[發明專利]一種PBAT共聚酯組合物及其制備方法和所用成核劑

有效

• 申請號: 201710064257.7
• 申請日: 2017-02-04
• 公開（公告）號: CN106832815B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 李旭娟;譚道永;孫紅娟;馮啟明
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K3/34;C08K9/00;C08K9/06
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 黎祖琴

本發明公布了一種用于PBAT共聚酯的成核劑，該成核劑為埃洛石、熱活化埃洛石或有機改性埃洛石，所述成核劑的中值粒徑為0.01～20μm，優選為0.1～1.2μm；所述成核劑的長徑比為5～50。本發明還公布了含有上述成核劑的PBAT共聚酯組合物及其制備方法，該組合物包括PBAT共聚酯和所述成核劑，所述成核劑重量占所述組合物重量的0.1～70％。本發明所述成核劑易于均勻分散在PBAT共聚酯基體中，可以非常有效地提高PBAT共聚酯的結晶溫度，降低晶體尺寸，提升結晶速率；有利于提高材料的透明度，縮短制品的成型周期；同時所述成核劑成本低，具有應用優越性。

技術領域

本發明屬于共聚酯制備領域，具體涉及一種PBAT共聚酯組合物及其制備方法和所用成核劑。

背景技術

脂肪族-芳香族共聚酯聚對苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)是一種代表性的全生物可降解高分子。PBAT具有良好的延展性和斷裂韌性、優異的加工性以及可調節的生物降解性，有望成為聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等石油基塑料的主要替代材料。但PBAT材料加工為薄膜制品時，比傳統聚乙烯薄膜的透光率低，作為農膜使用時會降低光線透過率，影響作物生長；在注塑加工PBAT制件時，其成型周期較長，影響了大規模應用。無論是注塑、擠出還是吹膜得到的純PBAT制品其結晶度均較低(20％)，會影響制品的力學性能。上述應用中的不足，與PBAT的結晶行為有關，如結晶形態和結晶動力學。高分子結晶學研究表明，結晶單元的形態結構能夠影響聚合物產品的物理性能。通過調節聚合物中晶區和非晶區的含量、晶體的數量和尺寸可提高材料本體的物理性能。其中受結晶度和形態結構影響的物理性能有光學性能、力學性能、尺寸穩定性、耐熱性、耐磨性、表面硬度等。結晶動力學，如結晶溫度、結晶速率等可影響制品的加工效率。

因此，為了使聚合物制品，如PBAT薄膜等，獲得最佳的物理性能，期望根據不同的應用領域，生產出高結晶度的材料，或結晶致密，晶體尺寸較小且粒徑均一的形態結構，或縮短原有材料的加工周期，提高效率。因此為了解決PBAT上述中的不足，采用成核劑從結晶形態和動力學上調節PBAT的結晶溫度、結晶時間、晶體大小以及結晶度顯得尤為必要和具有應用價值。

成核劑作為調控聚合物形態結構和結晶動力學的方法已被廣泛研究，尤其對于聚乙烯，聚丙烯和聚酯材料。例如，美國應用礦物公司申請的應用于聚乙烯的成核劑(CN201180051447)，納幕爾杜邦公司申請了將二羧酸一鈉鹽作為PTT聚酯成核劑的專利(US[31]60/100847)，清華大學郭寶華研究團隊發現聚富馬酸二元醇酯及其共聚酯可作為PBS聚酯的成核劑(CN 201210000829.2)，上海杰士杰公司發現了用于提高聚乳酸透明性的有機成核劑(CN201210402334.2)，中科院化學所披露了一種用于PET聚酯的小分子羧酸鹽成核劑(CN 96109004.9)。由此可見，每種材料均有自己適用的成核劑。從理論上講，成核劑是為材料提供吸附和結晶的表面，降低其成核位壘，因此，成核劑材料的表面特性及其與作用對象間的相互作用是決定其是否可作為成核劑的關鍵評價指標。換言之，成核劑不具有普適性，它對于每種材料具有選擇性。已公開的文獻顯示蒙脫石[Chivrac F,Pollet E,Avérous L.Nonisothermal crystallization behavior of poly(butylene adipate‐co‐terephthalate)/clay nano‐biocomposites[J].Journal of Polymer Science Part B:Polymer Physics,2007,45(13):1503-1510.]、石墨烯[Feng S,Wu D,Liu H,etal.Crystallization and creep of the graphite nanosheets based poly(butyleneadipate-co-terephthalate)biocomposites[J].Thermochimica Acta,2014,587:72-80.]對PBAT具有一定的成核作用，但對成型周期影響較小，同時也存在難以分散和剝離的問題。