[发明专利]二氧化碳—环氧丙烷共聚物与聚己内酯共混物及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳—环氧丙烷共聚物与聚己内酯共混物及制备方法，属于聚合物加工领域。

背景技术

环境污染是当今社会面临的亟待解决的问题之一。二氧化碳是许多工业领域所产生的废气，排放到大气层中，不仅对造成了环境污染，而且也是碳资源的浪费，二氧化碳—环氧丙烷共聚物(PPC)的原料之一是二氧化碳，通过二氧化碳与环氧丙烷共聚反应可以固定二氧化碳；同时所得到的共聚物是一种无毒无味、阻隔性能优异的无色固体，且该共聚物具有完全生物降解的特性，可以代替普通塑料解决“白色污染”问题，因此具有双环保作用。实现二氧化碳—环氧丙烷聚合反应的工业化生产和共聚物的市场化推广是企业家和化学工程师的追求的目标。蒙西集团于2002年率先实现年产3000吨的中试化工业生产(专利公开号：CN1827623A；CN1895775A；CN1844189A；CN1806975A；CN2865843Y)并把产品初步推向了市场。

二氧化碳—环氧丙烷共聚物是非晶态聚合物，玻璃化温度在35℃左右，在温度在35℃以上时，其贮存和运输过程中容易结块，并且对下游厂家的应用带来影响，阻碍其市场化推广。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种性能优异且完全能够生物降解的二氧化碳—环氧丙烷共聚物与聚己内酯共混物及制备方法。

本发明的二氧化碳—环氧丙烷共聚物与聚己内酯共混物其原料组成是：二氧化碳—环氧丙烷共聚物(PPC)、聚己内酯(PCL)、封端剂、润滑剂和轻质碳酸钙，其中：按质量比PCL与PPC的比例为5～30∶100，轻质碳酸钙与PPC的比例为1～20∶100，封端剂与PPC的比例为0.2～5∶100，润滑剂与轻质碳酸钙的比例为0.5～30∶100。

所述封端剂为马来酸酐；

所述润滑剂为硬酯酸、环氧大豆油中的一种或两者的混合物；

所述轻质碳酸钙的颗粒大小在700～4000目，且经过亲油改性。

具体方法为：在高速搅拌机中按比例加入PPC、PCL、封端剂、润滑剂和改性轻质碳酸钙，在不高于35℃下进行冷混，在不超过35℃的情况下搅拌5到10分钟，然后把冷混料在螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温度不超过170℃。

本发明的原理在于：PCL的柔韧性较好，软化温度在55℃以上，性能与PPC接近，且与PPC的相容性较好，PPC与PCL共混可以使其优异性能互补且提高PPC的玻璃化温度。加入少量的改性轻质碳酸钙能保证在混合过程中PPC不结块且混合均匀，同时可以提高共混物的性能和降低成本；加入封端剂为了保证PPC在加工过程中不进行拉链式热分解；加入润滑剂是为了加工工艺的顺畅，提高加工效率；挤出造粒的温度不超过170℃可以保证在加工过程中PPC不热分解或分解很少。

本发明的优点是：本发明的产品性能优异且完全能够生物降解；本发明的方法的工艺简单、设备普通。工艺只有冷混和挤出造粒两个步骤；所使用的设备为非常普通的高速搅拌机和双螺杆挤出机或单螺杆挤出机，非常适宜工业化生产，加工出的粒料性能优异，可用于吹膜，挤出片材、板材，吸塑和发泡等。有利于市场化推广。

本发明方法所使用的原材料简单易得。PCL价格相对较低，分子量在6万以上都能使用，在市场上很容易买到；轻质碳酸钙市场上的颗粒大小在700～4000目的普通产品就能使用；所加入的加工助剂只有两种，且选用的是非常普通易得的常用助剂。

具体实施方式

实施例1：

称取PPC(蒙西高新技术集团公司生产，玻璃化温度为35℃)2000克，马来酸酐20克，轻质碳酸钙(颗粒大小为800目)20克，硬酯酸2克，PCL为100克，分别加入到高速搅拌机中，在不超过35℃的情况下搅拌5～10分钟；放出冷混料，用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机进行挤出造粒，各区的加热温度根据挤出情况设置，最高不超过170℃。得到的粒料用差示扫描量热计(DSC)进行测量，得玻璃化温度为52.2℃。

实施例2：

称取PPC(同实施例1)2000克，马来酸酐30克，轻质碳酸钙(颗粒大小为1250目)50克，环氧大豆油10克，PCL为200克，冷混和挤出造粒情况同实施例1。得到的粒料用差示扫描量热计(DSC)进行测量，得玻璃化温度为57.9℃。

实施例3：

称取PPC(同实施例1)2000克，马来酸酐20克，轻质碳酸钙(颗粒大小为1250目)100克，硬酯酸20克，PCL为300克，冷混和挤出造粒情况同实施例1。得到的粒料用差示扫描量热计(DSC)进行测量，得玻璃化温度为58.3℃。