專利名稱：：Ppc與pbat、pcl及pla共混物及制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種PPC與PBAT、PCL及PLA共混物及制備方法，屬于聚合物加工領域。
背景技術：
：環(huán)境污染是當今社會面臨的亟待解決的問題之一。二氧化碳是許多工業(yè)領域所產(chǎn)生的廢氣，排放到大氣層中，不僅對環(huán)境造成了污染，而且也是碳資源的浪費，二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物的原料之一是二氧化碳，通過二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚反應可以固定二氧化碳；同時所得到的共聚物是一種無毒無味、阻隔性能優(yōu)異的無色固體，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"問題，因此具有雙環(huán)保作用。實現(xiàn)二氧化碳_環(huán)氧丙烷聚合反應的工業(yè)化生產(chǎn)和共聚物的市場化推廣是企業(yè)家和化學工程師們追求的目標。二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物[Poly(propylenecarbonate)，以下縮寫為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，PPC發(fā)粘結(jié)塊，影響其儲存和運輸；在Tg以下時PPC處于玻璃態(tài)，脆性較大，因此純PPC的應用存在很大困難。聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯[Poly(ButyleneAdipate-co-Ter印hthalate)，以下縮寫為PBAT]是己二酸、對苯二甲酸和丁二醇的三元共聚物，熔點是115t:左右，容易加工，有較強的韌勁和好的纏結(jié)性，其它性能類似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，以下縮寫為PCL)熔點是6(TC左右，柔韌性好，降解速度快，與PPC相容性好；聚乳酸[Poly(lacticacid)，以下縮寫為PLA]是一種以可再生的植物資源為原料制備的完全生物降解高分子材料，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔點分別是6(TC左右和170°C左右，價格相對較低，也有較快的生物降解速度。PPC與PBAT、PCL及PLA互容性好，用PBAT、PCL和PLA與PPC共混，共混物完全生物降解且發(fā)粘結(jié)塊的溫度高于純PPC，同時力學性能較純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PLA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，同時力學性能較純PPC有很大的改善，且可以完全生物降解。本發(fā)明的目的是用以下方式實現(xiàn)的本發(fā)明的共混物由PPC、PBAT、PCL、PLA、封端劑、潤滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣組成，其中PBAT、PCL禾口PLA之禾口與PPC的比例(質(zhì)量比)為10100:100。PBAT、PCL禾口PLA中的每一種組分所占PBAT、PCL和PLA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、PCL和PLA四者之和)的比例(質(zhì)量比)為120:100。所述封端劑為馬來酸酐；所述潤滑劑為硬酯酸、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。本發(fā)明的共混物的制備方法是將PPC、PBAT、PCL和PLA以及封端劑、潤滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣在高速攪拌機中在不高于35t:的情況下進行冷混，冷混的時間為510分鐘；攪拌機的轉(zhuǎn)速為5001500轉(zhuǎn)/分鐘。將冷混料用螺桿擠出機進行擠出造粒，擠出造粒的溫度不超過200°C。本發(fā)明的原理在于PBAT的熔點是115t:左右，容易加工，有較強的韌勁和好的纏結(jié)性，其它性能類似LDPE，并有較快的生物降解速度；PCL的柔韌性較好；PLA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是6(TC左右，熔點是17(TC左右，剛性較好；PPC、PBAT、PCL和PLA的共混物發(fā)粘結(jié)塊的溫度高于純PPC，力學性能優(yōu)于純PPC;加入少量的改性輕質(zhì)碳酸鈣能保證在混合過程中PPC不結(jié)塊且混合均勻，同時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在加工過程中不進行拉鏈式熱分解；加入潤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20(TC可以保證在加工過程中PPC和PPC、PBAT、PCL及PLA不熱分解或分解很少。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明方法的工藝簡單、設備普通。工藝只有冷混和擠出造粒兩個步驟；所使用的設備為非常普通的高速攪拌機和雙螺桿擠出機或單螺桿擠出機，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單易得。PCL、PLA和PBAT是目前市場上常見的全生物降解塑料，很容易買到；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，力學性能較純PPC有很大的改善，拓寬了純PPC的應用范圍，且可以完全生物降解。具體實施例方式實施例1:稱取PPC(蒙西高新技術集團公司生產(chǎn)，玻璃化溫度為35°C)2000克，馬來酸酐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，PLA為100克，PCL為50克，PBAT為50克，加入到高速攪拌機中，在冷混溫度為Ot:的情況下攪拌5分鐘，攪拌機的轉(zhuǎn)速可以為1500轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用雙螺桿擠出機擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為173°C。用所得到的粒料在烘箱中測試粒料開始發(fā)粘的溫度，同時用所得到的粒料在注射機中按GB/T17037-1997的要求進行制樣，然后按GB/T1040-2006和GB/T2918-1998的要求進行拉伸性能測試，記錄測試結(jié)果。