[发明专利]一种硅烷改性聚乳酸及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种硅烷改性聚乳酸及其制备方法和应用，所述硅烷改性聚乳酸可用于制备具有可降解性的胶黏剂。本发明提供一种硅烷改性聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：1)将聚醚多元醇与丙交酯反应制备聚乳酸多元醇；2)将步骤1)制得的所述聚乳酸多元醇与环氧化合物反应制备低酸值聚乳酸多元醇；3)将步骤2)制得的低酸值聚乳酸多元醇与含异氰酸酯基的烷氧基硅烷反应制备所述硅烷改性聚乳酸。

技术领域

本发明涉及一种硅烷改性聚乳酸的合成方法。

背景技术

聚乳酸是一种可再生的环保型生物基可降解高分子材料，同时拥有良好的生物相容性，无毒无刺激等优点。但由于链段中含有酯键导致其疏水性增强，生物相容性变差，此外聚乳酸为线性聚合物，链段比较规整存在产品韧性差，抗冲击能力差的缺点，其应用领域受限因此考虑对聚乳酸进行改性。

专利CN1043563748B提供一种脂肪族—聚乳酸多嵌段共聚物的制备方法，获得具有较高断裂伸长率的共聚物，具体方法为：首先将脂肪族二元醇类化合物和丙交酯进行反应获得端羟基的聚乳酸，然后将脂肪族二元醇、脂肪族二元酸与端羟基聚乳酸进行酯化和缩聚反应得到脂肪族—聚乳酸多嵌段聚合物。该专利将链段中引入更多的酯键导致产品粘度增加明显，链段柔性差。

专利CN105985517B提供一种低酸值聚乳酸的制备方法，获得一种酸值低于3的聚乳酸多元醇，具体方法为聚乳酸与环状碳酸酯在季铵盐、膦盐或碱金属的催化作用下控制温度140-165℃反应1-6h。该方法能够制备低酸值聚乳酸多元醇，但反应温度较高会使产品色泽加深且有分解的风险。

此外，关于聚乳酸的改性多集中在制备端羟基聚合物，以便用于聚氨酯领域。尚未出现硅烷改性聚乳酸在胶黏剂领域的应用。

发明内容

本发明提供一种硅烷改性聚乳酸的制备方法，所得到的硅烷改性聚乳酸可用于制备具有可降解性的胶黏剂。

本发明为达到其目的，提供如下技术方案：

本发明提供一种硅烷改性聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：

1)将聚醚多元醇与丙交酯反应制备聚乳酸多元醇；

2)将步骤1)制得的所述聚乳酸多元醇与环氧化合物反应制备低酸值聚乳酸多元醇；

3)将步骤2)制得的低酸值聚乳酸多元醇与含异氰酸酯基的烷氧基硅烷反应制备所述硅烷改性聚乳酸。

一些实施方式中，步骤2)中，所述反应在催化剂II存在下进行，所述催化剂II选自三氯化铁、三氯化铬、乙酸铬中的一种或多种的混合物，优选催化剂II为三氯化铁；优选所述催化剂II的用量为步骤2)中所述聚乳酸多元醇质量的0.1-1.5％，更优选0.5-1％。

一些实施方式中，步骤2)中，所述反应在温度50-120℃优选70-100℃、压力0.1-0.5MPa(表压)优选0.2-0.35MPa下进行，反应3-8h优选3-5h后脱除未反应的所述环氧化合物，得到所述低酸值聚乳酸多元醇，所述环氧化合物的摩尔数为所述聚乳酸多元醇中羧基含量的1-5倍，优选2-4倍。具体的，在聚乳酸多元醇中加入质量分数0.1-1.5％的催化剂II，氮气置换后加热至50-120℃，加入环氧化合物后氮气冲压至0.1-0.5MPa，维持反应3-8h后脱除未反应的环氧单体获得低酸值聚乳酸多元醇，其酸值0.8mgKOH/g。

本发明中，所述低酸值聚乳酸多元醇的酸值0.8mgKOH/g。

一些实施方式中，步骤2)中，所述环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的一种或多种的组合。