[發(fā)明專利]一種耐熱型可降解樹脂的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210124140.0
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN103374117A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任天斌;王永濤;武傳業(yè);劉新
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州達(dá)同新材料有限公司
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08G63/06;C08G63/78;C08K3/22;C08L67/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用經(jīng)過表面修飾的納米級稀有金屬氧化物來改性可降解樹脂的方法。?

背景技術(shù)

資源與環(huán)境是人類在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展所面臨的重大問題，在造成環(huán)境污染的諸多因素中，塑料包裝廢棄物“白色污染”造成的公害已引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來我國包裝用塑料已超過400萬噸，已占到塑料制品總產(chǎn)量的20％以上，其中難以回收利用的一次性塑料包裝約占30％，每年產(chǎn)生的塑料包裝廢棄物約120萬噸。目前全世界已經(jīng)在大力發(fā)展綠色包裝，按照減量化、可降解和循環(huán)再生使用的原則，積極推廣無毒、無害、輕量的包裝產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝，提高包裝產(chǎn)品消費(fèi)的安全保障系數(shù)。?

聚乳酸最突出的優(yōu)點(diǎn)是生物可降解性良好，能被完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境。它可以不以石油為原料通過化學(xué)合成制備，而利用可以實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)的生物質(zhì)材料經(jīng)過生物發(fā)酵技術(shù)和新型聚合工藝制備。因此采用納米復(fù)合改性聚乳酸是一個(gè)能同時(shí)解決資源和環(huán)境問題的完美選擇，已被全球公認(rèn)為新世紀(jì)最有發(fā)展前途的替代塑料的包裝材料之一。目前美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家有四、五家大企業(yè)已經(jīng)掌握了聚乳酸的規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)，并專注于聚乳酸的改性與加工。當(dāng)然聚乳酸也存在一些缺點(diǎn)，改性技術(shù)特別是改善耐熱性以及通過材料復(fù)合減低成本同樣是聚乳酸能否真正成為廣泛實(shí)用的高分子材料產(chǎn)品的關(guān)鍵。目前國內(nèi)外聚乳酸改性的方法主要包括共混、共聚、加入添加劑、納米復(fù)合等。通過納米復(fù)合共混改性是最可行的方法之一，該方法可以獲得性能優(yōu)異(特別是阻隔性好、穩(wěn)定性好、生物降解速度可調(diào))、加工方便、成本較低的聚乳酸基全降解材料。對于聚乳酸納米改性，納米成核劑的制備及其分散技術(shù)最為關(guān)鍵，目前大部分文獻(xiàn)報(bào)道的使用常用納米粉體通過擠出熔融共混的方法雖然對聚乳酸部分性能有所改善，但不是很理想，因而大大限制了可降解塑料的應(yīng)用與推廣。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用經(jīng)過表面修飾的納米稀土金屬氧化物作為成核劑通過原位聚合的方法得到納米復(fù)合改性的耐熱型可降解樹脂。?

本發(fā)明提出的納米復(fù)合改性的可降解樹脂的制備方法，先將納米稀土金屬氧化物或多種納米稀土金屬氧化物的復(fù)配物通過溶膠-凝膠法制備得到表面修飾的納米成核劑，再將這種成核劑與乳酸或丙交酯混合后通過原位聚合的方式得到納米復(fù)合改性的可降解樹脂。這種樹脂直接用于多種塑料制品的加工，也可作為母料與其他降解樹脂共混使用。?

本發(fā)明中，表面修飾劑主要采用己內(nèi)酯，使用的納米稀土金屬氧化物可以是氧化鑭，氧化鈰，氧化鉺或是氧化銪中的一種，或是幾種的混合物，這些稀土金屬氧化物的粒徑可以控制在20～100納米。?

本發(fā)明克服了傳統(tǒng)納米復(fù)合中結(jié)晶成核劑在聚合物中的團(tuán)聚和分散問題，通過對納米復(fù)合物的表面修飾實(shí)現(xiàn)了均勻分散的效果，采用原位聚合的方法得到的納米復(fù)合改性樹脂具有加工性能好，力學(xué)性能優(yōu)異并且耐熱良好的特點(diǎn)。?

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1?

將L-乳酸1KG加入到2L反應(yīng)器中，升溫至90℃，并控制真空度達(dá)到300Pa以下，然后加入經(jīng)過表面修飾的粒徑為20納米的氧化鈰10g，控制溫度達(dá)到160℃，保持真空條件，并在30rpm攪拌下聚合8小時(shí)后得到熱變形溫度達(dá)到130℃的納米復(fù)合聚乳酸樹脂。?

實(shí)施例2?

將丙交酯1KG加入到2L反應(yīng)釜中，升溫至90℃，并控制真空度達(dá)到300Pa以下，然后加入經(jīng)過表面修飾的粒徑為20納米的氧化鈰10g和80納米的氧化鑭15g，控制溫度達(dá)到160℃，保持真空條件，并在30rpm攪拌下聚合9小時(shí)后得到熱變形溫度達(dá)到135℃的納米復(fù)合聚乳酸樹脂。?

實(shí)施例3?

將丙交酯1KG加入到2L反應(yīng)釜中，升溫至90℃，并控制真空度達(dá)到300Pa以下，然后加入經(jīng)過表面修飾的粒徑為20納米的氧化鈰10g和80納米的氧化鈰10g，控制溫度達(dá)到160℃，保持真空條件，并在30rpm攪拌下聚合9小時(shí)后得到熱變形溫度達(dá)到128℃的納米復(fù)合聚乳酸樹脂。?

實(shí)施例4?

將丙交酯1KG加入到2L反應(yīng)釜中，升溫至90℃，并控制真空度達(dá)到300Pa以下，然后加入經(jīng)過表面修飾的粒徑為20納米的氧化鈰10g和20納米的氧化鑭10g，控制溫度達(dá)到160℃，保持真空條件，并在45rpm攪拌下聚合12小時(shí)后得到熱變形溫度達(dá)到138℃的納米復(fù)合聚乳酸樹脂。?

實(shí)施例5?

將L-乳酸1KG加入到2L反應(yīng)釜中，升溫至90℃，并控制真空度達(dá)到300Pa以下，然后加入經(jīng)過表面修飾的粒徑為80納米的氧化鑭30g和20納米的氧化鑭10g，控制溫度達(dá)到160℃，保持真空條件，并在60rpm攪拌下聚合10小時(shí)后得到熱變形溫度達(dá)到147℃的納米復(fù)合聚乳酸樹脂。?