一種可降解的改性聚酯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及一種可降解的改性聚酯復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酯材料如PBT、PTT、PET、PEN等，憑借其優(yōu)異的性能和低廉的價(jià)格，被廣泛應(yīng)用于合成纖維、薄膜工業(yè)和工程塑料領(lǐng)域。
[0003]PBAT(聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚酯)是一種脂肪族、芳香族共聚酯，它不僅具備脂肪族聚酯柔順性好的優(yōu)點(diǎn)，還具有更好的耐熱性和機(jī)械性能，它和PLA、PBS—樣都具有可生物降解性，是一種很有前景的新型聚合物材料。
[0004]眾所周知，盡管聚酯材料具有許多優(yōu)點(diǎn)，但其高模量(彈性模量4000MPa以上)和高結(jié)晶溫度仍然使其在很多場(chǎng)合的應(yīng)用受到限制，并且大量的廢棄物對(duì)環(huán)境造成不利影響。
[0005]PBAT有優(yōu)良的柔順性和可降解性，但機(jī)械強(qiáng)度低于聚酯并且成型加工困難，不能用于熔融紡絲，此外其價(jià)格昂貴也不利于產(chǎn)品的推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于提供一種具有優(yōu)良的機(jī)械性能和PBAT的柔順性，生產(chǎn)成本低于，具有良好的加工性能，應(yīng)用范圍更加廣泛的可降解的改性聚酯復(fù)合材料及其制備方法。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種可降解的改性聚酯復(fù)合材料，所述可降解的改性聚酯復(fù)合材料由聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚酯和熱塑性聚酯通過平行同向雙螺桿擠出機(jī)共混擠出得到；
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:在聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚酯與熱塑性聚酯共混體系中添加擴(kuò)鏈劑；
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述擴(kuò)鏈劑為酸酐類、異氰酸酯類或環(huán)氧類擴(kuò)鏈劑；
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述擴(kuò)鏈劑為均苯四甲酸酐、苯酐、MD 1、TDI或ADR。
[0008]—種制備可降解的改性聚酯復(fù)合材料的方法，包括以下步驟:
(1)將干燥后的PBAT和熱塑性聚酯、擴(kuò)鏈劑、抗氧劑、潤滑劑和抗水解劑加入混合機(jī)充分混合；
(2)混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)加料口中，料筒溫度為160?280°C，模頭溫度為235?265°C，螺桿轉(zhuǎn)速為60?250轉(zhuǎn)/分鐘，擠出造粒；
其中，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，原料組成為:PBAT: 80?20份，聚酯:20?80份，擴(kuò)鏈劑:0.1?
0.5份、抗氧化劑0.05?0.2份；
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述雙螺桿擠出機(jī)為平行同向雙螺桿并帶有真空抽氣口，真空度400Pa以下，雙螺桿長徑比為32:1?44:1。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:抗氧劑為四[β-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)中的一種或兩種組合物。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述真空度為150Pa以下。
[0011 ]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
制備的改性聚酯復(fù)合材料具有柔軟性好、可降解，易加工成型等優(yōu)點(diǎn)，可用來紡制單絲、復(fù)絲以及3D打印耗材。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下以通過優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明工藝作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。
[0013]實(shí)施例1
(1):將60份PBAT在60°C干燥4?6小時(shí)，40份特性粘度1.0dl/g的PBT在100°C干燥4?8小時(shí)，干燥后的物料加入高速混合機(jī)，同時(shí)加入0.3份的ADR4300和0.1份抗氧劑1010，在高速混合機(jī)中混合5分鐘后得到預(yù)混料。所述的份數(shù)均按質(zhì)量份數(shù)計(jì)；
(2):將以上得到的預(yù)混料投入雙螺桿擠出機(jī)加料口中，料筒溫度為165?245°C，模頭溫度為240°C，螺桿轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，真空度lOOPa，雙螺桿長徑比為40:1，擠出造粒；
得到特性粘度為1.30dl/g的改性聚酯復(fù)合材料，其彈性模量746MPa，斷裂伸長245%。
[0014]實(shí)施例2
(1):將25份PBAT在60°C干燥4?6小時(shí)，75份特性粘度1.0dl/g的PBT在100°C干燥4?8小時(shí)，干燥后的物料加入高速混合機(jī)，同時(shí)加入0.3份的ADR4300和0.1份抗氧劑1010，在高速混合機(jī)中混合5分鐘后得到預(yù)混料。所述的份數(shù)均按質(zhì)量份數(shù)計(jì)；
