專(zhuān)利名稱(chēng)：：Ppc與pbat、pcl及pbs共混物及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種PPC與PBAT、PCL及PBS共混物及制備方法，屬于聚合物加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：環(huán)境污染是當(dāng)今社會(huì)面臨的亟待解決的問(wèn)題之一。二氧化碳是許多工業(yè)領(lǐng)域所產(chǎn)生的廢氣，排放到大氣層中，不僅對(duì)環(huán)境造成了污染，而且也是碳資源的浪費(fèi)，二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的原料之一是二氧化碳，通過(guò)二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚反應(yīng)可以固定二氧化碳；同時(shí)所得到的共聚物是一種無(wú)毒無(wú)味、阻隔性能優(yōu)異的無(wú)色固體，且該共聚物具有完全生物降解的特性，可以代替普通塑料解決"白色污染"問(wèn)題，因此具有雙環(huán)保作用。實(shí)現(xiàn)二氧化碳_環(huán)氧丙烷聚合反應(yīng)的工業(yè)化生產(chǎn)和共聚物的市場(chǎng)化推廣是企業(yè)家和化學(xué)工程師們追求的目標(biāo)。二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物[Poly(propylenecarbonate)，以下縮寫(xiě)為PPC]是非晶態(tài)聚合物，玻璃化溫度(Tg)為35t:左右。溫度在Tg以上時(shí)，PPC發(fā)粘結(jié)塊，影響其儲(chǔ)存和運(yùn)輸；在Tg以下時(shí)PPC處于玻璃態(tài)，脆性較大，因此純PPC的應(yīng)用存在很大困難。聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯[Poly(ButyleneAdipate-co-Ter印hthalate)，以下縮寫(xiě)為PBAT]是己二酸、對(duì)苯二甲酸和丁二醇的三元共聚物，熔點(diǎn)是115t:左右，容易加工，有較強(qiáng)的韌勁和好的纏結(jié)性，其它性能類(lèi)似LDPE(低密度聚乙烯)，并有較快的生物降解速度；聚己內(nèi)酯(Polyc即rolactone，以下縮寫(xiě)為PCL)熔點(diǎn)是6(TC左右，柔韌性好，生物降解速度快；聚丁二酸丁二醇酯[Poly(ButyleneSuccinate)，以下縮寫(xiě)為PBS]熔點(diǎn)是114"左右，熱穩(wěn)定性和韌性都較好，也有較快的生物降解速度；PBAT、PCL和PBS都與PPC有較好的相容性，四者共混得到的共混物發(fā)粘結(jié)塊的溫度高于純PPC，同時(shí)力學(xué)性能較純PPC有很大的改善。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種PPC與PBAT、PCL及PBS共混物及制備方法，用本發(fā)明的方法得到的共混物發(fā)粘結(jié)塊的溫度高于純PPC，力學(xué)性能優(yōu)于純PPC，且可以完全生物降解。。本發(fā)明的目的是用以下方式實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的共混物由PPC、PBAT、PCL、PBS、封端劑、潤(rùn)滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣組成，其中PBAT、PCL禾卩PBS之禾卩與PPC的質(zhì)量比為10100:100，PBAT、PCL禾卩PBS中的每一種組分所占PBAT、PCL和PBS三者之和的比例不低于5X(質(zhì)量比)；封端劑與PPC的質(zhì)量比為0.25:100;潤(rùn)滑劑與改性輕質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量比為0.530:100;改性輕質(zhì)碳酸鈣與聚合物(PPC、PBAT、PBS和PCL四者之和)的比例(質(zhì)量比)為120:100。所述封端劑為馬來(lái)酸酐；所述潤(rùn)滑劑為硬酯酸、環(huán)氧大豆油中的一種或兩者的混合物；所述改性輕質(zhì)碳酸鈣是經(jīng)過(guò)親油改性的輕質(zhì)碳酸鈣，輕質(zhì)碳酸鈣的顆粒大小在37004000目之間。本發(fā)明的共混物的制備方法是將PPC、PBAT、PCL和PBS以及封端劑、潤(rùn)滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣在高速攪拌機(jī)中在不高于35t:的情況下進(jìn)行冷混，冷混的時(shí)間為510分鐘；攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為5001500轉(zhuǎn)/分鐘。將冷混料用螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，擠出造粒的溫度不超過(guò)200°C。本發(fā)明的原理在于PBAT的熔點(diǎn)是115t:左右，容易加工，有較強(qiáng)的韌勁和好的纏結(jié)性，其它性能類(lèi)似LDPE，并有較快的生物降解速度；PCL的柔韌性較好，軟化溫度在55°C以上；PBS熔點(diǎn)是114t:左右，熱穩(wěn)定性和韌性都較好；它們都與PPC有較好的相容性；PPC、PCL、PBAT和PBS共混物發(fā)粘結(jié)塊的溫度高于純PPC，力學(xué)性能優(yōu)于純PPC。加入少量的改性輕質(zhì)碳酸鈣能保證在混合過(guò)程中PPC不結(jié)塊且混合均勻，同時(shí)可以提高共混物的性能和降低成本；加入封端劑為了保證PPC在加工過(guò)程中不進(jìn)行拉鏈?zhǔn)綗岱纸?；加入?rùn)滑劑是為了加工工藝的順暢，提高加工效率；擠出造粒的溫度不超過(guò)20(TC可以保證在加工過(guò)程中PPC和PCL、PBAT及PBS不熱分解或分解很少。