一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PBAT‑滑石粉全生物降解共混物及其制备方法，所述PBAT‑滑石粉全生物降解共混物，按重量份，包括如下组分：PBAT70份、滑石粉30份、硅烷偶联剂0.5～2份、自由基引发剂0.05～0.2份。本发明专利技术通过硅烷偶联剂与滑石粉的接枝反应改善填料与聚酯之间的相容性来提高滑石粉填充的聚酯薄膜的物理机械性能，该接枝共聚物通过在一步挤出过程中提供共混物进而提供可高达6000psi的拉伸强度的薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物及其制备方法。
技术介绍
全生物降解高分子聚合物的主要缺点是成本远高于常用的不可降解的高分子材料。大量文献列举了添加天然和无机填料，例如淀粉、纤维素、CaCO3和滑石粉以降低成本的研究结果，通过改善它们的相容性，来改善这些共混物的性能，大多数研究人员试图将官能化的基团接枝到全生物降解聚合物主链上，然后与填料反应以生成作为增容剂的共聚物。通常，通过快速反应挤出工艺引入功能性官能团(例如异氰酸酯、胺、酸酐、羧酸、环氧化物和恶唑啉)，然后与它们相对应的反应性官能团(例如异氰酸羟基酯、胺酐、胺-环氧化合物、胺-内酰胺、胺-羧酸和胺-恶唑啉)等进行结合。马来酸酐首先用到这类的改性中，将马来酸酐单体，接枝到不可生物降解的聚合物上，例如聚乙烯、聚丙烯和其他聚合物以形成官能团。Bhattacharya及其同事对全生物降解的聚合物(例如PCL、PBSA、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和共聚酯)的马来酸酐改性进行了早期的研究；Narayan及其同事对聚乳酸的马来酸酐化反应表明，马来酸酐改性反应后的功能聚合物以及淀粉作为天然填充料的共混物已经可以加工生产具备了一定使用性能的产品。聚合物基体的这种官能化可以降低界面张力，增强界面粘附力并最小化填充物的聚结。反应挤出改性技术已被证明是将官能团引入高分子材料，从而用于改善天然填充物的分散效果的行之有效的方法。美国专利3,646,155涉及使用有机官能硅烷作为交联剂的聚乙烯材料的交联，其使用过氧化物催化剂接枝到聚合物上。专利中所述的方法还导致聚合物熔体流动性的降低，从而导致其在常规设备中加工困难，并且与基材相比，伸长率显着降低。与上述工作相似的其他美国专利有US4,117,195，US4,413,066，US4,514,539，US5,773,145。日本专利2003221446中讨论了在增强热固性材料的机械性能中使用三官能硅烷。但是，其研究的主要目的是产生高度交联的网状结构，该专利技术不涉及膜的制造，并且改性的机理是端基的缩合反应，而不是前述专利技术中公开的与过氧化物反应。日本专利2001239539中讨论了使用硅烷接枝的聚丙烯和液晶聚酯的层压体。在日本专利2001040528中讨论了由废聚酯和玻璃纤维生产纤维的方法，但是用作偶联剂的硅烷是通过缩合机理而不是通过过氧化物反应来实现的。有研究对热塑性聚氨酯使用硅烷接枝剂进行了改性，然而他们的技术是在异氰酸酯官能团接枝后和氨基官能团硅烷之间使用缩合型反应，而不是自由基过氧化物诱导的接枝。其他文献中也报道了类似的工作，其中作者使用有机过氧化物催化剂将乙烯基硅烷接枝到硅橡胶上，以改善与聚氨酯的相容性。DE10111992讨论了在硅烷偶联剂存在下在聚烯烃上接枝硅烷以制备与聚酯的相容性共混物。但是在该专利技术中，重点是用有机硅烷接枝聚烯烃而不是聚酯。此外，该工作没有提及塑料膜，而仅涉及线材的制备。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服
技术介绍
的技术缺陷，提供一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物及其制备方法。本专利技术通过硅烷偶联剂与滑石粉的接枝反应改善填料与聚酯之间的相容性来提高滑石粉填充的聚酯薄膜的物理机械性能，该接枝共聚物通过在一步挤出过程中提供共混物进而提供可高达6000psi的拉伸强度的薄膜。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物，按重量份，包括如下组分：PBAT70份、滑石粉30份、硅烷偶联剂0.5～2份、自由基引发剂0.05～0.2份。优选地，所述PBAT为BASFCorporation生产的EcoflexFBX7011。优选地，所述滑石粉的粒度为6μm。更优选地，所述滑石粉为LuzenacEurope生产的Luzenac20M00S，并在使用前于120℃干燥12h。优选地，所述硅烷偶联剂为乙烯基-三甲氧基硅烷(VTMOS)或乙烯基-甲基-二甲氧基硅烷(VMDMOS)。更优选地，所述乙烯基-三甲氧基硅烷(VTMOS)及所述乙烯基-甲基-二甲氧基硅烷(VMDMOS)为Gelest，Inc生产。