PBAT发泡颗粒及其制备方法及应用技术

本发明专利技术属于高分子技术领域，具体涉及一种PBAT发泡颗粒及其制备方法及应用。所述的PBAT发泡颗粒的制备方法包括步骤：酯化反应：将对苯二甲酸、1,4

PBAT foaming particles and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
Applied Polymer Science, 2016、[2]陆璟,吴林波.季戊四醇支化聚（丁二酸丁二醇酯
‑
co
‑
对苯二甲酸丁二醇酯）的合成与表征[C]中的系列研究中也表明，在生物可降解PBAT聚合时添加0.1
‑
0.4%的季戊四醇会导致断裂伸长率的明显下降。
[0008]现有技术为提高PBAT熔体强度，将其应用于发泡的方法是主要在PBAT聚合过程中或完成后进行扩链，但是市售PBAT产品中端羧基含量多在50mol/t以下，甚至可达10mol/t以内，市售产品可供反应的活性羧基较少，助剂利用率低，部分未枝接的小分子聚酯容易迁移；并且，共混的方式需要将PBAT与流动助剂进行二次加热，容易导致PBAT的热降解，引起酸值升高、发黄等一系列问题；如上述的CN110591304B中采用三羟甲基丙烷丙烯酸酯等支化剂，通过与生物降解聚酯成品共混的方式制得了改性聚酯，聚酯熔体强度提高的同时极大的降低断裂伸长率；因此，如何提高PBAT熔体强度的同时保持基体树脂良好的柔性，制备具有高回弹性的发泡PBAT聚酯，是扩展PBAT在发泡制品领域应用的重要问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是提供一种PBAT发泡颗粒，并且利用其PBAT颗粒制备一种PBAT制品，在提高PBAT熔体强度的同时，保持PBAT的高柔性，得到的产品具有泡孔不易破裂、高回弹、高发泡倍率的特点。
[0010]本专利技术所述的PBAT发泡颗粒的制备方法，包括以下步骤：（1）酯化反应：将对苯二甲酸、1,4<br/>‑
丁二醇、1,6
‑
己二酸和催化剂混合，加热至180
‑
200℃，酯化脱水反应1
‑
2h，继续升温至200
‑
230℃反应2
‑
3h，得到酯化产物；所述的催化剂的用量，以钛元素计，为PBAT发泡颗粒的理论产量的15
‑
50ppm；（2）支化缩聚：将酯化产物、催化剂、热稳定剂、抗氧化剂混合均匀，进行预缩聚反应，反应温度为220
‑
240℃，反应压力50
‑
80KPa，待预缩聚熔体特性粘度增长至0.1
‑
0.3dl/g时，加入长臂多元醇，进行终缩聚反应，反应温度235
‑
250℃，反应压力1
‑
50KPa，反应时间0.2
‑
1.5h，继续在温度240
‑
270℃，反应压力小于100Pa下，反应0.5
‑
1.5h，得到PBAT颗粒；所述的催化剂的用量，以钛元素计，为PBAT发泡颗粒的理论产量的45
‑
150ppm；（3）发泡：将PBAT颗粒、物理发泡剂混合，加热至70～120℃，压力控制为5～30MPa，恒温恒压0.5～4h，即得PBAT发泡颗粒；所述的物理发泡剂为氮气、二氧化碳、氩气、正丁烷、异丁烷、环戊烷或者正戊烷；所述的长臂多元醇的制备方法，包括以下步骤：将多元醇和四氢呋喃，混合均匀后，保持N2氛围，加入三氟化硼乙醚，并滴加环氧丙烷，反应0.5
‑
2.5h，后加与投料量等质量的水终止反应，调节pH为中性，保温70
‑
80℃，放置分层，取下层产物，清洗后经减压蒸馏，得到长臂多元醇；所述的多元醇、四氢呋喃、环氧丙烷的摩尔比为1:（6.1
‑
50.0）:（6.1
‑
50.0）；三氟化硼乙醚的添加量为四氢呋喃的物质的量的2
‑
10%。
[0011]长臂多元醇的羟值为30
‑
200mgKOH/g，分子量为910
‑
8000g/mol。
[0012]长臂多元醇的添加量为对苯二甲酸和1,6
‑
己二酸的物质的量的和的0.1
‑
10
‰
。
[0013]多元醇为三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇中的一种或多种。
[0014]步骤（1）中的对苯二甲酸、1,6
‑
己二酸单体的摩尔比为1:（1.0
‑
2.3）；1,4
‑
丁二醇是对苯二甲酸和1,6
‑
己二酸两种单体酸的物质的量之和的1.1
‑
3倍。
[0015]步骤（1）和步骤（2）的催化剂为钛酸四丁酯、钛酸四正乙酯或钛酸四异丙酯中的一种或多种。
[0016]抗氧化剂为2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚、四[β
‑
（3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯或β
‑