實施例2:稱取PPC(同實施例1)2000克，馬來酸酐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，PLA為200克，PBAT為200克，加入到高速攪拌機中，在冷混溫度為5t:的情況下攪拌6分鐘，攪拌機的轉(zhuǎn)速可以為1000轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用單螺桿擠出機擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為175°C。用所得到的粒料測試開始發(fā)粘的溫度和拉伸性能，記錄測試結(jié)果(同實施例1)。實施例3:稱取PPC(同實施例1)2000克，馬來酸酐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，PLA為500克，PBAT為500克，加入到高速攪拌機中，在冷混溫度為l(TC的情況下攪拌10分鐘，攪拌機的轉(zhuǎn)速可以為800轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用雙螺桿擠出機擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為176°C。用所得到的粒料測試開始發(fā)粘的溫度和拉伸性能，記錄測試結(jié)果(同實施例1)。實施例4:稱取PPC(同實施例1)2000克，馬來酸酐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300克，PLA為600克，PBAT為300克，加入到高速攪拌機中，在冷混溫度為l(TC的情況下攪拌10分鐘，攪拌機的轉(zhuǎn)速可以為800轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用單螺桿擠出機擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為177°C。用所得到的粒料測試開始發(fā)粘的溫度和拉伸性能，記錄測試結(jié)果(同實施例1)。實施例5:稱取PPC(同實施例1)2000克，馬來酸酐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800克，PLA為500克，PBAT為500克，加入到高速攪拌機中，在冷混溫度為2(TC的情況下攪拌5分鐘，攪拌機的轉(zhuǎn)速可以為500轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用雙螺桿擠出機擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為178°C。用所得到的粒料測試開始發(fā)粘的溫度和拉伸性能，記錄測試結(jié)果(同實施例1)。實施例6:稱取PPC(同實施例1)2000克，馬來酸酐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，PLA為1000克，PBAT為700克，加入到高速攪拌機中，在冷混溫度為3rC的情況下攪拌5分鐘，攪拌機的轉(zhuǎn)速可以為1500轉(zhuǎn)/分鐘；放出冷混料，用單螺桿擠出機擠出造粒，最高加熱區(qū)加熱溫度為180°C。用所得到的粒料測試開始發(fā)粘的溫度和拉伸性能，記錄測試結(jié)果(同實施例1)。以上實施例中硬脂酸和環(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)構相同的產(chǎn)品。實施例16所得到的粒料開始發(fā)粘的溫度及拉伸性能數(shù)據(jù)如下表所示，并與純PPC料進行對比。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通過上述實驗數(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。力學性能的實驗數(shù)據(jù)中，拉伸強度比純PPC也提高了；斷裂伸長率處于較大的變化范圍，拓寬了共混物的應用范圍。權利要求一種PPC與PBAT、PCL及PLA共混物，其特征是共混物由PPC、PCL、PLA、PBAT、封端劑、潤滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣組成，其中PBAT、PCL及PLA之和與PPC的比例(質(zhì)量比)為10～90∶100。PBAT、PCL及PLA中的每一種組分所占PBAT、PCL及PLA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及PLA四者之和)的比例(質(zhì)量比)為1～20∶100。2.根據(jù)權利要求1所述的共混物，其特征是封端劑為馬來酸酐。3.根據(jù)權利要求l所述的共混物，其特征是潤滑劑為硬酯酸、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)權利要求1所述的PPC與PBAT、PCL及PLA共混物的制備方法，其特征是將PPC、PBAT、PCL及PLA以及封端劑、潤滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣在高速攪拌機中在不高于35t:的情況下進行冷混。6.根據(jù)權利要求5所述的共混物的制備方法，其特征是冷混的時間為510分鐘。7.根據(jù)權利要求5所述的共混物的制備方法，其特征是攪拌機的轉(zhuǎn)速為5001500轉(zhuǎn)/分鐘。8.根據(jù)權利要求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進行擠出造粒，擠出造粒的溫度不超過2Q(TC。全文摘要本發(fā)明涉及一種PPC與PBAT、PCL及PLA共混物及制備方法，共混物由PPC、PBAT、PCL、PLA、封端劑、潤滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣組成，制備方法是將PPC、PBAT、PCL及PLA以及封端劑、潤滑劑和改性輕質(zhì)碳酸鈣在高速攪拌機中在不高于35℃的情況下進行冷混，將冷混料用螺桿擠出機進行擠出造粒，擠出造粒的溫度不超過200℃。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明方法的工藝簡單、設備普通，非常適宜工業(yè)化生產(chǎn)；同時，本發(fā)明的方法所使用的原材料簡單易得，均很容易在市場上買到；用本發(fā)明的方法加工出的共混物發(fā)粘結(jié)塊的溫度比純PPC有較大的提高，同時力學性能較純PPC有很大的改善，拓寬了純PPC的應用范圍，且共混物完全生物降解。文檔編號B29C47/92GK101724242SQ20091025872公開日2010年6月9日申請日期2009年12月11日優(yōu)先權日2009年12月11日發(fā)明者劉埃林,張光軍,徐曉燕,李云飛,武占存,汪英杰,海山,牛麗剛,王紅霞,蒙昊,陳有業(yè),高振勇,黃云生申請人:內(nèi)蒙古蒙西高新技術集團有限公司