[發明專利]耐水解脂肪族聚酯樹脂組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201310204399.0
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN104177788B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 季君暉;趙劍;張長安
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K5/1515;C08K5/29;C08K5/19
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發明涉及聚酯樹脂領域，尤其是涉及一種耐水解脂肪族聚酯樹脂組合物及其制備方法。

背景技術

各類傳統塑料制品給人們的生產、生活帶來了極大的便利，但是由于它們在自然中難以降解，其廢棄后造成的環境污染已經成為越來越嚴重的問題。近年來，各類可生物降解的脂肪族聚酯逐漸引起人們的關注，其對傳統塑料制品的替代應用也得到很大的發展。目前，脂肪族聚酯制品主要應用于餐盒、包裝品、農用薄膜等一次性使用的產品領域，此類制品通常短期使用并且丟棄后于自然環境中數月內可自然降解。然而，如果將這種樹脂的應用范圍拓展到用于需要長時間保持初始性能的耐久物品，例如家用電器外殼、汽車內飾零部件，與傳統樹脂相比，脂肪族聚酯的耐水解性需要進一步提高.

由于脂肪族聚酯的水解降解是水分子進攻聚酯分子鏈中的酯鍵而引起高分子鏈的斷裂，而且聚酯分子鏈上的端羧基又能催化加速酯鍵的水解斷裂，所以通過控制聚酯樹脂體系中水分和端羧基的含量，可以改善聚酯材料的水解穩定性。目前大多以添加含有功能官能團的助劑的方法來提高聚酯材料的穩定性。主要的助劑包括端羧基封端劑和耐水解穩定劑。環氧類化合物是一種有效的端羧基封端劑，由于價廉易得的特性，常被用作降低樹脂體系端羧基的含量來提高樹脂水解穩定性。碳二亞胺化合物作為一種常用的耐水解穩定劑，它不斷能夠對端羧基起到封端作用，還能有效與聚酯中的水分反應，從而提高脂肪族聚酯的耐水解性能。中國專利申請200780026839.0、日本專利JP-A-20010261797記載了通過向脂肪族聚酯(聚乳酸)中添加碳二亞胺化合物來提高樹脂耐熱性及耐水解性的技術。然而，當脂肪族聚酯樹脂用于耐久物品時，必須將碳二亞胺化合物的添加量提高到5-10wt％水平，才能獲得充分的耐水解性能。大量碳二亞胺化合物的應用存在以下主要缺點：價格昂貴，使用時熔體粘度增加，熱穩定性差，制品黃變嚴重，加工過程產生對人體有害的氣味。因此，在獲得充分耐水解性能的同時，需要盡量降低碳二亞胺化合物類水解穩定劑的使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種耐水解脂肪族聚酯樹脂組合物,該聚酯樹脂組合物在少量使用碳二亞胺化合物類水解穩定劑情況下具有顯著的耐水解性能。

本發明采用的技術方案是提供一種耐水解脂肪族聚酯樹脂組合物,該組合物包含如下重量份的組分：脂肪族聚酯樹脂100份、環氧封端劑1～10份、封端催化劑0.05～2份和耐水解穩定劑0.5～5份。

優選地，所述脂肪族聚酯樹脂為聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。

優選地，所述環氧封端劑為含有一個到三個環氧基團的縮水甘油酯類環氧化合物，其結構如式I

式中n＝1～3，R為芳香族或脂肪族。

優選地，所述環氧封端劑選自丁酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙酸縮水甘油酯、叔碳酸縮水甘油酯、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯，間苯二甲酸二縮水甘油酯、對苯二甲酸二縮水甘油酯、六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、己二酸二縮水甘油酯或均苯三酸三縮水甘油酯。

優選地，所述環氧封端劑選自雙環氧和三環氧的縮水甘油酯。

優選地，所述封端催化劑為季銨鹽，所述季銨鹽選自三甲基芐基氯化銨、三甲基芐基溴化銨、三乙基芐基氯化銨、三乙基芐基溴化銨或十二烷基二甲基芐基氯化銨。

優選地，所述耐水解穩定劑為碳二亞胺化合物，其結構如式(Ⅱ)

R-N＝C＝N-R'(Ⅱ)，

式中R，R’為脂肪族、脂環族活芳香族基團，

優選地，所述碳二亞胺化合物選自二環己基碳二亞胺、環碳二亞胺、二異丙基碳二亞胺、二苯基碳二亞胺、雙(二叔丁基苯基)碳二亞胺、雙(二甲基苯基)碳二亞胺、雙(二異丙基苯基)碳二亞胺、雙(硝基苯基)碳二亞胺、雙(二甲基苯基)碳二亞胺或雙(三苯基甲硅烷)碳二亞胺。

優選地，所述碳二亞胺化合物為含芳香基團的碳二亞胺化合物。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供制備上述耐水解脂肪族聚酯樹脂組合物的方法，該方法包括如下步驟：

(1)將脂肪族聚酯樹脂，環氧封端劑，封端催化劑和耐水解穩定劑預混；

(2)將步驟(1)的混合物熔融共混得到耐水解聚酯樹脂組合物；

或者

(1)將脂肪族聚酯樹脂，環氧封端劑和封端催化劑預混；

(2)將步驟(1)的混合物熔融共混，熔融末期加入耐水解穩定劑。

優選地，熔融共混利用擠出機進行，共混的溫度為180℃～240℃。