可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料及其制备制造技术

本发明专利技术涉及一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料及其制备，所述共聚物薄膜材料采用以下方法制成：(1)：取20‑100份羟基封端脂肪族聚碳酸酯、10‑90份聚氨酯与0.1‑10份扩链剂混合，投入流化床反应器中，预聚反应；(2)：接着将步骤(1)所得预聚物投入螺杆挤塑机中，再加入0‑10份交联剂，混合均质并反应，挤出成膜，即得目的产物。与现有技术相比，本发明专利技术整个制备分为两步聚合，共聚反应更加充分，共聚产物的韧性、耐温性等物性表达更加优异，相比传统工艺，本发明专利技术更加连续高效，共聚产物耐温高30‑80℃，拉伸强度高30‑120％，批次之间更加均匀，批次熔点可以控制在2‑3℃内。 1

Degradable aliphatic polycarbonate / polyurethane copolymer film material and its preparation

The present invention relates to a degradable aliphatic polycarbonate / polyurethane copolymer film material and its preparation. The copolymer film material is made by the following methods: (1): (1): a mixture of 20 hydroxyl terminated aliphatic polycarbonate, 90 copies of 10 polyurethane and 10 portion of the chain extender is mixed and put into the fluidized bed reactor, and the prepolymer is prepolymerized. (2): (1) then step (1) prepolymer was put into the screw extruder, and then 0 10 copies of cross-linking agent were added, and the mixture was mixed and reacted and extruded into the film, that is, the target product was obtained. Compared with the existing technology, the whole preparation of the invention is divided into two steps, the copolymerization is more full, the toughness and temperature resistance of the copolymers are more excellent. Compared with the traditional technology, the invention is more continuous and efficient, the copolymerization product has a high temperature of 30 and 80 degrees, the tensile strength is 30, 120%, and the batch is more uniform. The batch melting point can be controlled at 2 3 degrees C. One

