[發明專利]一種硅烷改性聚乳酸及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911335854.4
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110903474B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 劉斌;秦承群;石正陽;葉天;劉洋;殷玲;呂樹衛;王新;黎源
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C08G63/664;C08G63/85;C09J167/04
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍

本發明提供一種硅烷改性聚乳酸及其制備方法和應用，所述硅烷改性聚乳酸可用于制備具有可降解性的膠黏劑。本發明提供一種硅烷改性聚乳酸的制備方法，包括如下步驟：1)將聚醚多元醇與丙交酯反應制備聚乳酸多元醇；2)將步驟1)制得的所述聚乳酸多元醇與環氧化合物反應制備低酸值聚乳酸多元醇；3)將步驟2)制得的低酸值聚乳酸多元醇與含異氰酸酯基的烷氧基硅烷反應制備所述硅烷改性聚乳酸。

技術領域

本發明涉及一種硅烷改性聚乳酸的合成方法。

背景技術

聚乳酸是一種可再生的環保型生物基可降解高分子材料，同時擁有良好的生物相容性，無毒無刺激等優點。但由于鏈段中含有酯鍵導致其疏水性增強，生物相容性變差，此外聚乳酸為線性聚合物，鏈段比較規整存在產品韌性差，抗沖擊能力差的缺點，其應用領域受限因此考慮對聚乳酸進行改性。

專利CN1043563748B提供一種脂肪族—聚乳酸多嵌段共聚物的制備方法，獲得具有較高斷裂伸長率的共聚物，具體方法為：首先將脂肪族二元醇類化合物和丙交酯進行反應獲得端羥基的聚乳酸，然后將脂肪族二元醇、脂肪族二元酸與端羥基聚乳酸進行酯化和縮聚反應得到脂肪族—聚乳酸多嵌段聚合物。該專利將鏈段中引入更多的酯鍵導致產品粘度增加明顯，鏈段柔性差。

專利CN105985517B提供一種低酸值聚乳酸的制備方法，獲得一種酸值低于3的聚乳酸多元醇，具體方法為聚乳酸與環狀碳酸酯在季銨鹽、膦鹽或堿金屬的催化作用下控制溫度140-165℃反應1-6h。該方法能夠制備低酸值聚乳酸多元醇，但反應溫度較高會使產品色澤加深且有分解的風險。

此外，關于聚乳酸的改性多集中在制備端羥基聚合物，以便用于聚氨酯領域。尚未出現硅烷改性聚乳酸在膠黏劑領域的應用。

發明內容

本發明提供一種硅烷改性聚乳酸的制備方法，所得到的硅烷改性聚乳酸可用于制備具有可降解性的膠黏劑。

本發明為達到其目的，提供如下技術方案：

本發明提供一種硅烷改性聚乳酸的制備方法，包括如下步驟：

1)將聚醚多元醇與丙交酯反應制備聚乳酸多元醇；

2)將步驟1)制得的所述聚乳酸多元醇與環氧化合物反應制備低酸值聚乳酸多元醇；

3)將步驟2)制得的低酸值聚乳酸多元醇與含異氰酸酯基的烷氧基硅烷反應制備所述硅烷改性聚乳酸。

一些實施方式中，步驟2)中，所述反應在催化劑II存在下進行，所述催化劑II選自三氯化鐵、三氯化鉻、乙酸鉻中的一種或多種的混合物，優選催化劑II為三氯化鐵；優選所述催化劑II的用量為步驟2)中所述聚乳酸多元醇質量的0.1-1.5％，更優選0.5-1％。

一些實施方式中，步驟2)中，所述反應在溫度50-120℃優選70-100℃、壓力0.1-0.5MPa(表壓)優選0.2-0.35MPa下進行，反應3-8h優選3-5h后脫除未反應的所述環氧化合物，得到所述低酸值聚乳酸多元醇，所述環氧化合物的摩爾數為所述聚乳酸多元醇中羧基含量的1-5倍，優選2-4倍。具體的，在聚乳酸多元醇中加入質量分數0.1-1.5％的催化劑II，氮氣置換后加熱至50-120℃，加入環氧化合物后氮氣沖壓至0.1-0.5MPa，維持反應3-8h后脫除未反應的環氧單體獲得低酸值聚乳酸多元醇，其酸值0.8mgKOH/g。

本發明中，所述低酸值聚乳酸多元醇的酸值0.8mgKOH/g。

一些實施方式中，步驟2)中，所述環氧化合物為環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷中的一種或多種的組合。