一种抗老化的耐热聚乙交酯注塑材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及可降解的高分子化合物技术领域，尤其涉及一种抗老化的耐热聚乙交酯注塑材料及其制备方法，聚乙交酯注塑材料按照质量百分比包含有：主聚合物，45~85%；增强聚合物，5~15%；抗水解剂，0.1~1%；润滑剂，0.1~0.5%；填充剂，5~25%；异相成核剂，3~15%；其中，主聚合物为PGA，增强聚合物为PBS和/或PBAT，填充剂和异相成核剂均选自滑石粉。该注塑材料由于PBS或PBAT的加入从而提高了韧性，此外，两类不同粒径的滑石粉分别作为填充剂和异相成核剂经过复配后，能够提升材料的机械性能，并延缓材料的老化进程。的老化进程。

【技术实现步骤摘要】
一种抗老化的耐热聚乙交酯注塑材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及可降解的高分子化合物
，尤其涉及一种抗老化的耐热聚乙交酯注塑材料及其制备方法。
技术背景
[0002]近年来，随着民众环保意识的提高以及各国禁塑令的实施，生物降解材料制备的产品已经开始慢慢普及，生物降解材料通过堆肥、土壤等方式进行降解，最终产物为水和二氧化碳。目前除了天然的生物降解材料如木材、竹材、淀粉等外，通过合成的方式获得的生物降解树脂主要有聚乳酸（PLA）、对苯二甲酸
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己二酸丁二醇共聚物（PBAT）等，这些材料的分子结构都是聚酯型的，通过这些生物降解树脂制备的产品在存放期由于酯键的水解，材料会慢慢发生降解老化，产生脆化现象，特别是涉及到一些多次使用的产品，在使用过程中有时存在高温高湿的环境，材料的老化速度更快。
[0003]目前全球范围内规模化生产的生物降解树脂主要有PLA、PBAT和PBS等，PLA树脂由于其优秀的综合性能应用范围更广，在淋涂、片材、注塑、薄膜、3D打印都已经广泛应用，但是PLA由于结晶速度较慢，通过常规成型方式获得产品基本上是不耐温的，热变形温度只有55℃左右。特别是在注塑材料领域，较低的热变形温度一方面影响使用，另一方面在运输过程中也容易由于耐热不够而变形的现象，所以，目前PLA注塑产品需要达到一定的耐温度都需要进行模内或模外结晶处理，模内结晶影响产品的生产效率，模外结晶会造成产品一定的形变，同时产品的硬件投入及能耗近一倍提高。PLA材料在堆肥条件下能够快速降解，但是在土壤环境中降解很慢，在海洋环境中更难降解。
[0004]为此，人们将目光放到另外的可降解材料上，如聚乙交酯（PGA），其作为一种全生物降解树脂不仅在堆肥条件下能够降解，在自然土壤及海水环境中也能快速降解，同时PGA耐温达120℃以上，材料的刚性及韧性都非常好，综合性能看是一种非常适合注塑的耐热级生物降解材料，但是PGA由于其重量单元最短，是脂肪族聚酯中降解速度最快的，其低分子量产物是理想的完全微生物降解诱发剂。过快的降解速度容易造成产品在储存期就发生老化脆化现象，丧失了产品的使用性能。
[0005]现有技术中，也有将PGA作为原料之一的材料技术，如申请公布号为CN 114045015 A的中国专利技术专利，公开了一种全生物降解发泡网及其制备方法，该发泡网包含以下质量份的组分：PBAT40
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85份，PBS 10
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30份，PGA 5
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30份，增容剂0.4
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1份，抗水解剂0.4
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1份，有机成核剂0.8
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2份，无机成核剂2
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4份，润滑剂0.3
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0.5份，抗收缩剂0.2
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0.3份，抗氧剂0.4
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1份，色母粒2份，提供的发泡网材料具有全自然域降解的特点，特别在海洋环境的水体中也具有降解的能力，并且可实现降解时间的调控，使得发泡网制品的货架期得到延长。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本申请专利技术人另辟蹊径，对聚乙交酯注塑材料的配方加以改进，以期延缓材料的老化，并在此前提下得到机械性能优良的产品。
