一种透明且可降解的PBAT材料及其制备方法、用途技术

本发明专利技术提供了一种透明且可降解的PBAT材料，在制备过程中添加有生物基二元醇和芳香族二元酸所形成的预聚物A，其中，预聚物A在所述PBAT材料中的重量百分比为5～15%。本发明专利技术还提供了所述PBAT材料的制备方法以及在制备膜制品中的用途。本发明专利技术提供的PBAT材料通过改性可具有高度的透明性，明显优于普通的市售膜级PBAT材料，而且还保留了优异的可降解性，相对于现有的PBAT材料，应用范围更广泛，尤其适用于膜制品，非常具有应用前景。本发明专利技术提供的PBAT材料制备方法简便，无需高昂成本，能够适应大规模、工业化生产。工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种透明且可降解的PBAT材料及其制备方法、用途


[0001]本专利技术涉及功能高分子材料领域，具体涉及一种透明且可降解的PBAT材料、其制备方法以及其在制备膜制品中的用途。

技术介绍

[0002]聚己二酸丁二醇
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co
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对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）是一种生物降解塑料，其由己二酸（AA）、对苯二甲酸（PTA）、丁二醇（BDO）为单体聚合而成。同其他脂肪族聚酯、芳香族聚酯一样，PBAT具有良好的降解性和优异的机械性能，还具有良好的延展性，可应用于食品包装薄膜、农用薄膜、一次性塑料袋和一次性塑料餐具等领域。
[0003]迄今为止，市面上所有商用的可降解材料中，PBAT应用范围最广，成本最低，但是PBAT制备的一次性餐盒、塑料袋等产品均表现为乳白色不透明，严重影响其在某些需要透明场景中的应用。目前急需研发透明的可降解材料。
[0004]因此，迫切需要开发一种透明度好、可降解的PBAT材料，以进一步扩大其应用范围。

