[發明專利]可生物降解聚丙撐碳酸酯熱熔膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201710052952.1
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106800906B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 韓立晶;劉婷婷;張會良;董麗松;邱光南;王海波
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C09J169/00
• 分類號: C09J169/00;C09J167/02;C09J193/04;C09J11/06;C09J11/08
• 代理公司: 22210 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王瑩

可生物降解的聚丙撐碳酸酯熱熔膠及其制備方法，屬于生物降解高分子材料技術領域。解決了如何提供一種具備生物降解性、穩定性較好、粘接強度好、使用溫度低的熱熔膠。本發明的熱熔膠，包括：100重量份的聚丙撐碳酸酯、3?30重量份的可生物降解增塑劑、5?30重量份的增黏樹脂、0.3?0.6重量份的熱穩定劑和0?0.6重量份的抗氧劑。該熱熔膠不僅具有生物降解性，當聚丙撐碳酸酯數均分子量≤50000時，還能夠在100?120℃使用，比現有的熱熔膠使用溫度降低了40?60℃，不僅降低了能耗，提高了生產效率，還使得熱熔膠的熱穩定性更高，粘度更穩定，保證粘接強度，可以應用于紙張、紙板、泡沫以及木板制品的粘接。

技術領域

本發明涉及一種可生物降解的聚丙撐碳酸酯熱熔膠及其制備方法，屬于生物降解高分子材料技術領域。

背景技術

利用二氧化碳作為原料來生產可降解聚合物材料，對于有效利用資源、創造物質財富、緩解能源危機、降低溫室效應有著非常重大的意義。聚丙撐碳酸酯(又名二氧化碳共聚物或聚碳酸亞丙酯，英文縮寫PPC)是一種新型的可完全生物降解的脂肪族聚碳酸酯，來源于價廉易得的環氧丙烷和二氧化碳。由于聚丙撐碳酸酯具有優良的生物降解性和生物相容性、良好的阻氣性和透明性等，展現出美好的應用前景。然而聚丙撐碳酸酯是一種非晶聚合物，玻璃化轉變溫度稍高于室溫，使其作為塑料使用玻璃化溫度偏低，而作為橡膠使用，玻璃化溫度又偏高。因此需要開發合適的應用領域推動聚丙撐碳酸酯的發展。

熱熔膠是膠黏劑行業中最具發展潛力的一大品種，因其無毒、無環境污染、制備方便等優點，享有綠色膠黏劑的稱號，并成為膠粘劑市場發展的方向，世界年產量一直處于上升趨勢，其增長速度在各類膠粘劑中為最高，品種越來越多樣化，應用也越來越廣泛。然而，目前大部分熱熔膠不能為環境中的微生物降解或水解，它們在環境中長期滯留，已成為現代社會的一大隱患和威脅。隨著人類環保意識的增強，可生物降解熱熔膠具有巨大的潛在市場。

近年來，可生物降解熱熔膠應運而生，特別是對于包裝材料如紙張及一次性衛生用具對可生物降解熱熔膠的要求更為迫切。該熱熔膠主要以聚乳酸(PLA)、聚己內酯(PCL)、聚酯酰胺、聚(3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯)(PHBV)等聚酯類聚合物和天然高分子化合物等作為基體樹脂，輔以適當的增黏劑、增塑劑、抗氧劑和填料等制備而成，其基體具有可生物降解性而備受世界膠黏劑行業及相關領域的關注。目前可生物降解熱熔膠中研究最多的是PLA類熱熔膠。如，Garry J Edgington等發明了PLA類熱熔膠配方，其組分為：10％～90％分子量小于20000的PLA，10％～50％熱塑性聚氨酯或含5％～35％羥基戊酸的熱塑性PHBV，0～5％可降解的酯類增塑劑，0～5％的穩定劑。這種熱熔膠應用十分廣泛，特別是一次性包裝等需生物降解的材料。Lewis.David Neal在縮聚PLA中加入PCL作為交聯劑制備熱熔膠，由于PCL在鏈中形成軟段，增加了膠的韌性。M.Viljanmaa,A則制備了摩爾比為81:19的聚L-乳酸(PLLA)/PCL熱熔膠，并對其在包裝材料的使用中粘接性能和穩定性進行了研究。Mikael stolt對PLA與PCL共混物熱熔膠黏劑的粘接性和熱穩定性進行了研究。楊銘采用擴鏈法制備了可生物降解的PLA類熱熔膠，其性能優異，搭接剪切強度較高。除了PLA類熱熔膠外，Grigat Ernst發明了一種聚酯酰胺熱熔膠，由乙二醇/丁二醇和乙二醇縮聚成低分子量聚酯，再與1,6-己二異氰酸酯反應合成聚酯酰胺，然后配以適量增塑劑、阻燃劑合成完全生物降解的熱熔膠，用于粘接皮革和紙張。Timmermann Ralf用30％～70％的脂肪族二元醇與二元羧酸的共聚合聚酯與70％～30％的酰胺二元醇聚合合成了聚酯酰胺，得到了可生物降解的熱熔膠。Kauffman Thomas等發明了一種可生物降解的熱熔膠，由20％～90％的3-羥基丁酸和9％～35％的3-羥基戊酸進行合成，10％～80％的極性增黏劑，0～50％的增塑劑，0～30％的石蠟，0～3％的穩定劑，此合成的熱熔膠不僅可以完全生物降解，而且為緩解當今石油危機提供了出路。

可生物降解熱熔膠是一種很有發展前景的膠黏劑，但目前存在使用時穩定性較差，粘接強度不高等缺點。且現有技術尚未見關于聚丙撐碳酸酯熱熔膠的報道。