物可降解聚酯中各组分的混合比例可任意搭配，只需要两种及两种以上生物可降解聚酯混合即可。进一步，本专利技术所述增容剂组分A具体为苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸月桂酯中的一种或一种以上。更进一步，本专利技术所述增容剂组分A优选为苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯。进一步，本专利技术所述增容剂组分B推荐为甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸环氧丙酯或丙烯酸环氧丙酯中的一种或一种以上。进一步，本专利技术所述引发剂为过氧化环己酮、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、偶氮二异庚腈中的一种或一种以上。进一步，所述的润滑剂优选为硬脂酸钙、硬脂酸钡或油酸酰胺。进一步，所述的填料优选为碳酸钙、滑石粉或二氧化硅。更进一步，本专利技术所述的生物可降解聚酯合金，推荐由以下组分按重量份比组成：所述生物可降解聚酯由聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚羟丁酯(PHB)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)或聚己二酸/对苯二甲酸－丁二酯(PBAT)中的两种或两种以上按任意比例混合；所述的增容剂组分A为苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯；所述的增容剂组分B为甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸环氧丙酯或丙烯酸环氧丙酯中的一种或一种以上；所述的引发剂为过氧化环己酮、过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基中的一种或两种；所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡或油酸酰胺；所述的填料为碳酸钙、滑石粉或二氧化硅。进一步，本专利技术所述的生物可降解聚酯合金，最优选由以下组分按重量份比组成：所述生物可降解聚酯为聚乳酸、聚己内酯、聚羟丁酯、聚丁二酸丁二醇酯或聚己二酸/对苯二甲酸－丁二酯；所述的增容剂组分A为苯乙烯；所述的增容剂组分B为甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述的引发剂为过氧化二叔丁基；所述润滑剂为硬脂酸钙或硬脂酸钡；所述的填料为碳酸钙或滑石粉。此外，本专利技术还提供一种所述的生物可降解聚酯合金的制备方法，包括如下步骤：(1)将生物可降解聚酯和填料分别干燥处理；(2)将增容剂组分A和组分B分别用氢氧化钠稀溶液洗涤，干燥处理；(3)按照配比称取各组分，将步骤(1)处理后的生物可降解聚酯和步骤(2)处理后的增容剂组分A、增容剂组分B与引发剂、润滑剂、填料混合均匀；(4)将混合好的料加入到双螺杆挤出机中熔融混合，挤出造粒；(5)将步骤(4)挤出得到的粒料干燥处理，并封装。一般地，步骤(1)中所述生物可降解聚酯干燥处理为真空干燥，干燥温度60-80℃，干燥时间为6-24h；所述的填料干燥处理为常规鼓风干燥，干燥温度100-120℃，干燥时间为10-24h。进一步，步骤(2)中的增容剂组分A和组分B洗涤所用氢氧化钠稀溶液浓度为1-10％，洗涤温度为室温；干燥为室温两级干燥，选用第一级干燥剂为氯化钙，第二级干燥剂为分子筛。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物可降解聚酯合金，所述生物可降解聚酯合金包括以下组分按重量份比组成：

【技术特征摘要】
1.一种生物可降解聚酯合金，所述生物可降解聚酯合金包括以下组分按重量份比组成：所述生物可降解聚酯由聚乳酸、聚己内酯、聚羟丁酯、聚丁二酸丁二醇酯或聚己二酸/对苯二甲酸－丁二酯中的两种或两种以上按任意比例混合；所述增容剂组分A选自对生物可降解聚酯具有一定增容作用的苯乙烯基类、不含环氧基团的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单官能团小分子；所述增容剂组分B选自包含有环氧基团的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类双官能团小分子化合物中的一种或一种以上；所述引发剂为有机过氧化物或偶氮类引发剂中的一种或一种以上；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸钡、油酸酰胺、芥酸酰胺、石蜡或聚乙烯蜡中的一种或一种以上；所述填料为碳酸钙、高岭土、二氧化硅、碳纤维、云母、蒙脱土、黏土、碳酸钡、滑石粉、氧化铝、硫酸钡或硫酸镁中的一种或一种以上。2.如权利要求1所述的生物可降解聚酯合金，其特征在于：所述增容剂组分A为苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸月桂酯中的一种或一种以上。3.如权利要求2所述的生物可降解聚酯合金，其特征在于：所述增容剂组分A润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡或油酸酰胺。4.如权利要求1所述的生物可降解聚酯合金，其特征在于：所述增容剂组分B为甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸环氧丙酯或丙烯酸环氧丙酯中的一种或一种以上。5.如权利要求1所述的生物可降解聚酯合金，其特征在于：所述引发剂为过氧化环己酮、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、偶氮二异庚腈中的一种或一种以上。6.如权利要求1所述的生物可降解聚酯合金，其特征在于所述生物可降解聚酯合金由以下组分按重量份比组成：所述生物可降解聚酯由...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小华，
申请(专利权)人：浙江海轩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33