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明方法的工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備普通。工藝只有冷混和擠出造粒兩個(gè)步驟；所使用的設(shè)備為非常普通的高速攪拌機(jī)和雙螺桿擠出機(jī)或單螺桿擠出機(jī)，非常適宜工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的方法所使用的原材料簡(jiǎn)單易得。PBAT、PCL和PBS是目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的全生物降解塑料，很容易買(mǎi)到；輕質(zhì)碳酸鈣顆粒大小在7004000目的普通親油改性產(chǎn)品就能使用，市場(chǎng)上有售；所加入的加工助劑只有兩種，且選用的是非常普通易得的常用助劑。用本發(fā)明的方法得到的共混物發(fā)粘結(jié)塊的溫度高于純PPC，同時(shí)力學(xué)性能較純PPC有很大的改善，拓寬了純PPC的應(yīng)用范圍，且可以完全生物降解。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:稱(chēng)取PPC(內(nèi)蒙古蒙西高新技術(shù)集團(tuán)公司生產(chǎn)，玻璃化溫度為35°C)2000克，馬來(lái)酸酐20克，親油改性輕質(zhì)碳酸鈣(顆粒大小為800目)20克，硬酯酸2克，PBAT為100克，PCL為50克，PBS為50克，加入到高速攪拌機(jī)中，在冷混溫度為0°C的情況下攪拌5分鐘，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速可以為1500轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用單螺桿擠出機(jī)擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為173t:。用所得到的粒料在烘箱中測(cè)試粒料開(kāi)始發(fā)粘的溫度，同時(shí)用所得到的粒料在注射機(jī)中按GB/T17037-1997的要求進(jìn)行制樣，然后按GB/T1040-2006和GB/T2918-1998的要求進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，記錄測(cè)試結(jié)果。實(shí)施例2:稱(chēng)取PPC(同實(shí)施例1)2000克，馬來(lái)酸酐30克，親油改性輕質(zhì)碳酸鈣(顆粒大小為1250目)50克，環(huán)氧大豆油10克，PCL為200克，PBAT為200克，PBS為200克，加入到高速攪拌機(jī)中，在冷混溫度為5t:的情況下攪拌6分鐘，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速可以為1000轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為175°C。用所得到的粒料測(cè)試開(kāi)始發(fā)粘的溫度和拉伸性能，記錄測(cè)試結(jié)果(同實(shí)施例1)。實(shí)施例3:稱(chēng)取PPC(同實(shí)施例1)2000克，馬來(lái)酸酐20克，輕質(zhì)碳酸f丐(顆粒大小為1250目)100克，硬酯酸20克，PCL為100克，PBAT為500克，PBS為500克，加入到高速攪拌機(jī)中，在冷混溫度為l(TC的情況下攪拌10分鐘，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速可以為800轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用單螺桿擠出機(jī)擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為176°C。用所得到的粒料測(cè)試開(kāi)始發(fā)粘的溫度和拉伸性能，記錄測(cè)試結(jié)果(同實(shí)施例1)。實(shí)施例4:稱(chēng)取PPC(同實(shí)施例1)2000克，馬來(lái)酸酐30克，輕質(zhì)碳酸f丐(顆粒大小為800目)100克，環(huán)氧大豆油20克，PCL為600克，PBAT為300克，PBS為300克，加入到高速攪拌機(jī)中，在冷混溫度為2(TC的情況下攪拌5分鐘，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速可以為500轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為177°C。用所得到的粒料測(cè)試開(kāi)始發(fā)粘的溫度和拉伸性能，記錄測(cè)試結(jié)果(同實(shí)施例1)。實(shí)施例5:稱(chēng)取PPC(同實(shí)施例1)2000克，馬來(lái)酸酐20克，輕質(zhì)碳酸f丐(顆粒大小為800目)200克，硬酯酸30克，PCL為200克，PBAT為800克，PBS為800克，加入到高速攪拌機(jī)中，在冷混溫度為25t:的情況下攪拌10分鐘，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速可以為1500轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用單螺桿擠出機(jī)擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為178°C。用所得到的粒料測(cè)試開(kāi)始發(fā)粘的溫度和拉伸性能，記錄測(cè)試結(jié)果(同實(shí)施例1)。