【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种pbat改性剂、高阻隔抗菌的pbat复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、高阻隔材料具有阻氧、阻co2和阻水蒸气等特性，在医疗、食品包装和农业等领域得到广泛应用。传统高阻隔薄膜材料常以聚烯烃、聚酯和聚酰胺等石油基聚合物通过纳米氧化物喷涂和多层共挤等方法获得。石油基聚合物废弃后导致的白色污染和海洋微塑料问题已经成为人类社会面临的重大生态灾难。近年来，以可降解聚合物替代传统石油基聚合物为基材获得高阻隔薄膜材料成为新材料领域研究的研究热点。
2、pbat作为一种具有优异生物降解特性的环境友好型高分子，具有力学性能高、延展性和韧性好的优点，是为数不多已经产业化的可降解聚合物。但对氧气和水蒸气的阻隔性能差制约了pbat应用领域的拓展。为提升pbat的阻隔性能，研究者常以ppc、pla、无机纳米粒子和纳米片通过共混和填充的方式引入到pbat基体中，改善pbat的阻隔性能。专利cn115850760 a和cn 116178688 a分别将pbc和pbct引入到pbat基体中，获得pbat复合材料对o2和h2o蒸汽的透过量分别可以降低至6.2cm3/(m2.24 h.0.1mpa)和18g/(m2.24h)。但是引入的pbc与pbct和pbat相容性差，影响了材料的强度和应用性能。
3、有鉴于此，本专利技术提出一种新的pbat改性剂、高阻隔抗菌的pbat复合材料及其制备方法，以脂肪族聚碳酸酯离子基聚合物为改性剂，添加到pbat和pbat复合材料材料中，提高pbat复合材料的相容性
技术实现思路
1、鉴于现有pbat阻隔性能提升技术方案存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种pbat改性剂，该改性剂可以提高pbat复合材料的相容性和阻隔性能，并可以赋予pbat优异的抗菌性能。
2、为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
3、一种pbat改性剂，为离子基聚合物。
4、进一步的，所述的pbat改性剂为脂肪族聚碳酸酯离子基聚合物，其结构式如下：
5、
6、式中，r1与r2为碳原子个数为2-10的烷基或环状烷基，n、m为聚合度。
7、本专利技术的第二个目的在于提供上述的pbat改性剂的制备方法，熔融缩聚方式合成一种脂肪族聚碳酸酯离子聚合物，过程简单，且聚合物结构易于控制。
8、为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
9、上述的pbat改性剂的制备方法，为熔融缩聚方法，包括以下步骤：
10、(1)将磺化富马酸二甲酯、有机碳酸酯、脂肪族二元醇和催化剂，在n2气氛下，先在80-220℃下反应，获得预聚体；
11、(2)将反应体系压力降至200pa以下，在160-260℃下缩聚反应1-10h，得所述的pbat改性剂。
12、进一步的，所述的磺化富马酸二甲酯以富马酸二甲酯、nahso3为原料制备而成；
13、所述的磺化富马酸二甲酯和有机碳酸酯的物质的量之比为2：1-10；
14、所述的脂肪族二元醇的物质的量与磺化富马酸二甲酯和有机碳酸酯的总物质的量的比为1-5:1；
15、所述的催化剂的用量占所述的磺化富马酸二甲酯、有机碳酸酯、脂肪族二元醇的总质量的0.1-5％。
16、再进一步的，所述的磺化富马酸二甲酯的制备过程为：将富马酸二甲酯和nahso3溶解在体积分数为50％的甲醇水溶液中，在75-85℃下回流5-10h，得所述的磺化富马酸二甲酯；
17、在所述的80-220℃下反应2.0-3.0h，获得预聚体。
18、进一步的，所述的有机碳酸酯为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸二苯酯中的一种；
19、所述的脂肪族二元醇为1,4-丁二醇、2-甲基-1,4-丁二醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、1,4-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、2,5-己二醇、1,4-环己二醇、1,8-辛二醇、3,6-辛二醇、1,0-癸二醇中的一种；
20、所述的催化剂为甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化镁、醋酸钠、碳酸钠、乙酰丙酮锂、乙酰丙酮钠、醋酸锌、氧化镁、钛酸四丁酯、醋酸镁、醋酸钙、醋酸钡、碳酸钾、醋酸锰、碱式碳酸镁、醋酸钾、钛酸四乙酯，钛酸四异丙酯、氯化锡、乙二醇锑、氯化亚锡、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、醋酸锑和氧化锑中的至少一种。