（3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种；热稳定剂为亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、磷酸乙酯中的一种或多种。
[0017]热稳定剂的用量为理论产物PBAT颗粒质量的0.01%
‑
0.2%，抗氧化剂用量为理论产物PBAT颗粒质量的0.01%
‑
0.2%。
[0018]一种PBAT发泡颗粒，是由PBAT发泡颗粒的制备方法制得的。
[0019]一种PBAT发泡颗粒的应用：将权利要求9的PBAT发泡颗粒，室温放置24
‑
48h，得到稳定的PBAT发泡颗粒，将其填充入模具中，90
‑
100℃保温4h，得到模塑泡沫制品。
[0020]具体地，所述的PBAT发泡颗粒的制备方法，包括以下步骤：（1）所述的长臂多元醇的制备方法，包括以下步骤：将多元醇和四氢呋喃，混合均匀后，保持N2氛围，加入三氟化硼乙醚，并滴加环氧丙烷，反应，后加水终止反应，调节pH为中性，保温70
‑
80℃，放置分层，取下层产物，清洗后经减压蒸馏，得到长臂多元醇；所述的多元醇、四氢呋喃、环氧丙烷的摩尔比为1:（6.1
‑
50.0）:（6.1
‑
50.0）；三氟化硼乙醚的添加量为四氢呋喃的物质的量的2
‑
10%；其多元醇为季戊四醇时，相应的长臂多元醇的结构通式为：其中：m表示长臂多元醇各支链上四氢呋喃链段的数量。
[0021]n表示长臂多元醇各支链上环氧丙烷链段的数量。
[0022]（2）酯化反应：将对苯二甲酸、1,4
‑
丁二醇、1,6
‑
己二酸和催化剂混合，加热至180
‑
200℃，酯化脱水反应1
‑
2h，继续升温至200
‑
230℃反应2
‑
3h，得到酯化产物；酯化反应的出水量达到理论值，酯化反应结束；酯化反应中加水的理论值计算公式为：m
水
=(bPTA+cAA)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PBAT发泡颗粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）酯化反应：将对苯二甲酸、1,4
‑
丁二醇、1,6
‑
己二酸和催化剂混合，加热至180
‑
200℃，酯化脱水反应1
‑
2h，继续升温至200
‑
230℃反应2
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3h，得到酯化产物；所述的催化剂为钛酸四丁酯、钛酸四正乙酯或钛酸四异丙酯中的一种或多种，其用量以钛元素计，为PBAT发泡颗粒的理论产量的15
‑
50ppm；（2）支化缩聚：将酯化产物、催化剂、热稳定剂、抗氧化剂混合均匀，进行预缩聚反应，反应温度为220
‑
240℃，反应压力50
‑
80KPa，待预缩聚熔体特性粘度增长至0.1
‑
0.3dl/g时，加入长臂多元醇，进行终缩聚反应，反应温度235
‑
250℃，反应压力1
‑
50KPa，反应时间0.2
‑
1.5h，继续在温度240
‑
270℃，反应压力小于100Pa下，反应0.5
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1.5h，得到PBAT颗粒；所述的催化剂与步骤（1）相同，其用量以钛元素计，为PBAT发泡颗粒的理论产量的45
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150ppm；抗氧化剂为2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚、四[β
‑
（3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯或β
‑
（3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种；热稳定剂为亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、磷酸乙酯中的一种或多种；（3）发泡：将PBAT颗粒、物理发泡剂混合，加热至70～120℃，压力控制为5～30MPa，恒温恒压0.5～4h，即得PBAT发泡颗粒；所述的物理发泡剂为氮气、二氧化碳、氩气、正丁烷、异丁烷、环戊烷或者正戊烷；所述的长臂多元醇的制备方法，包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳林，黄森彪，王敏，廖广明，王富民，
申请(专利权)人：富海东营新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：