一种生物降解农用地膜及其制备方法_2

文档序号:9721952阅读:来源:国知局
没有特别限定,采 用市售商品或按照本领域技术人员熟知的方式制备得到即可。
[0036] 在本发明提供的一个实施例中,所述二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯为申请 号为201310000923.2的专利中公开的二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯。在本发明提供 的另一个实施例中,所述二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯由熔融混合物与异氰酸酯经 反应制得;所述熔融混合物包含:30mol %~90mol %的第一组分,所述第一组分为二氧化碳 基聚(碳酸酯-醚)多元醇,所述第一组分的数均分子量为500~5000; lOmol %~70mol %的 第二组分,所述第二组分为聚芳香族二元羧酸-脂肪族二元醇酯或聚芳香族二元羧酸-脂肪 族二元羧酸-脂肪族二元醇酯,所述第二组分的数均分子量为500~5000,所述第二组分的 熔点小于160°C。
[0037] 本发明提供的上述二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯中,所述熔融混合物包含 30mol %~90mol %的二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇,优选包含50mol %~85mol %的二 氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇。所述二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇作为第一组分,其 数均分子量为500~5000,优选为800~4000,更优选为1000~3000。在本发明中,所述第一 组分可以为市售的二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇,也可以由二氧化碳与环氧化合物经 共聚反应制备。本发明优选以二氧化碳和环氧化合物为原料,通过共聚反应的方法制备二 氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇,该方法可靠而实用,成本较低。在本发明中,优选向惰性气 体如氩气保护下的干燥的聚合反应釜中加入环氧化合物,再加入二氧化碳,使反应釜的压 力达到4MPa~7MPa进行共聚反应,得到二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇。
[0038] 本发明提供的上述二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯中,以二氧化碳和环氧化 合物为原料制备二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇,所述环氧化合物优选为环氧乙烷、环氧 丙烷、环氧氯丙烷、环氧丁烷和环氧环己烷中的一种或多种,更优选为环氧乙烷、环氧丙烷 和环氧环己烷中的一种或多种。所述二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇的碳酸酯链段的含 量优选为25wt%~99wt%,更优选为35wt%~99wt%,最优选为55wt%~95wt% ;醚链段与 碳酸酯链段的总和为l〇〇wt%。在本发明中,所述二氧化碳和环氧化合物的共聚反应优选在 催化剂的作用下进行,所述催化剂可以为摩尔比为30:1.5:10的异丙基锌、三氯醋酸钇和甘 油组成的稀土三元催化剂,也可以为Co-Zn双金属氰化物。其中,所述Co-Zn双金属氰化物为 本领域常用的催化剂,优选按照以下方法制备:
[0039] 将K3Co (CN) 6去离子水溶液与ZnCl 2去离子水溶液和叔丁醇的混合溶液混合,在温 度为40~60°C的条件下进行反应,1~2h后得到Co-Zn双金属氰化物。
[0040] 在本发明中,制备Co-Zn双金属氰化物时,本发明优选将K3Co(CN)6去离子水溶液缓 慢滴加到ZnCl 2去离子水溶液和叔丁醇的混合溶液中,所述K3Co(CN)6去离子水溶液的质量 浓度优选为6.5%~7% ;所述ZnCl2去离子水溶液的质量浓度优选为25%~30% ;所述ZnCl2 去离子水溶液与叔丁醇的体积比优选为2:1。制备Co-Zn双金属氰化物的反应结束后,得到 反应混合物,将其进行离心分离,收集沉淀,然后用叔丁醇水溶液化浆洗涤沉淀,洗涤后再 进行离心分离、收集沉淀,再用叔丁醇化浆洗涤沉淀,干燥至恒重,得到Co-Zn双金属氰化 物。
[0041] 在本发明中,进行二氧化碳和环氧化合物的共聚反应时,优选加入调节剂,以达到 控制分子量和官能度的目的,所述调节剂优选为经过充分干燥的聚丙二醇,本发明对所述 聚丙二醇没有特殊限制,其用量可根据共聚物产物的要求调整。在本发明中,所述共聚反应 的温度优选为70°C~75°C;所述共聚反应的时间优选为5h~6h。得到反应混合液,经沉淀、 分离和干燥,得到共聚物二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇。
[0042] 本发明提供的上述二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯中,所述熔融混合物包含 lOmol %~70mol %的聚芳香族二元羧酸-脂肪族二元醇酯或聚芳香族二元羧酸-脂肪族二 元羧酸-脂肪族二元醇酯,优选包含15mol %~50mol %的聚芳香族二元羧酸-脂肪族二元醇 酯或聚芳香族二元羧酸-脂肪族二元羧酸-脂肪族二元醇酯。所述聚芳香族二元羧酸-脂肪 族二元醇酯或聚芳香族二元羧酸-脂肪族二元羧酸-脂肪族二元醇酯作为第二组分,其数均 分子量为500~5000,优选为1000~2500;所述第二组分的熔点小于160°C,以便得到性能良 好的聚氨酯。