21、本专利技术的第三个目的在于提供一种高阻隔抗菌的pbat复合材料，该复合材料将脂肪族聚碳酸酯离子聚合物作为pbat改性剂，加入到pbat及其复合材料中，离子基聚合物与pbat之间相互作用增强，一方面可以提升pbat的结晶性能，另一方面可以改善pbat与其它降解聚合物之间的相容性，显著改善的pbat的阻隔性能和综合性能，对拓展pbat应用范围具有重要意义。
22、为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
23、一种高阻隔抗菌的pbat复合材料，包括：pbat、可降解聚合物和pbat改性剂；
24、其中，所述的pbat的含量为10-99wt％；
25、所述的pbat改性剂的含量为1.0-40wt％；
26、所述的可降解聚合物的含量为0-50wt％；
27、所述的pbat改性剂为上述的pbat改性剂或采用上述的制备方法制备而成。
28、进一步的，所述的可降解聚合物为聚乳酸(pla)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚己内酯(pcl)、聚碳酸亚丙酯(ppc)、聚羟基脂肪酸酯(pha)、聚丁二酸乙二醇酯(pes)和聚乙交酯(pga)中至少的一种。
29、本专利技术的第四个目的在于提供上述的pbat复合材料的制备方法，该制备方法是填充共混工艺，过程简单。
30、为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
31、上述的pbat复合材料的制备方法，为：将pbat、可降解聚合物和pbat改性剂搅拌混匀后，在60-230℃挤出造粒，得所述的pbat复合材料
32、进一步的，将所述的pbat、可降解聚合物和pbat改性剂放入高混机搅拌5-8min后，采用双螺杆挤出机挤出造粒。
33、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
34、1、本专利技术的技术方案中，pbat改性剂采用熔融缩聚法，合成脂肪族聚碳酸酯离子基聚合物，具有过程简单和聚合物结构易于控制的优点。
35、2、本专利技术的技术方案中，以脂肪族聚碳酸酯离子基聚合物作为pbat改性剂，离子基聚合物和pbat及其它降解材料之间存在强的相互作用，可以改善混合体系的相容性和结晶性能，可以显著改善复合体系的阻隔性能和力学性能，获得综合性能优异的pbat基复合材料。
36、3、本专利技术的技术方案中，将离子基聚合物与pbat及本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PBAT改性剂，其特征在于，所述的PBAT改性剂为离子基聚合物。
2.根据权利要求1所述的PBAT改性剂，其特征在于，
3.权利要求1所述的PBAT改性剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为熔融缩聚方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
7.一种高阻隔抗菌的PBAT复合材料，其特征在于，包括：PBAT、可降解聚合物和PBAT改性剂；
8.权利要求7所述的PBAT复合材料，其特征在于，
9.权利要求7-8任一项所述的PBAT复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：将PBAT、可降解聚合物和PBAT改性剂搅拌混匀后，在60-230℃挤出造粒，得所述的PBAT复合材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种pbat改性剂，其特征在于，所述的pbat改性剂为离子基聚合物。
2.根据权利要求1所述的pbat改性剂，其特征在于，
3.权利要求1所述的pbat改性剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为熔融缩聚方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓玲，王自庆，魏鑫，黄东，王培贤，魏忠，王明亮，王祖芳，
申请(专利权)人：新疆天业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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