一种耐高温的生物可降解聚丙烯的制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，且公开了一种耐高温的生物可降解聚丙烯的制备方法，耐高温的生物可降解聚丙烯按照质量比为100:14

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温的生物可降解聚丙烯的制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体为一种耐高温的生物可降解聚丙烯的制备方法。

技术介绍

[0002]近来年，塑料工业迅速发展，塑料产品已经渗透到国民经济的各个领域，用途十分广泛。大部分塑料难以降解，随着塑料制品使用的逐渐增多，由塑料废弃制品造成的环境污染受到越来越广泛的关注。其中聚丙烯作为一种广泛应用的综合性能良好的通用型高分子材料，具有比重小、电绝缘性好、化学性能稳定、易加工、价格便宜等优点，但聚丙烯在自然环境中降解十分缓慢，造成了一定程度的“白色污染”，目前处理聚丙烯废弃物时主要采用焚烧和填埋的方式，这两种方式虽然能在一定程度上减轻“白色污染”，但会造成严重的大气污染和土壤污染，仍会对环境造成很大的危害。同时聚丙烯的热稳定性差，高温容易发生软化，易老化，且极限氧指数低，易燃。这些缺点在很大程度上限制了聚丙烯的应用。
[0003]生物可降解塑料为解决“白色污染”提供了一种新的思路，可生物降解聚丙烯为一种以聚丙烯为基材与其他原料进行协同处理制备得到的可进行生物降解的聚丙烯材料，如中国专利CN101805463B公开了一种淀粉填充可生物降解聚丙烯及其制备方法，该聚丙烯具有良好的生物降解性，同时力学性能优良，但是该材料不耐高温，阻燃性能差。
[0004]而阻燃聚丙烯如中国专利CN107216542B公开了一种无卤阻燃聚丙烯材料，该无卤阻燃聚丙烯材料具有良好的阻燃性能和良好的耐高温性能，但是该材料不能降解且力学性能一般，不符合绿色发展，不利于市场推广。
[0005]现有技术方案中，在聚丙烯材料制备过程中，普遍存在难降解、不耐高温、易燃、易老化、力学性能一般等问题，如何制备环境友好的性能优良的聚丙烯材料是亟需解决的问题，具有重要的实用价值。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐高温的生物可降解聚丙烯的制备方法，解决了聚丙烯不可降解、不耐高温、易老化且易燃的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种耐高温的生物可降解聚丙烯的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)将N,N
‑
二甲基甲酰胺、纳米羟基磷灰石(HAP)、2
‑
十二烷烯
‑1‑
基丁二酸酐、4
‑
二甲氨基吡啶(DMAP)和氢氧化钠混合均匀，在80
‑
90℃反应4
‑
8h，反应结束，过滤，使用乙醇洗涤，干燥，得到十二烷烯改性羟基磷灰石；
[0009](2)将N,N
‑
二甲基甲酰胺、十二烷烯改性羟基磷灰石和9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物混合均匀，在氮气氛围中，加热回流，发生反应，反应结束，过滤，使用乙酸乙酯洗涤，干燥，得到阻燃改性羟基磷灰石；
[0010](3)将甲苯、阻燃改性羟基磷灰石、2
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑5‑
氨基
‑
2H
‑
苯并三唑和三乙
胺混合均匀，发生反应，反应结束，过滤，使用乙醇洗涤，干燥，得到改性羟基磷灰石；
[0011](4)将聚丙烯树脂(PP)、聚酰亚胺(PI)、聚乳酸(PLA)、改性羟基磷灰石、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂和润滑剂混合，进行熔融共混，挤出，冷却，得到耐高温的生物可降解聚丙烯。
[0012]优选地，所述步骤(1)中N,N
‑
二甲基甲酰胺、纳米羟基磷灰石、2
‑
十二烷烯
‑1‑
基丁二酸酐、4
‑
二甲氨基吡啶和氢氧化钠的质量比为2100
‑
3500:100:65
‑
105:3
‑
5:1
‑
2。
[0013]优选地，所述步骤(2)中N,N
‑
二甲基甲酰胺、十二烷烯改性羟基磷灰石和9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物的质量比为1400