[0043] 本发明提供的上述二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯中,所述第二组分为聚芳 香族二元羧酸-脂肪族二元醇酯或聚芳香族二元羧酸-脂肪族二元羧酸-脂肪族二元醇酯, 所述第二组分可以从市场上购得,也可以由二元羧酸和脂肪族二元醇经酯化和缩聚反应制 备。本发明优选将二元羧酸和脂肪族二元醇加入到惰性气体如氮气保护下的聚合反应釜 中,在温度为175°C~235°C的条件下进行酯化反应,当出水量达到理论出水量后时,得到酯 化产物;将所述酯化产物在温度为245~255°C、压力为50Pa的条件下进行缩聚反应,3~4h 后,得到第二组分。
[0044] 本发明以二元羧酸为原料制备上述第二组分,所述二元羧酸优选包含15mol %~ lOOmol %的芳香族二元羧酸和0~85mol %的脂肪族二元羧酸。其中,所述芳香族二元羧酸 优选为对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4_萘二甲酸和2,6_萘二甲酸中的一种或多种,更优选为 对苯二甲酸和间苯二甲酸中的至少一种;所述脂肪族二元羧酸优选为丙二酸、丁二酸、戊二 酸、己二酸、庚二酸、辛二酸和壬二酸中的任一种,更优选为丁二酸、戊二酸、己二酸和庚二 酸中的任一种。
[0045]本发明以脂肪族二元醇为另一原料制备上述第二组分,所述脂肪族二元醇优选为 分子量为62~202的脂肪族二元醇,更优选为乙二醇、1,2_丙二醇、1,3_丙二醇、1,4_ 丁二 醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,10-葵二醇、2-甲基-1, 3-丙二醇、2,2_二甲基-1,3-丙二醇和3-甲基-1,5-戊二醇中的任一种。所述脂肪族二元醇 与所述二元羧酸的摩尔比优选为2.2~1.05:1。
[0046] 本发明制备上述第二组分的酯化反应优选在酯化催化剂的作用下进行,所述酯化 催化剂可以为锡类催化剂,优选为钛酸四正丁酯,催化效果好。
[0047] 本发明提供的上述二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯中,该聚氨酯由,所述熔融 混合物与异氰酸酯反应制成。本发明所述熔融混合物与异氰酸酯进行反应时,优选还包括 加入扩链剂,利于聚合物的分子链扩展、分子量增大。在本发明中,所述扩链剂按化学结构 基本可分为醇类化合物和胺类化合物,优选为乙二醇、1,2_丙二醇、1,3_丙二醇、1,4_ 丁二 醇、一缩二乙二醇、1,7_庚二醇、1,8_辛二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、1,4_环己二醇、氢化双 酚A、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、3,3_二氯-4,4-二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺、3, 5-二甲硫基甲苯二胺、α_甘油烯丙基醚、缩水甘油烯丙基醚和过氧化二异丙苯中的一种或 多种;所述扩链剂与所述熔融混合物的摩尔比优选为〇. 01~〇. 5:1。在本发明中,所述异氰 酸酯为本领域技术人员熟知的制备聚氨酯的异氰酸酯,优选为六亚甲基二异氰酸酯、甲基 环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4,4_二苯基甲烷二异氰酸 酯、对苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、3,5_二甲基4,4_二苯基二异氰酸酯、2, 4-乙苯二异氰酸酯、3,3_二甲氧基4,4_二苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯二聚体、异佛尔 酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、1,5_萘二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸 酯中的任一种;所述异氰酸酯与所述熔融混合物和所述扩链剂中羟基总量的比例优选为1: 1~1.2:1,更优选为1.02:1~1.2:1。在本发明中,所述熔融混合物与异氰酸酯的反应优选 在催化剂的存在下进行,所述催化剂可以为有机锡类催化剂,如辛酸亚锡和二月桂酸二正 丁基锡等,也可以为叔胺类催化剂,如三乙基胺、三丁基胺、N,N-二甲基环己胺、N,N-二甲基 苯甲胺、N,N-二乙基苯甲胺和N-乙基吗啉等;所述催化剂的用量优选为所述熔融混合物中 二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇质量的〇 · Olwt %~lwt %,更优选为0 · 05wt %~0 · 5wt %。
[0048] 在本发明提供的一个实施例中,所述二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯按照以 下方法制备得到:
[0049] 将30mol %~90mol %的第一组分与lOmol %~70mol %的第二组分加热熔融,得到 熔融混合物;所述第一组分为二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇,所述第一组分的数均分子 量为500~5000 ;所述第二组分为聚芳香族
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