最优选地，所述硅烷偶联剂为乙烯基-三甲氧基硅烷(VTMOS)。优选地，所述自由基引发剂为2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷。更优选地，所述2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷为Sigma-AldrichChemicalCompany生产的Lupersol101。一种如上所述的PBAT-滑石粉全生物降解共混物的制备方法，包括如下步骤：(1)熔融共混：按重量份，将70份PBAT与0.05～0.2份的自由基引发剂、0.5～2份的硅烷偶联剂、以及30份滑石粉进行混合，喂入同向双螺杆挤出机；其中，所述同向双螺杆挤出机的熔融温度为165～180℃，平均停留时间为4～5min；(2)挤出造粒：模头挤出线料，冷却、造粒，得PBAT-滑石粉全生物降解共混物。优选地，所述步骤(1)中，所述同向双螺杆挤出机的熔融温度为175℃。优选地，所述步骤(1)中，以150g/min进料速度一起喂入同向双螺杆挤出机。优选地，所述步骤(1)中，所述同向双螺杆挤出机的型号为CenturyZSK-30。优选地，所述步骤(1)中，所述同向双螺杆挤出机的螺杆直径为30～60mm。更优选地，所述步骤(1)中，所述同向双螺杆挤出机的螺杆直径为30mm。优选地，所述步骤(1)中，所述同向双螺杆挤出机的长径比为38～48。更优选地，所述步骤(1)中，所述同向双螺杆挤出机的长径比为40。优选地，所述步骤(1)中，所述同向双螺杆挤出机的螺杆速度为120～200rpm。更优选地，所述步骤(1)中，所述同向双螺杆挤出机的螺杆速度为150rpm。优选地，所述步骤(1)中，通过十个电气/冷却装置保持机筒和模具的温度。优选地，所述步骤(1)中，所述同向双螺杆挤出机的温度曲线为15/90/135/160/170/175/175/175/165/160℃。优选地，所述步骤(2)中，所述模头为单孔口模头。更优选地，所述单孔口模头具有直径为2.7mm的喷嘴开口。优选地，所述冷却在水箱中进行。本专利技术的基本原理：制备具有较好的整体物理力学性能的共混物取决于控制界面张力、降低分散相的大小、增强界面间粘合力的能力，以便在最终材料中获得满足要求的高机械性能。巴斯夫公司推出的新型可生物降解的聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸对苯二甲酸酯，该脂族-芳族(共)聚酯是通过缩聚反应由己二酸、1，4-丁二醇、及对苯二甲酸(芳族环)缩合制备的，设计用于增强共聚酯的结构，这些可生物降解的聚合物与廉价的无机填料(如滑石粉)的组合为降低成本和优化可生物降解的热塑性聚酯的性能提供了一种有用的方法。本专利技术旨在通过反应挤出工艺将P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物，其特征在于，按重量份，包括如下组分：PBAT70份、滑石粉30份、硅烷偶联剂0.5～2份、自由基引发剂0.05～0.2份。/n

【技术特征摘要】
1.一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物，其特征在于，按重量份，包括如下组分：PBAT70份、滑石粉30份、硅烷偶联剂0.5～2份、自由基引发剂0.05～0.2份。


2.如权利要求1所述的一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物，其特征在于，所述PBAT为BASFCorporation生产的EcoflexFBX7011。


3.如权利要求1所述的一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基-三甲氧基硅烷或乙烯基-甲基-二甲氧基硅烷。


4.如权利要求3所述的一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基-三甲氧基硅烷。


5.如权利要求1所述的一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物，其特征在于，所述自由基引发剂为2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷。


6.如权利要求5所述的一种PBAT-滑石粉全生物降解共混物，其特征在于，所述2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷为Sigma-AldrichChemicalCompany生产的Lupersol101。

【专利技术属性】
技术研发人员：程国仁，
申请(专利权)人：宁波百福得环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33