技术实现思路

[0005]为弥补现有技术中存在的不足，本专利技术的一个目的是提供一种透明且可降解的PBAT材料，该材料通过改性可显著提高其透明度，而且还具有良好的可降解性。
[0006]本专利技术的另一个目的是提供所述PBAT材料的制备方法。
[0007]本专利技术的还一个目的是提供所述PBAT材料的用途。
[0008]本专利技术提供的透明且可降解的PBAT材料在制备过程中添加有生物基二元醇和芳香族二元酸所形成的预聚物A，其中，所述生物基二元醇为异山梨醇、异己糖醇中的一种或两种，所述芳香族二元酸为对苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4
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萘二甲酸中的一种或多种，所述预聚物A在所述PBAT材料中的重量百分比为5～15%。
[0009]在一些优选的实施方式中，所述预聚物A在所述PBAT材料中的重量百分比为5～10%。
[0010]在一些优选的实施方式中，所述生物基二元醇为异山梨醇和异己糖醇所形成的混合物。在一些更优选的实施方式中，所述生物基二元醇为异山梨醇和异己糖醇按1～2 : 1的摩尔比所形成的混合物。
[0011]在一些优选的实施方式中，所述芳香族二元酸为对苯二甲酸和邻苯二甲酸所形成的混合物。在一些更优选的实施方式中，所述芳香族二元酸为对苯二甲酸和邻苯二甲酸按1～2 : 1的摩尔比所形成的混合物。
[0012]在一些优选的实施方式中，所述预聚物A的制备过程包括：将所述生物基二元醇与所述芳香族二元酸按羟基与羧基的摩尔比为1～1.5 : 1进行混合，在钛系催化剂或锑系催化剂的作用下，聚合形成所述预聚物A。
[0013]在一些更优选的实施方式中，所述锑系催化剂为三氧化二锑、醋酸锑中的一种或
两种的混合物。所述钛系催化剂为以钛酸异丙酯为基材经有机改性的多相钛系催化剂。
[0014]在一些更优选的实施方式中，所述钛系催化剂或锑系催化剂的用量为所述生物基二元醇和所述芳香族二元酸总重量的1～3 wt
‰
。
[0015]在一些进一步优选的实施方式中，所述预聚物A的制备过程中，聚合反应的反应温度为230～260℃，优选为230～240℃，反应压力为0.05～0.2 MPa，优选为0.1～0.15 MPa，聚合反应在氮气环境下进行。
[0016]在一些优选的实施方式中，所述预聚物A的数均分子量为3000～6000 g/mol，粘度为0.21～0.42 dL/g。
[0017]在一些优选的实施方式中，所述PBAT材料的数均分子量为180000～300000 g/mol，粘度为0.75～0.85 dL/g。在一些更优选的实施方式中，所述PBAT材料的数均分子量为180000～200000 g/mol，粘度为0.75～0.80 dL/g。
[0018]本专利技术还提供了上述技术方案任一项所述的透明且可降解的PBAT材料的制备方法，由所述预聚物A与预聚物B、预聚物C在扩链剂的存在下进行共聚而制得；其中，所述预聚物B为丁二醇和对苯二甲酸所形成的预聚物，所述预聚物C为丁二醇和己二酸所形成的预聚物。
[0019]在一些优选的实施方式中，所述预聚物A、所述预聚物B、所述预聚物C的重量比为0.5～1.5 : 3～6 : 3～6。在一些更优选的实施方式中，所述预聚物A、所述预聚物B、所述预聚物C的重量比为0.5～1.5 : 4～5.5 : 4～5.5，包括但不限于所述预聚物A、所述预聚物B、所述预聚物C的重量比为1 : 5 : 4、1.5 : 4.5 : 4、0.5 : 5.5 : 4、1.5 : 4 : 4.5等。
[0020]在一些优选的实施方式中，所述预聚物C占所述预聚物A、所述预聚物B和所述预聚物C总重量的50%以下，通过控制预聚物C的量可保证制得的PBAT材料的可降解性。
[0021]在一些优选的实施方式中，所述预聚物A、所述预聚物B、所述预聚物C的共聚反应的反应温度为250～280℃，真空压力为50～100 Pa，搅拌速度为50～100 rpm。
[0022]在一些优选的实施方式中，所述预聚物B为丁二醇和对苯二甲酸按1.1～1.2 : 1的摩尔比所形成的预聚物，其数均分子量为2000～5000 g/mol，粘度为0.15～0.40 dL/g。在一些更优选的实施方式中，所述预聚物B的制备过程包括：将所述丁二醇和所述对苯二甲酸进行混合，在钛系催化剂或锑系催化剂的作用下，聚合形成所述预聚物B。所述钛系催化剂或锑系催化剂可以与制备预聚物A时所使用的催化剂相同，其用量为所述丁二醇和所述对苯二甲酸总重量的1～3 wt
‰
。
[0023]在一些进一步优选的实施方式中，所述预聚物B的制备过程中，聚合反应的反应温度为240～250℃，反应压力为0.1～0.15 MPa，聚合反应在氮气环境下进行。
[0024]在一些优选的实施方式中，所述预聚物C为丁二醇和己二酸按1.1～1.2 : 1的摩尔比所形成的预聚物，其数均分子量为4000～8000 g/mol，粘度为0.28～0.45 dL/g。在一些更优选的实施方式中，所述预聚物C的制备过程包括：将所述丁二醇和所述己二酸进行混合，在钛系催化剂或锑系催化剂的作用下，聚合形成所述预聚物C。所述钛系催化剂或锑系催化剂可以与制备预聚物A时所使用的催化剂相同，其用量为所述丁二醇和所述己二酸总重量的1～3 wt
‰
。
[0025]在一些进一步优选的实施方式中，所述预聚物C的制备过程中，聚合反应的反应温
度为240～250℃，反应压力为0.1～0.15 MPa，聚合反应在氮气环境下进行。
[0026]在一些优选的实施方式中，所述扩链剂为扩链剂Joncryl ADR
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4368、扩链剂SAG
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005、扩链剂SAG
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008、1,5
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萘二异氰酸酯、2,4
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甲苯二异氰酸酯、2,6<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明且可降解的PBAT材料，其特征在于，所述PBAT材料在制备过程中添加有生物基二元醇和芳香族二元酸所形成的预聚物A，其中，所述生物基二元醇为异山梨醇、异己糖醇中的一种或两种，所述芳香族二元酸为对苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4
‑
萘二甲酸中的一种或多种，所述预聚物A在所述PBAT材料中的重量百分比为5～15%。2.根据权利要求1所述的PBAT材料，其特征在于，所述生物基二元醇为异山梨醇和异己糖醇按1～2 : 1的摩尔比所形成的混合物；和/或所述芳香族二元酸为对苯二甲酸和邻苯二甲酸按1～2 : 1的摩尔比所形成的混合物。3.根据权利要求1或2所述的PBAT材料，其特征在于，所述预聚物A的制备过程包括：将所述生物基二元醇与所述芳香族二元酸按羟基与羧基的摩尔比为1～1.5 : 1进行混合，在钛系催化剂或锑系催化剂的作用下，聚合形成所述预聚物A；优选地，所述锑系催化剂为三氧化二锑、醋酸锑中的一种或两种；所述钛系催化剂或锑系催化剂的用量为所述生物基二元醇和所述芳香族二元酸总重量的1～3 wt
‰
。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的PBAT材料，其特征在于，所述预聚物A的数均分子量为3000～6000 g/mol，粘度为0.21～0.42 dL/g。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的PBAT材料，其特征在于，所述PBAT材料的数均分子量为180000～300000 g/mol，粘度为0.75～0.85 dL/g。6.权利要求1
‑
5任一项所述的透明且可降解的PBAT材料的制备方法，其特征在于，所述PBAT材料由所述预聚物A与预聚物B、预聚物C在扩链剂的存在下进行共聚而制得；其中，所述预聚物B为丁二醇和对苯二甲酸所形成的预聚物，所述预聚物C为丁二醇和己二酸所形成的预聚物。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述预聚物A、所述预聚物B、所述预聚物C...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁永浩，闫银凤，聂夕冉，李丽丽，周宏涛，黄晓谨，
申请(专利权)人：河南功能高分子膜材料创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：