本发明专利技术涉及一种由聚交酯(PLA)和热塑性聚氨酯(TPU)制备共混物的方法，其中经由A)至少一种热塑性聚氨酯与至少一种二异氰酸酯或含有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯预聚物或它们的混合物在熔体中反应，同时热塑性聚氨酯的摩尔质量降低并且形成具有过量异氰酸酯端基的热塑性聚氨酯；B)向阶段A)产物的熔体中引入至少一种聚交酯，并且阶段A)产物与聚交酯在低于190°C的温度下反应；和C)将所得共混物冷却，其中在阶段A)至C)中不加入多元醇。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由聚交酯(PLA)和热塑性聚氨酯(TPU)制备共混物的方法描述本专利技术涉及一种制备由聚交酯和热塑性聚氨酯制成的共混物的方法，涉及由此获得的共混物，以及涉及由这些共混物生产的片材产品和模制品。聚乳酸或聚交酯(PLA)是一种能从可更新原料获得的热塑性材料，所以符合可持续性生产聚合物材料的需要。PLA材料是来自基于乳酸的缩聚反应或来自基于交酯的开环聚合反应，交酯是乳酸的二聚体。在后一种合成路径中，原料是L-交酯或L-和D-交酯的混合物，它们是交酯的立体异构体。由L-交酯合成的聚-L-交酯(PLLA)是非常硬和脆的材料，具有约4000MPa的弹性模量E。但是，对于许多应用而言需要更大的柔性和延展性。 进料生产者通过使用L-/D-交酯混合物(例如92:8%)作为原料用于PLDA交酯的聚合反应来满足此需求，但是，其中随着D-交酯的比例增加，晶体熔点和结晶速率显著降低。这导致对应用性能的显著损害。聚氨酯、尤其是热塑性聚氨酯已经公知很长时间了，并且用于各种应用中。例如， 聚氨酯用于制鞋工业和汽车工业中，用于箔，用于电缆护套，用于休闲产品，以及按照各种方式用作共混物中的组分。本身已经知道聚交酯可以与聚氨酯混合以得到共混物。EP-A I 679 349涉及聚合物组合物，其中与聚交酯一起含有特定的聚氨酯，所述聚氨酯含有聚醚二醇作为醇组分。例如，包括具有羟基的聚乙基乙烯基醚。在此生产方法中，这些特定聚乙基乙烯基醚与聚交酯和二异氰酸酯反应，例如在挤出机中反应。在这里， 一些所获得的箔是透明和无色的。JP-A-2008 308599涉及含有聚交酯的聚合物粉末。为了生产这些聚合物粉末，聚交酯聚合物和聚合物多元醇混合，然后与二异氰酸酯反应。可以使用的聚合物多元醇的例子是聚醚二醇、聚酯二醇和聚硅氧烷二醇，以及聚丁二烯二醇。W02009/022076涉及热塑性材料，其在已经进行成型工艺之后可以进行后交联。例如，聚酯可以同时与多元醇和二异氰酸酯一起被引入挤出机中。在可以使用的极性热塑性聚合物中提到了聚交酯。所得体系的性能分布不适用于所有应用。尤其是，聚交酯的脆性及其低熔点经常导致不理想的性能特性。所以，对于聚合物工艺而言重要的是共混物的机械性能，尤其是弹性模量和延展性，能适当和准确地调节以适用于各种应用。本专利技术的目的是提供由聚交酯(PLA)和热塑性聚氨酯(TPU)制成的共混物，其显示改进的韧性以及降低的脆性，并且此外具有提高的断裂拉伸应变值以及充足的强度。所述共混物尤其应当适合用于生产片材产品(薄箔、片材等)、模制品和挤出的半成品(管道、 型材等)。尤其是，要开发这样的方法其在上游或整合的混合工艺中，即在单步工艺中，允许将塑料加工以实现合适地调节PLA配料的弹性模量以适用于各种最终产品，且对PLA的实际性能没有任何不利的改变。也希望通过引入增韧剂来实现混合改进。在这里的主要目的是发现对于两种聚合物热塑性组分、即PLA和增韧剂而言的有效增容技术，或有前景的增容概念，这排除了共混物组分在暴露于任何外部应力或任何介质的作用时的脱层，并且防止在共混物加工过程期间的相分离或在受应力组分中的相分离。与直链的PLA或聚-L-交酯(PLLA)相比，这些由PLA和增韧剂组成的共混物应当具有改进的韧性、降低的脆性以及提高的断裂拉伸应变值。它们也应当具有提高的缺口冲击强度和抗刺扎性，此外应当确保更好的可形变性以及更短的循环时间。它们应当能通过公知的塑料加工方法来成型，例如挤出、注塑、吹塑、压塑、旋转烧结以及热成型，从而得到半成品和模制品。本专利技术通过一种制备由聚交酯(PLA)和热塑性聚氨酯(TPU)制成的共混物的方法来实现此目的，其中经由以下阶段阶段A):至少一种热塑性聚氨酯与至少一种二异氰酸酯或一种具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯预聚物或它们的混合物在熔体中反应，同时热塑性聚氨酯的摩尔质量降低并且形成具有过量异氰酸酯端基的热塑性聚氨酯，阶段B):向阶段A)产物的熔体中引入至少一种聚交酯，并且阶段A)产物与聚交酯在低于190° C、更优选低于185° C、尤其优选低于180° C的温度下反应，阶段C):将所得共混物冷却，其中在阶段A)至C)中不使用多元醇。