一种可降解高流动性改性聚酯合金材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可降解高流动性改性聚酯合金材料，按重量份数计，包括以下组分：聚丁二酸丁二醇酯，55～95份；聚乳酸，5～30份；增容稳定剂，3～8份；降解剂，0.1～1份；抗氧剂，0.2～0.6份；润滑剂，0.1～0.5份；成核剂，0.05～0.3份。本发明专利技术还提供一种可降解高流动性改性聚酯合金材料的制备方法和应用。本发明专利技术制得的可降解高流动性改性聚酯合金材料密度较低、机械性能良好、可降解且具有超高流动性等。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解高流动性改性聚酯合金材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种可降解高流动性改性聚酯合金材料及其制备方法和应用。
技术介绍
聚丁二酸丁二醇酯(即PBS树脂)和聚乳酸(即PLA树脂)是可再生材料(生物基合成树脂)，而且也是可在自然条件下快速生物降解的材料，因此其是重要的石油基树脂替代材料。近些年来，许多科研人员对其进行了研究和开发。聚丁二酸丁二醇酯的合成原料既可以是石油资源，也可以生物资源发酵产物，PBS是生物降解塑料材料中的重要成员之一。PLA也是一种生物基及可再生生物降解材料，可由植物资源(如玉米、木薯等)的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。两种材料均具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。PBS和PLA等材料由于环保特性佳使得其非常受工程人员青睐，但这些材料仍有很多缺点，比如脆性大，不耐热，易水解，加工窗口窄等，这些缺点极大阻碍了其取代现有石油基材料的应用推广。并且，目前主要的研究和应用，都是针对非纤维类制品，而我国又是纤维生产的超级大国，比如无纺布材料，传统的无纺布材料一般都是石油基材料制得，石油基材料需要数百年才能够在环境中降解，这对环境造成了极大的威胁。因此，生物基和可降解材料在纤维方面的应用前景非常广阔，而在面临日益严峻的口罩垃圾环保问题，研究出一种可生物降解的无纺布材料对于解决以无纺布材料为主的医用口罩垃圾环保问题来说无疑是质的变化。目前无纺布材料制备一般要求较高的熔融指数的原材料，尤其是以熔喷工艺为代表的，要求原材料具有超高流动性，一般熔体流动速率(MFR)在1200g/10min～1500g/10min以上，从而满足纤维生产设备在高速熔喷工艺下能够获得超细的短纤维，更高的比表面积，和更多的表面孔洞缺欠，从而赋予纤维特定的吸附作用，其可以用作口罩的中间过滤层。而一般的生物基和可降解材料在熔融指数上却很难达到上述要求，因此，如何提高生物基和可降解材料的熔体流动速率(MFR)成了无纺布材料制备的关键，即本专利技术的初衷，寻找合适的组分配比制得既可降解又高流动性的无纺布原材料。
技术实现思路
本专利技术目的是克服了现有技术的不足，提供一种可降解高流动性改性聚酯合金材料，该可降解高流动性改性聚酯合金材料密度较低、机械性能良好、可降解且具有超高流动性等。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种可降解高流动性改性聚酯合金材料，按重量份数计，包括以下组分：进一步地，所述聚丁二酸丁二醇酯的熔体流动速率为20～40g/10min。进一步地，所述聚乳酸的熔体流动速率为15～30g/10min。进一步地，所述增容稳定剂为醋酸乙烯酯的均聚物、二元共聚物、三元共聚物的一种或几种混合。进一步地，所述降解剂为过氧化二异丙苯或2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。进一步地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯抗氧剂的混合物。进一步地，所述润滑剂为硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双油酸酰胺的一种或几种混合。进一步地，所述成核剂为纳米二氧化硅、二(对甲基苄叉)山梨醇、聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷、有机次磷酸盐的一种或几种混合。另外，本专利技术还提供一种可降解高流动性改性聚酯合金材料的制备方法，包括以下步骤：A、按重量配比称量好原材料，并将称量好的聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、增容稳定剂、降解剂在高速混合机中混合均匀；B、然后将混合所得物料投入双螺杆挤出机主进料口中，双螺杆挤出机螺杆的长径比不低于48:1，设置加工温度：侧进料口之前155～225℃、侧进料口之后155～165℃，设置主机螺杆转速为300～500转/分钟；C、将称量好的抗氧剂、成核剂、润滑剂混合均匀，喂入双螺杆挤出机侧进料口，熔融共混挤出后，经牵引、冷却、风干、造粒和干燥，即得。所述步骤A高速混合后的混合物料经80～100℃干燥至少2小时再投入双螺杆挤出机。