[0007]本专利技术的专利技术目的之一是提供一种抗老化的耐热聚乙交酯注塑材料，目的之二是提供该聚乙交酯注塑材料的制备方法。
[0008]具体的技术方案在下方分别予以说明：一种抗老化的耐热聚乙交酯注塑材料，按照质量份数计，包含有如下组分：主聚合物，45~85份；增强聚合物，5~15份；抗水解剂，0.04~1份；润滑剂，0.01~0.5份；填充剂，5~25份；异相成核剂，3~15份；其中，所述主聚合物为PGA，所述增强聚合物为PBS和/或PBAT，英文缩写名称PGA即聚乙交酯，PBS为聚丁二酸丁二醇酯，PBAT为聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯；所述填充剂和所述异相成核剂均选自滑石粉。
[0009]该技术方案中，PBS或PBAT的加入可以提高PGA的韧性，此外，PBS或PBAT树脂中的端羧基含量也会显著影响材料的老化性能，端羧基含量越高，材料老化越快，作为优选，所述增强聚合物的端羧基含量小于30mol/t，更优的，端羧基含量小于15mol/t，最优选的，PBS的端羧基含量小于10mol/t。
[0010]专利技术涉及的聚乙交酯注塑材料配方中，创新的将滑石粉同时作为填充剂和异相成核剂，在功能上，作为填充剂的滑石粉，基于填料的基本功能，其粒径相对而言较大；而作为异相成核剂的滑石粉，基于异相成核的需要，其粒径相对较小。
[0011]专利技术人认为，两类不同粒径的滑石粉经过复配后，至少具有如下有益效果：
①
能够提升聚乙交酯注塑材料的机械性能，体现在作为填充剂的滑石粉对材料填充后所带来的补强效应，还体现在作为异相成核剂的滑石粉对PGA结晶的促进作用，结晶度有所提高，同样能够改善材料的部分机械性能；
②
滑石粉自身呈弱碱性，有利于延缓PGA、PBS及PBAT的老化进程；
③
经试验后发现，作为填充剂的滑石粉不仅对材料带来了填充的补强效应，还能够提升PGA材料的结晶效果，这应该是因为大粒径的填充剂滑石粉的加入，起到了间隔效应，使得小粒径的异相成核剂滑石粉的团聚效应减弱，进而增加了其在材料内的分散程度，促进了结晶形成；也就是说，作为填充剂的滑石粉，不仅在填充角度起到补强的作用，还从提升PGA材料结晶效果的角度起到了增强材料机械性能的作用。
[0012]滑石粉作为填充剂，需要以一定的粒径范围作为增强效果基础，作为优选，所述填充剂为目数为800~3000目的滑石粉；进一步优选的，所述填充剂为目数为1000~2000目的滑石粉，添加量为10~25份。
[0013]滑石粉作为异相成核剂需要达到一定的细度才具有成核效果，作为优选，所述异相成核剂为目数为3000~10000目的滑石粉；进一步优选的，所述异相成核剂为目数为5000~10000目的滑石粉，添加量为5~12份。
[0014]抗水解剂具有碳化二亚胺结构，能够与PGA、PBS和PBAT的端羧基及水解羧酸发生反应，阻止自催化水解的降解发生，提高材料的耐老化性能及使用寿命，作为优选，所述抗
水解剂选自HyMax 1010，HyMax 210中的一种，优选HyMax210，抗水解剂添加量为0.5~1份。
[0015]润滑剂的加入有利材料的稳定加工及注塑脱模，作为优选，所述润滑剂选自EBS、PE蜡及芥酸酰胺的一种或几种，添加量优选为0.3~0.5份。
[0016]上述任一技术方案所述的聚乙交酯注塑材料的制备方法，包含有如下步骤：干燥：将主聚合物和增强聚合物进行干燥，并使得干燥后的主聚合物和增强聚合物的水分含量在200ppm以内；将填充剂和异相成核剂进行干燥，干燥后的填充剂和异相成核剂的水分含量控制在0.15%以内；混合：将干燥过的主聚合物、增强聚合物与抗水解剂、润滑剂放入搅拌机中搅拌均匀，形成混合物料；挤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗老化的耐热聚乙交酯注塑材料，其特征在于，按照质量份数计，包含有如下组分：主聚合物，45~85份；增强聚合物，5~15份；抗水解剂，0.04~1份；润滑剂，0.01~0.5份；填充剂，5~25份；异相成核剂，3~15份；其中，所述主聚合物为PGA，所述增强聚合物为PBS和/或PBAT；所述填充剂和所述异相成核剂均选自滑石粉。2.根据权利要求1所述的聚乙交酯注塑材料，其特征在于：所述填充剂为目数为800~3000目的滑石粉。3.根据权利要求2所述的聚乙交酯注塑材料，其特征在于：所述填充剂为目数为1000~2000目的滑石粉，添加量为10~25份。4.根据权利要求1所述的聚乙交酯注塑材料，其特征在于：所述异相成核剂为目数为3000~10000目的滑石粉。5.根据权利要求4所述的聚乙交酯注塑材料，其特征在于：所述异相成核剂为目数为5000~10000目的滑石粉，添加量为5~12份。6.根据权利要求1所述的聚乙交酯注塑材料，其特征在于：所述增强聚合物的端羧基含量小于30mol/t。7.根据权利要求1所述的聚乙交酯注塑材料，其特征在于：所述抗水解剂选自HyMax 1010，HyMax 210中的一种。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢子栋，
申请(专利权)人：湖州环球新亿丰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：