(2):將以上得到的預(yù)混料投入雙螺桿擠出機(jī)加料口中，料筒溫度為165?245°C，模頭溫度為240°C，螺桿轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，真空度lOOPa，雙螺桿長徑比為40:1，擠出造粒；
得到特性粘度為1.17dl/g的改性聚酯復(fù)合材料，其彈性模量1690MPa，斷裂伸長85%。
[0015]比較例I
(1):將25份PBAT在60°C干燥4?6小時(shí)，75份特性粘度1.0dl/g的PBT在100°C干燥4?8小時(shí)，干燥后的物料加入高速混合機(jī)，加入0.1份抗氧劑1010，在高速混合機(jī)中混合5分鐘后得到預(yù)混料。所述的份數(shù)均按質(zhì)量份數(shù)計(jì)；
(2):將以上得到的預(yù)混料投入雙螺桿擠出機(jī)加料口中，料筒溫度為165?245°C，模頭溫度為240°C，螺桿轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，真空度100Pa，雙螺桿長徑比為40:1，擠出造粒；
得到特性粘度為0.99dl/g的改性聚酯復(fù)合材料，其彈性模量2130MPa，斷裂伸長只有
45%。
[0016]本發(fā)明制得的復(fù)合材料兼具聚酯優(yōu)良的機(jī)械性能和PBAT的柔順性，通過調(diào)整兩種組分的比例可以控制生物降解速度，而生產(chǎn)成本大大低于PBAT，并且該復(fù)合材料具有良好的加工性能，應(yīng)用范圍更加廣泛，可用于紡織纖維、單絲、人造發(fā)絲、3D耗材等用途。
[0017]申請(qǐng)人又一聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法及裝置結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述方法及結(jié)構(gòu)才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明所選用實(shí)現(xiàn)方法等效替換及步驟的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開的范圍之內(nèi)。
[0018]本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，凡采用和本發(fā)明相似結(jié)構(gòu)及其方法來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的所有方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可降解的改性聚酯復(fù)合材料，其特征在于:所述可降解的改性聚酯復(fù)合材料由聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚酯和熱塑性聚酯通過平行同向雙螺桿擠出機(jī)共混擠出得到。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解的改性聚酯復(fù)合材料，其特征在于:在聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚酯與熱塑性聚酯共混體系中添加擴(kuò)鏈劑。3.權(quán)利要求2所述的可降解的改性聚酯復(fù)合材料，其特征在于:所述擴(kuò)鏈劑為酸酐類、異氰酸酯類或環(huán)氧類擴(kuò)鏈劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可降解的改性聚酯復(fù)合材料，其特征在于:所述擴(kuò)鏈劑為均苯四甲酸酐、苯酐、MD1、TDI或ADR。5.—種制備權(quán)利要求1所述的可降解的改性聚酯復(fù)合材料的方法，其特征在于: 包括以下步驟: (1)將干燥后的PBAT和熱塑性聚酯、擴(kuò)鏈劑、抗氧劑、潤滑劑和抗水解劑加入混合機(jī)充分混合； (2)混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)加料口中，料筒溫度為160?280°C，模頭溫度為235?265°C，螺桿轉(zhuǎn)速為60?250轉(zhuǎn)/分鐘，擠出造粒;其中，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，原料組成為:PBAT: 80?20份，聚酯:20?80份，擴(kuò)鏈劑:0.1-0.5份、抗氧化劑0.05?0.2份。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述可降解的改性聚酯復(fù)合材料的方法，其特征在于:所述雙螺桿擠出機(jī)為平行同向雙螺桿并帶有真空抽氣口，真空度400Pa以下，雙螺桿長徑比為32:1?44:1o7.根據(jù)權(quán)利要求5所述可降解的改性聚酯復(fù)合材料的方法，其特征在于:抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯中的一種或兩種組合物。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述可降解的改性聚酯復(fù)合材料的方法，其特征在于:所述真空度為150Pa以下。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可降解的改性聚酯復(fù)合材料及其制備方法，由聚對(duì)苯二甲酸-己二酸-丁二醇共聚酯與熱塑性聚酯在添加擴(kuò)鏈劑條件下通過平行同向雙螺桿擠出機(jī)共混擠出得到。該具有柔軟性好、可降解，易加工成型，可用來紡制單絲、復(fù)絲、假發(fā)絲以及3D打印耗材的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C08L67/02, B29C47/92
【公開號(hào)】CN105623207
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610145729
【發(fā)明人】趙繼東, 王文, 石洪星, 陶志均, 陶建軍, 徐華, 徐冰
【申請(qǐng)人】江蘇永盛高分子新材料研究所有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日