[发明专利]一种聚氨酯/聚乳酸热塑性硫化胶及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种聚氨酯弹性体与聚乳酸（PLA）共混型热塑性硫化胶，具体涉及到采用反应增容及动态硫化技术制备一种力学强度高、可降解的聚氨酯/聚乳酸热塑性硫化胶。

【背景技术】

热塑性硫化胶（TPV）采用动态硫化技术，通过将树脂材料与橡胶弹性体复合共混制备。在高温、高剪切的条件下，橡胶弹性体材料一边发生交联反应，一边在剪切力的作用下破碎、分散，最终可将三维网络结构的橡胶以微米级的颗粒分散在树脂连续相中。该种材料常温下具有橡胶的高弹性，高温下又具备塑料成型加工性能，常被称为“第三代橡胶”。热塑性硫化胶有如下特点：与传统橡胶相比，加工成型简单、生产流程短、节约能耗；可以重复利用，反复加工，节约原料，对环境保护起着积极有效的作用。迄今为止，成功开发出的热塑性硫化胶的品种有：EPDM/PP、EPDM/PE、NBR/PP、NR/PP、NR/PE、SBR/TPV、CIIR/PP等，这些原料均强烈依赖石化资源。面临日益枯竭的石油资源，推广环境友好型生物材料已成为当前的发展趋势。聚乳酸是由植物淀粉发酵生产的乳酸经化学方法合成而得到的聚合物，一种即源于自然又可回归自然的高分子材料，采用动态硫化技术制备共混型生物基热塑性弹性体，是改性聚乳酸，推广聚乳酸应用领域的一种新颖方法。

CN102827465A中也记载了一种可降解的生物基热塑性硫化胶，其通过将多元酸与多元醇缩聚获得的聚酯型生物基弹性体与聚乳酸在混合器中混合，然后加入硫化剂在开炼机中动态硫化获得了生物基热塑性硫化胶，该方法获得的硫化胶虽然能够具有热塑性，可生物降解性，但是该方法具有如下不足：其力学性能差，拉伸强度11.5MPa，断裂伸长率170%；并且使用的生物基弹性体还停留在实验室合成阶段。

为了克服以上技术的不足，本发明以聚乳酸与同样具有生物相容且可降解的环保型材料－-聚氨酯作为基体，通过反应增容与动态硫化技术制备了热塑性硫化胶，使得聚乳酸的应用拓展到了弹性体的领域，并获得了具有良好力学性能、加工性能与可生物降解性能的聚氨酯/聚乳酸热塑性硫化胶。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种动态硫化法制备得到的聚氨酯/聚乳酸热塑性硫化胶。

本发明的另一个目的是提供所述的热塑性硫化胶的制备方法。

本发明的另一个目的是提供一种提高聚氨酯/聚乳酸热塑性硫化胶相容性的用途。

[技术方案]

本发明公开了一种聚氨酯/聚乳酸热塑性硫化胶（下称PU/PLA TPV）、其制备工艺条件及工艺流程，旨在拓宽环保型聚乳酸材料的应用领域，提供一种即可生物降解同样也可重复加工利用的新型弹性体材料。在此基础上，本发明还提供了一种提高聚氨酯和聚乳酸共混物相容性的方法，使得材料的力学性能得到了提高。

本发明是通过下述技术方案实现的。

一种动态硫化法制备得到的聚氨酯/聚乳酸热塑性硫化胶，其特征在于该热塑性硫化胶的原料主要包括以下重量份的组分：

该热塑性硫化胶是在混合器中，在130－200℃下动态硫化制备得到。

根据本发明的另一种优选实施方式，其特征在于：所述聚乳酸是左旋聚乳酸、右旋聚乳酸及消旋聚乳酸中的一种或其混合物，其用量优选20－100重量份。

根据本发明的另一种优选实施方式，其特征在于，所述的聚氨酯弹性体为聚醚型、聚酯型或聚ε-己内酯型聚氨酯中的一种或其混合物。

根据本发明的另一种优选实施方式，其特征在于，所述的增容剂为芳香族二异氰酸酯或脂肪族二异氰酸酯中的一种或其混合物。

根据本发明的另一种优选实施方式，其特征在于，所述的活性剂为硬脂酸、十二烷基酸辛、硬脂酸锌、三烯丙基氰脲酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯中的一种或其混合物。

根据本发明的另一种优选实施方式，其特征在于，所述的过氧化物为二叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯、2，5-二甲基-2,5（二叔丁基过氧）己烷、过氧化苯甲酰中的一种或其混合物，过氧化物的用量优选1.0～3.5重量份。

根据本发明的另一种优选实施方式，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、2,6-二叔丁基对甲酚、2,2-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）或1,1,3-三（2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基）丁烷中的一种或其混合物。

所述的热塑性硫化胶的制备方法，其特征在于：该方法包括如下操作步骤：