實(shí)施例6:稱(chēng)取PPC(同實(shí)施例1)2000克，馬來(lái)酸酐30克，輕質(zhì)碳酸f丐(顆粒大小為1250目)200克，環(huán)氧大豆油40克，PCL為300克，PBAT為1000克，PBS為700克，加入到高速攪拌機(jī)中，在冷混溫度為3rC的情況下攪拌5分鐘，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速可以為1500轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為179°C。用所得到的粒料測(cè)試開(kāi)始發(fā)粘的溫度和拉伸性能，記錄測(cè)試結(jié)果(同實(shí)施例1)。以上實(shí)施例中硬脂酸和環(huán)氧大豆油均可被硬脂酸與環(huán)氧大豆油的混合物替代，其中硬脂酸與環(huán)氧大豆油混合比例不限。PPC也可選用其它廠家生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)相同的產(chǎn)品。實(shí)施例16所得到的粒料開(kāi)始發(fā)粘的溫度及拉伸性能數(shù)據(jù)如下表所示，并與純PPC料進(jìn)行對(duì)比。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知本發(fā)明的共混物的發(fā)粘結(jié)塊溫度較純PPC有明顯提高。力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，拉伸強(qiáng)度比純PPC也提高了；斷裂伸長(zhǎng)率處于較大的變化范圍，拓寬了共混物的應(yīng)用范圍。權(quán)利要求一種PPC與PBAT、PCL及PBS共混物，其特征是共混物由PPC、PBAT、PCL、PBS、封端劑、潤(rùn)滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣組成，其中PBAT、PCL和PBS之和與PPC的質(zhì)量比為10～90∶100，PBAT、PCL和PBS中的每一種組分所占PBAT、PCL和PBS三者之和的比例不低于5％(質(zhì)量比)；封端劑與PPC的質(zhì)量比為0.2～5∶100；潤(rùn)滑劑與改性輕質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量比為0.5～30∶100；改性輕質(zhì)碳酸鈣與聚合物(PPC、PBAT、PCL和PBS四者之和)的比例(質(zhì)量比)為1～20∶100。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共混物，其特征是封端劑為馬來(lái)酸酐。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的共混物，其特征是潤(rùn)滑劑為硬酯酸、環(huán)氧大豆油中的一種或兩者的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共混物，其特征是改性輕質(zhì)碳酸鈣是經(jīng)過(guò)親油改性的輕質(zhì)碳酸鈣，輕質(zhì)碳酸鈣的顆粒大小在7004000目之間。5.—種根據(jù)權(quán)利要求1所述的PPC與PBAT、PCL及PBS共混物的制備方法，其特征是將PPC、PBAT、PCL和PBS以及封端劑、潤(rùn)滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣在高速攪拌機(jī)中在不高于35t:的情況下進(jìn)行冷混。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的共混物的制備方法，其特征是冷混的時(shí)間為510分鐘。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的共混物的制備方法，其特征是攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為5001500轉(zhuǎn)/分鐘。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的共混物的制備方法，其特征是將冷混料用螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，擠出造粒的溫度不超過(guò)2Q(TC。全文摘要本發(fā)明涉及一種PPC與PBAT、PCL及PBS共混物及制備方法，共混物由PPC、PBAT、PCL、PBS、封端劑、潤(rùn)滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣組成，制備方法是將PPC、PBAT、PCL和PBS以及封端劑、潤(rùn)滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣在高速攪拌機(jī)中在不高于35℃的情況下進(jìn)行冷混，將冷混料用螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，擠出造粒的溫度不超過(guò)200℃。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明方法的工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備普通，非常適宜工業(yè)化生產(chǎn)；同時(shí)，本發(fā)明的方法所使用的原材料簡(jiǎn)單易得，均很容易在市場(chǎng)上買(mǎi)到；用本發(fā)明的方法加工出的共混物，發(fā)粘結(jié)塊的溫度比PPC有較大的提高，同時(shí)力學(xué)性能較純PPC有很大的改善，拓寬了純PPC的應(yīng)用范圍，且共混物完全生物降解。文檔編號(hào)C08K3/26GK101724248SQ20091025874公開(kāi)日2010年6月9日申請(qǐng)日期2009年12月11日優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日發(fā)明者劉埃林,張光軍,徐曉燕,李世英,武占存,汪英杰,牛麗剛,王紅霞,白景峰,蒙昊,郭頌旗,陳有業(yè),高振勇申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古蒙西高新技術(shù)集團(tuán)有限公司