【技术实现步骤摘要】
可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料及其制备
本专利技术涉及可降解薄膜材料领域，尤其是涉及一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料及其制备。
技术介绍
高分子聚合物已广泛用于制造从飞机到衣物的所有与人类生活相关的各个领域，但由于大部分聚合物来源于有机烃，其废弃物数十年甚至于数百年都无法降解，而此类聚合物直接制成或发泡后制成日用包装材料，餐盒，易耗品，电子膜，农用膜等快速消耗品。仅中国每年产生的不可降解餐盒、不可降解塑料包装袋就达数百万吨，而使用寿命平均不足二十分钟。已给环境和资源带来难以衡量的压力，全社会从政府，企业，民众都深刻地认识到环境危机。目前可降解材料的开发，材料轻量化的开发，更高物理性能替代材料开发都成为最热门研究和开发领域。PU材料虽具有高强度、高弹性、高伸长率及高耐磨性等诸多优点，但由于通用的PU材料中还有耐热性较差的缩二脲结构与脲基甲酸酯结构，导致其热稳定性能较差，长期使用温度仅为80℃，极大地限制了PU材料的应用范围，PPC属于热塑性生物降解塑料，但PPC材料的拉伸强度不够，也不能直接用来作板材等。目前，已有不少人将PPC与PU共混进行改性，但是由于两者的反应活性都很低，难以共聚，进行制备耐温性和耐冲击性能优异的PPC与PU共聚物。本专利技术正是基于PU与PPC难以共聚的问题而提出一种PPC/PU共聚物薄膜的工业应用制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料及其制备方法，整个制备分为两步聚合，利用了流化床反应器停留时间范围大的优点，调节PPC/PU在流化床反应器内的预聚程度，然后再在螺杆挤塑机内深度聚合，共聚反应更加充分，共聚物薄膜材料的拉伸强度、耐温性等物性表达更加优异。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：本专利技术的目的之一在于提出了一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料，其具体包括以下重量份数的原料组分：羟基封端脂肪族聚碳酸酯20-100份，聚氨酯PU10-90份，扩链剂0.1-10份，交联剂0-10份。优选的，所述的扩链剂选用短链二元醇或胺。更优选的，所述的短链二元醇采用1,4-丁二醇、己二醇或乙二醇。优选的，所述的羟基封端脂肪族聚碳酸酯为聚碳酸亚丙酯PPC、聚碳酸丁二酯PBC、聚碳酸乙二酯PEC、聚碳酸戊二酯PPMC或聚碳酸己二酯PHC等。优选的，所述的交联剂采用含2个或2个以上可交联官能团的化合物。更优选的，所述交联剂采用二异氰酸酯、多异氰酸酯等异氰酸酯，氮吡啶等。进一步更优选的，异氰酸酯可以选用甲苯2，4二异氰酸酯TDI、二苯甲烷二异氰酸酯MDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、HDI三聚体、多亚甲基多苯基多异氰酸酯等中的一种或几种的复合。本专利技术的目的之二在于提供一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料的制备方法，其具体包括以下步骤：(1)：取20-100份羟基封端脂肪族聚碳酸酯、10-90份聚氨酯与0.1-10份扩链剂混合，投入流化床反应器中，预聚反应；(2)：接着将步骤(1)所得预聚物投入螺杆挤塑机中，再加入0-10份交联剂，混合均质并反应，挤出成膜，即得目的产物。优选的，所述的扩链剂选用短链二元醇或胺。更优选的，所述的短链二元醇采用1,4-丁二醇、己二醇或乙二醇。优选的，所述的羟基封端脂肪族聚碳酸酯为聚碳酸亚丙酯PPC、聚碳酸丁二酯PBC、聚碳酸乙二酯PEC、聚碳酸戊二酯PPMC或聚碳酸己二酯PHC等。优选的，所述的交联剂采用含2个或2个以上可交联官能团的化合物。更优选的，所述交联剂采用二异氰酸酯、多异氰酸酯等异氰酸酯，氮吡啶等。进一步更优选的，异氰酸酯可以选用甲苯2，4二异氰酸酯TDI、二苯甲烷二异氰酸酯MDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、HDI三聚体、多亚甲基多苯基多异氰酸酯等中的一种或几种的复合。优选的，步骤(1)中，流化床反应器中的操作温度控制为70-210℃。优选的，步骤(2)中，螺杆挤塑机中的操作温度控制为170-210℃。优选的，步骤(2)中，螺杆挤塑机按热熔体前进方向分为前段、中段和后段，其中，所述交联剂在螺杆挤塑机前段加入。本专利技术在制备时，与一般的可降解PPC/PU薄膜材料不同的是，首先，将PPC等羟基封端脂肪族聚碳酸酯、PU与扩链剂一起在流化床反应器中停留较长时间进行部分预聚扩链反应，然后，共聚到一定程度的预聚体再排入螺杆挤塑机中，在交联剂等助剂作用再加上螺杆挤塑机中螺纹元件的高强度剪切以及高温作用，进一步进行深度聚合、交联扩链，得到具有多官能团的长直链高分子结构，从而使得熔体产物能具有更宽的成膜操作时间和温度窗口，制得到PPC型TPU薄膜材料。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术在制备羟基封端脂肪族聚碳酸酯/PU薄膜材料时，采用流化床反应器与螺杆挤塑机相结合的方式，利用了流化床反应器停留时间范围大的优点，根据反应产物需求调节流化床反应时间与温度等参数，调节羟基封端脂肪族聚碳酸酯/PU在流化床反应器内的预聚程度，然后再在螺杆挤塑机内深度聚合，相比于常规的仅采用螺杆反应器而言，本专利技术的共聚反应更加充分，共聚产物的韧性、耐温性等物性表达更加优异。(2)本专利技术中扩链剂的引入可以在共聚物分子结构中引入新基团来重序和重续材料分子结构和分子链段，从而方便得到具有合适熔体强度与结晶速率的共聚物熔体，进而具有合理的成膜操作时间和操作温度窗口的改性可降解共聚物，实现了羟基封端脂肪族聚碳酸酯/PU的连续可控稳定成膜和物性增强。(3)本专利技术制得的羟基封端脂肪族聚碳酸酯/PU共聚物薄膜的热稳定性、断裂拉伸率、拉伸强度等物性相比其它采用单一方式聚合(如仅采用螺杆反应器)的方式而言，基本都有着10-100％以上的提升。(4)相比传统工艺，本专利技术更加连续高效，共聚产物耐温高30-80℃，拉伸强度高30-120％，批次之间更加均匀，批次熔点差可以控制在2-3℃内。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本专利技术作进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本专利技术的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。参选以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本专利技术的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本专利技术所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料，其特征在于，包括以下重量份

【技术特征摘要】
1.一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料组分：羟基封端脂肪族聚碳酸酯20-100份，聚氨酯PU10-90份，扩链剂0.1-10份，交联剂0-10份。2.根据权利要求1所述的一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料，其特征在于，所述的扩链剂选用短链二元醇或胺。3.根据权利要求2所述的一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料，其特征在于，所述的短链二元醇采用1,4-丁二醇、己二醇或乙二醇。4.根据权利要求1所述的一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料，其特征在于，所述的羟基封端脂肪族聚碳酸酯为聚碳酸亚丙酯PPC、聚碳酸丁二酯PBC、聚碳酸乙二酯PEC、聚碳酸戊二酯PPMC或聚碳酸己二酯PHC。5.根据权利要求1所述的一种可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚物薄膜材料，其特征在于，所述的交联剂采用含2个或2个以上可交联官能团的化合物。6.根据权利要求5所述的一种可降解脂肪族聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乔健，郭杨龙，
申请(专利权)人：上海德亿化工有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31