此目的还如下实现将增强材料(各种纤维和/或针状或层状材料(例如硅灰石、 云母、滑石等)混入由聚交酯(PLA)和热塑性聚氨酯(TPU)组成的共混物中。本专利技术的PLA/ TPU共混物是两相材料，其中PLA代表连续相，TPU代表分散相。 此目的还通过上述共混物用于生产片材产品、挤出的半成品或模制品的用途来实现。本专利技术还提供由相应共混物制成的箔或模制品，其中更优选已经混入增强材料；并且还提供由其生广的1旲制品和半制品。惊奇的是，发现如果热塑性聚氨酯先与二异氰酸酯或与具有至少两个异氰酸酯基团的预聚物或与它们的混合物在熔体中反应，从而降低热塑性聚氨酯的摩尔质量，则能制得具有改进的性能特性的由热塑性聚氨酯和聚交酯制成的共混物。如此形成的具有较短链的且具有过量异氰酸酯端基的热塑性聚氨酯可以然后与聚交酯反应，并且在聚交酯已经引入并熔融之后，与异氰酸酯端基形成共价键。结果获得了两种聚合物相的优异相容性，以及优异的形态稳定性。性能分布可以对于相应的应用经由整个体系的配制和工艺的进行而按照受控的方式调节。与未共混的聚交酯相比，在本专利技术中制备的共混物具有降低的脆性。韧性、断裂伸长率和抗冲击性得到显著提高。此目的尤其如下实现所用的增韧剂含有在反应性混合工艺中与PLA或PLLA共价连接的热塑性聚氨酯(!PU)。如上所述，这获得了两相材料，其中PLA形成连续相，TPU形成不连续相或分散相。当其中混合的两种主要组分彼此之间的PLA:TPU质量比率是97:3重量％至50:50重量％时，优选获得这种形态学。反应性共混工艺优选在双螺杆挤出机中或在BUSS共捏合机中进行，或在相似的塑料混合组件中进行。附图说明图1显示一种优选的在双螺杆挤出机(IV)中的混合工艺，所述双螺杆挤出机(IV) 优选是 Coperion ZSK25 (L/D=42)，来自生产商 Werner & Pfleiderer0 将 TPU (I)与固体和 /或液体的添加剂(II) 一起引入挤出机(IV)中。在一个优选的实施方案中，挤出机(IV)具有各种温度区域I至10，它们已经设置为以下温度1:180° C，2:200° C，3:200° C， 4:200。C,5:200° C,6:180° C,7:180° C,8:180° C,9:180° C, 10:180° C。优选的是， 其中将PLA再研磨料(III)引入挤出机的方式使得在挤出机中的温度是低于190° C。由 TPU和PLA组成的混合材料(V)用空气冷却器(VI)冷却，然后用造粒机(VII)粉碎以得到热塑性粒料。混合区域(VIII)是由双箭头(VIII)表示的区域，并且在用双箭头(IX)表示的区域中进行冷却，以及在双箭头(X)表示的区域中进行造粒。本专利技术的制备PLA/TPU共混物的方法是经由在工艺中的三个步骤表征的，也称为阶段A、B和C。作为阶段A)，本专利技术方法的第一个子步骤涉及使至少一种热塑性聚氨酯与至少一种二异氰酸酯或一种具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯预聚物在熔体中反应，同时热塑性聚氨酯的摩尔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.15 EP 10166000.91.一种制备由聚交酯(PLA)和热塑性聚氨酯(TPU)制成的共混物的方法，其中经由以下阶段 阶段A):至少一种热塑性聚氨酯与至少一种二异氰酸酯或一种具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯预聚物或它们的混合物在熔体中反应，同时热塑性聚氨酯的摩尔质量降低并且形成具有过量异氰酸酯端基的热塑性聚氨酯， 阶段B):向阶段A)产物的熔体中引入至少一种聚交酯，并且阶段A)产物与聚交酯在低于190° C的温度下反应， 阶段C):将所得共混物冷却， 其中在阶段A)至C)中不使用多元醇。2.根据权利要求1的方法，其中在阶段B)混合物中，聚交酯的比例是50-97重量％。3.根据权利要求1或2的方法，其中在阶段A)中，二异氰酸酯或具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯预聚物或它...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·希尔默，K·布鲁宁，HG·弗里茨，A·C·兹加弗尔德，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：
国别省市：
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