[發(fā)明專利]一種全生物降解聚酯納米復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210187152.8
• 申請(qǐng)日: 2012-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN102719061A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通華盛高聚物科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C08L67/02
• 分類號(hào): C08L67/02;C08K13/04;C08K13/02;C08K7/06;C08K7/08;C08K3/22;C08K3/04;C08K5/521;C08K5/523;C08K5/526;C08G63/183;C08G63/181;C08G63/189
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種全生物降解塑料，特別是全生物降解聚酯納米復(fù)合材料及其原位聚合制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用對(duì)地球環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，為減少污染，改善環(huán)境，全降解高分子材料的開發(fā)已經(jīng)成為各國(guó)科學(xué)家研究的重點(diǎn)。其中以二元酸與二元醇縮聚制備聚酯工藝簡(jiǎn)單、成本較低，且該法制備的脂肪族聚酯和經(jīng)過合理分子設(shè)計(jì)的芳香/脂肪族聚酯均可完全降解，是一種理想的環(huán)境友好型高分子材料。

US5,310,782公布了一種由脂肪族二元酸與脂肪族二元醇共聚合成低分子量聚酯，然后通過異氰酸酯擴(kuò)鏈制備較高分子量降解型脂肪族聚酯的方法。CN1170418公開了一種可降解的脂肪/芳香族聚酯的制備方法。CN?101077905公開了一種一步法縮聚制備高分子量聚丁二酸丁二醇酯的方法。這些方法通過擴(kuò)鏈、改進(jìn)催化劑或優(yōu)化工藝的方法制備了具有較高分子量降解性聚酯材料，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，全生物降解聚酯材料的應(yīng)用越來越廣泛。

但是全生物降解聚酯材料本身是絕緣的，在接觸和摩擦過程中容易產(chǎn)生和聚集靜電荷。靜電問題給聚酯材料的加工應(yīng)用帶來了很多麻煩，比如相關(guān)制品在存儲(chǔ)和使用中其表面容易吸附塵埃，影響外觀效果；再加工表面積較大的薄膜制品時(shí)，靜電荷的產(chǎn)生干擾加工過程，阻礙薄膜的收卷；在用于電子、電器產(chǎn)品時(shí)靜電荷積累到一定值時(shí)還會(huì)引發(fā)不安全的事故。

利用無機(jī)納米導(dǎo)電粒子通過共混方式改性是實(shí)現(xiàn)高分子材料抗靜電的重要途徑，但是共混方式制備的材料，無機(jī)粒子在聚合物中易發(fā)生自聚集，界面粘結(jié)不理想，不容易均勻分散在聚合物基體中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種全生物降解聚酯納米復(fù)合材料及其原位聚合制備方法。通過原位聚合的方法實(shí)現(xiàn)無機(jī)納米粒子在全降解聚酯材料中的均勻分散，從而實(shí)現(xiàn)抗靜電效果好、力學(xué)性能優(yōu)異的全生物降解聚酯材料的合成。

一種全生物降解的聚酯納米復(fù)合材料，由如下配比的成分組成：

a)二元羧酸；

b)數(shù)均分子量為62～202的脂肪族二元醇，其用量與二元羧酸用量的摩爾比為2.2～1.05∶1；

c)催化劑，其用量與二元羧酸和脂肪族二元醇總量的摩爾比為1∶3000～20000；

d)穩(wěn)定劑，其用量與二元酸和脂肪族二元醇總量的摩爾比為1∶600～10000；

e)防靜電劑，其用量為二元羧酸和脂肪族二元醇總重量的0.1～10％。

本發(fā)明中，所述二元羧酸為脂肪族二元羧酸和芳香族二元羧酸的混合物，其中，芳香族二元羧酸的摩爾百分?jǐn)?shù)為10～48％，脂肪族二元羧酸的摩爾百分?jǐn)?shù)為52～90％。

本發(fā)明中，所述催化劑的用量與C6-C10的二元羧酸和C2-C6的脂肪族二元醇總量的摩爾比為1∶5000～12000。

本發(fā)明中，所述芳香族二元羧酸為對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、1，4-萘二甲酸，2，6-萘二甲酸中的一種或多種。

本發(fā)明中，所述脂肪族二元羧酸為丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸中的一種或者多種。

本發(fā)明中，所述脂肪族二元醇為乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇，1，6-己二醇、1，7-庚二醇、1，8-辛二醇、1，10-癸二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、3-甲基-1，5-戊二醇中的一種或多種。

本發(fā)明中，所述穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯，磷酸三苯酯，亞磷酸三苯酯和磷酰基乙酸三乙酯中的任一種或多種。

本發(fā)明中，所述防靜電劑為氧化錫銻納米粒子、炭黑、碳纖維、納米氧化錫、氧化鋅晶須中的一種或多種。

本發(fā)明中，所述催化劑為二氧化鈦，六氟鈦酸鉀，草酸鈦鉀，鈦酸四丁酯，鈦酸四異丙酯，四苯甲酸鈦，檸檬酸鈦，二氧化錫，氯化亞錫，醋酸錫，丁基錫酸，辛酸亞錫和二丁基羥基氧化錫中的一種或多種。

本發(fā)明的全生物降解的聚酯納米復(fù)合材料的制備方法為：將防靜電劑通過攪拌方式分散在脂肪族二元醇中，加入定量二元羧酸，并加入穩(wěn)定劑、催化劑，體系抽真空，置換氮?dú)猓?40-230℃下進(jìn)行常壓酯化反應(yīng)2-3h，然后在230-260℃下，減壓到300-1000Pa進(jìn)行預(yù)縮聚反應(yīng)1.5-2h，繼續(xù)減壓到25-200Pa進(jìn)行終縮聚反應(yīng)2.5-6h，終止反應(yīng)，出釜，造粒，成品。