[发明专利]一类耐热聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯组合物、成核剂及其制备方法

说明书

本发明属于生物可降解聚酯技术领域，具体涉及一类耐热聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯组合物、成核剂及其制备方法。本发明将聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯和成核剂进行干燥后，在密炼机中在165‑180℃条件下密炼，得到所述耐热聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯组合物。所述成核剂采用扁桃酸和金属羧酸盐制备，所述金属羧酸盐为锌、镁的醋酸盐、草酸盐、丙二酸盐、丁二酸盐、戊二酸盐、己二酸盐的至少一种。成核剂源自天然成分，对人体和环境无毒无害，制备过程简单经济，可有效提聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯的结晶速率与结晶度，增强了聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯的耐热性能，具有良好的工业化前景。

技术领域

本发明属于生物可降解聚酯技术领域，具体涉及一类耐热聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯组合物、成核剂及其制备方法。

背景技术

塑料的品种多，综合性能优良，广泛应用于经济社会方方面面。塑料的人均消费量也反映了一个国家的经济发展水平。我国已经成为塑料原料生产、制品生产和消费的大国。塑料的巨大消费带来了大量的塑料废弃，但不是所有的塑料废弃物都会产生污染问题，很多塑料材料都具有可再生性。其中生物可降解塑料是一种在一定条件下可降解为对自然界无毒无害的小分子物质的高分子材料，开发与推广生物可降解塑料可在一定程度上减少石化资源的开采与塑料污染问题。

目前开发出的生物可降解聚合物主要是脂肪族聚酯和脂肪-芳香族共聚酯，其中脂肪-芳香族共聚酯具备更优异的热稳定性、力学性能、加工性能。在众多脂肪-芳香族共聚酯中，聚对苯二甲酸-己二酸 -丁二酯(PBAT)具有良好的热稳定性，力学性能始终，价格相对较低，柔软透明，在市场上前景广阔。

然而，PBAT作为无规共聚物，结晶度和结晶温度都偏低，在尤其是吹膜等加工成型中，当膜泡经过牵伸轴挤压时，未能完全冷却定型而粘附在设备上；另外结晶不完全的产品在其使用周期内，结晶度将受到环境温度影响而使制品性能不稳定。因此寻找一种有效方法以提高PBAT结晶度，对拓宽PBAT市场应用上有着重要意义。

成核剂是目前公认的最方便有效的聚合物耐热改性助剂之一，其作用机理包括化学成核与外延成核，可以加速聚合物结晶、提高结晶度，改善晶粒结构与分布，利于提高产品刚性等物理性能。现有技术中，成核剂已广泛用于塑料加工及制品生产，例如滑石粉、云母、有机磷酸盐等可以在聚乙烯和聚丙烯塑料薄膜的挤出吹膜工艺中作为成核剂使用，多酰胺类化合物(商品名TMC328)等可在聚乳酸拉伸薄膜材料中作为成核剂使用。而针对PBAT成核剂的专利文献甚少， CN108384201B所提出的针对于PBAT的成核剂亚二甲苯基双烷基脲虽然促进结晶效果较好，但含有芳烃结构，对人体和环境有危害。因此，如何开发出生物基来源的、高效的、安全的PBAT成核剂来改善现有技术中PBAT成核剂存在的成核速度慢、成核效果差、成核剂含有有害成分等现状，解决PBAT成塑料制品结晶速率慢、耐热性不高的问题，是亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中耐热PBAT结晶速率慢、耐热性不高的技术问题，本发明提供一类耐热聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯组合物、成核剂及其制备方法。组合物中成核剂源自天然成分，对人体和环境无毒无害，且有效提高了聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯的耐热性。

第一方面，本发明提供一类耐热聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇组合物，以质量组分计，组合物中聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯为100 份，成核剂0.1-3份；

所述成核剂结构如下：

其中，M为锌离子、镁离子中的至少一种。

进一步地，所述成核剂粒径不大于100nm。

进一步地，以质量组分计，组合物中聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯为100份，成核剂0.3-1份。

第二方面，本发明提供一类耐热聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯组合物的制备方法，主要包括以下步骤：