‑
2000:100:55
‑
95。
[0014]优选地，所述步骤(2)中反应的温度为115
‑
135℃，反应的时间为18
‑
28h。
[0015]优选地，所述步骤(3)中N,N
‑
二甲基甲酰胺、阻燃改性羟基磷灰石、2
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑5‑
氨基
‑
2H
‑
苯并三唑和三乙胺的质量比为1800
‑
3200:100:18
‑
30:1
‑
1.5。
[0016]优选地，所述步骤(3)中反应的温度为75
‑
95℃，反应的时间为5
‑
10h。
[0017]优选地，所述步骤(4)中聚丙烯树脂、聚酰亚胺、聚乳酸、改性羟基磷灰石、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂和润滑剂的质量比为100:14
‑
25:7
‑
12:3
‑
5:1
‑
3:0.2
‑
0.5:0.1
‑
0.3。
[0018]优选地，所述步骤(4)中熔融共混在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机按照物料前进方向设置五个温区，温区的温度分别为110
‑
125℃、130
‑
145℃、150
‑
160℃、165
‑
175℃、180
‑
190℃，所述双螺杆挤出机的转速为140
‑
160rpm。
[0019]优选地，所述步骤(4)中抗氧剂包括抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1098中的一种或多种。
[0020]优选地，所述步骤(4)中润滑剂包括有机硅润滑剂、脂肪酸酯类润滑剂、聚乙烯蜡、金属皂润滑剂中的一种或多种。
[0021]本专利技术中2
‑
十二烷烯
‑1‑
基丁二酸酐对纳米羟基磷灰石进行改性，使用4
‑
二甲氨基吡啶作为催化剂，纳米羟基磷灰石表面的羟基和2
‑
十二烷烯
‑1‑
基丁二酸酐上的酸酐发生开环反应，在纳米羟基磷灰石表面引入烷基长链、羧基、烯基，得到十二烷烯改性羟基磷灰石，在氮气氛围中，十二烷烯改性羟基磷灰石上的C＝C双键和9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温的生物可降解聚丙烯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将N,N
‑
二甲基甲酰胺、纳米羟基磷灰石、2
‑
十二烷烯
‑1‑
基丁二酸酐、4
‑
二甲氨基吡啶和氢氧化钠混合均匀，在80
‑
90℃反应4
‑
8h，反应结束，过滤，洗涤，干燥，得到十二烷烯改性羟基磷灰石；(2)将N,N
‑
二甲基甲酰胺、十二烷烯改性羟基磷灰石和9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物混合均匀，在氮气氛围中，加热回流，发生反应，反应结束，过滤，洗涤，干燥，得到阻燃改性羟基磷灰石；(3)将甲苯、阻燃改性羟基磷灰石、2
‑
(2
‑
羟基苯基)
‑5‑
氨基
‑
2H
‑
苯并三唑和三乙胺混合均匀，发生反应，反应结束，过滤，洗涤，干燥，得到改性羟基磷灰石；(4)将聚丙烯树脂、聚酰亚胺、聚乳酸、改性羟基磷灰石、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂和润滑剂混合，进行熔融共混，挤出，冷却，得到耐高温的生物可降解聚丙烯。2.根据权利要求1所述的耐高温的生物可降解聚丙烯的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中N,N
‑
二甲基甲酰胺、纳米羟基磷灰石、2
‑
十二烷烯
‑1‑
基丁二酸酐、4
‑
二甲氨基吡啶和氢氧化钠的质量比为2100
‑
3500:100:65
‑
105:3
‑
5:1
‑
2。3.根据权利要求1所述的耐高温的生物可降解聚丙烯的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中N,N
‑
二甲基甲酰胺、十二烷烯改性羟基磷灰石和9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物的质量比为1400
‑
2000...

【专利技术属性】
技术研发人员：金玉虎，王永田，屠金东，陈国庆，
申请(专利权)人：科邦石化连云港有限公司，
类型：发明
国别省市：