另外，本专利技术还提供一种可降解高流动性改性聚酯合金材料的应用，所述可降解高流动性改性聚酯合金材料用于制备无纺布纤维。以下就本专利技术技术方案做详细阐述：其中，本专利技术的增容稳定剂为醋酸乙烯酯的均聚物、二元共聚物、三元共聚物的一种或几种混合，醋酸乙烯酯的二元共聚物有醋酸乙烯酯VAc-月桂酸乙烯酯VL、醋酸乙烯酯EAc-乙烯E，醋酸乙烯酯的三元共聚物有醋酸乙烯酯EAc-叔碳酸VV-乙烯E。本专利技术优选醋酸乙烯酯的二元共聚物醋酸乙烯酯EAc-乙烯E(EAc-E)，采用均聚或嵌段共聚的高分子增容剂，区别于传统的接枝类高分子材料，提高了增容效率，改善了PBS树脂和PLA树脂的高分子链的相互作用力，降低了界面张力，使后续的降解剂和其他功能助剂能够充分作用到高分子链段，提升反应效率，增加了本专利技术设计的精准性。本专利技术的降解剂为过氧化二异丙苯(DCP)或2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷，降解剂的加入，有利于提升PBS和PLA体系的熔融指数，以满足材料制备熔喷无纺布纤维的要求。本专利技术降解剂优选0.4～0.8份，配合其他功能助剂能够改性PBS和PLA体系使之熔融指数可以达到PBS和PLA体系的熔融指数提升到150g/10min～1500g/10min甚至以上。本专利技术的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯抗氧剂的混合物，优选0.2～0.4份。一般抗氧剂常用的有四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，但这两种抗氧剂熔点较低，很容易从聚合物体系中析出，不利于实现材料良好的机械性能，因而选择熔点高于230℃的受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯抗氧剂，可选ADEKA的AO-330和PEP-36按1:1复配，该复配抗氧剂混合物，可以极大改善材料在熔融指数提升后的加工稳定性，控制合金材料的熔融指数在需要的范围内，也在一定程度上保障了后续加工无纺布纤维的稳定性。本专利技术的润滑剂为硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)、乙撑双油酸酰胺(EBO)的一种或几种混合，优选0.2～0.3份，优选乙撑双油酸酰胺(EBO)及其与其他润滑剂复配。本专利技术润滑剂的使用能够与增容稳定剂起协同作用，在原材料熔融混合的过程中，能够让低分子量和高分子量的分子链段都获得较好的运动能力，使得体系其他助剂能更好的渗入分子链之间，提升熔融混炼的效率，并为后续材料处理和纺织过程提供保障。本专利技术的成核剂为纳米二氧化硅、二(对甲基苄叉)山梨醇(P-M-DBS)、聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷、有机次磷酸盐的一种或几种混合，优选0.1～0.2份，优选聚乙烯基环硅烷或有机次磷酸盐，如有机次磷酸钠。本专利技术成核剂既能够避免原材料在高温加工过程中分解失效，又能够在高温的环境下实现体系的快速成核，继而快速结晶，在熔融喷纺的高温环境中能尽快地提供纤维充分的机械性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解高流动性改性聚酯合金材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种可降解高流动性改性聚酯合金材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：





2.根据权利要求1所述的可降解高流动性改性聚酯合金材料，其特征在于所述聚丁二酸丁二醇酯的熔体流动速率为20～40g/10min。


3.根据权利要求1所述的可降解高流动性改性聚酯合金材料，其特征在于所述聚乳酸的熔体流动速率为15～30g/10min。


4.根据权利要求1所述的可降解高流动性改性聚酯合金材料，其特征在于所述增容稳定剂为醋酸乙烯酯的均聚物、二元共聚物、三元共聚物的一种或几种混合。


5.根据权利要求1所述的可降解高流动性改性聚酯合金材料，其特征在于所述降解剂为过氧化二异丙苯或2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。


6.根据权利要求1所述的可降解高流动性改性聚酯合金材料，其特征在于所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯抗氧剂的混合物。


7.根据权利要求1所述的可降解高流动性改性聚酯合金材料，其特征在于所述润滑剂为硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳，郑航，郑标，童锋，尹子原，王超，左丽君，乔金花，成正伟，甘子浚，蓝小平，杨宏，黄少斌，
申请(专利权)人：广东特莱福生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44