一种可生物降解合成树脂及其制备方法与流程

本发明涉及合成树脂，具有涉及一种可生物降解合成树脂及其制备方法。

背景技术：

1、合成树脂是一类人工合成的高分子化合物，通常是由单体通过聚合反应生成的基本材料，有时也指未固化的流动性热固性聚合物材料。合成树脂具有多种优点，如机械强度高、耐高温、耐腐蚀、绝缘性能好等，被广泛应用于各种领域，如包装、建筑、电子、汽车等。

2、随着科技的进步和生活水平的提升，合成树脂制备的塑料被应用在生活的方方面面。但是，合成树脂的制造过程中需要使用大量的化石原料，因此其生产成本较高，而且这些原料通常来自不可再生的资源。另外，合成树脂的降解性较差，大多数合成树脂不能被自然分解，因此会对环境造成长期的污染。为了解决合成树脂的这些缺点，人们正在积极探索新的材料和技术，以减少合成树脂对环境的影响和危害。例如，生物降解合成树脂的研发就是其中之一。生物降解合成树脂可以通过微生物的作用分解为无害物质，而且其生产成本相对较低，可以减少对环境的污染和危害。

3、但现有技术中的可生物降解合成树脂的物理和化学性能不如传统塑料，普遍存在物理强度差、耐热性差的问题，在一些高要求的应用中，性能问题成为限制因素。另外，为了实现合成树脂的有效生物降解，可生物降解合成树脂通常需要特定的环境条件，有些合成树脂降解后会产生微塑料颗粒，这些微塑料仍然对生态系统和野生动植物产生危害。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的问题，本发明提供了一种可生物降解合成树脂及其制备方法，本发明合成树脂可完全降解，且具备良好的力学综合性能和较高的热分解温度。

2、本发明第一方面提供了一种可生物降解合成树脂，包括以下重量份原料：羟基封端的生物降解聚酯弹性体10-30份、改性聚丁二酸丁二醇酯60-80份、聚乙交酯树脂15-30份、相容剂5-10份、抗氧化剂0.1-1份和润滑剂0.1-1份；

3、所述羟基封端的生物降解聚酯弹性体由对苯二甲酸二甲酯、1，4-丁二醇、乙二醇和已二酸制备得到；

4、所述改性聚丁二酸丁二醇酯由丁二酸酐、对甲苯磺酸、1，4-丁二醇和1，3-丙二醇制备得到。

5、进一步地，羟基封端的生物降解聚酯弹性体的制备方法具体为：将对苯二甲酸二甲酯、1，4-丁二醇、乙二醇和钛酸四丁酯加入搅拌器中，在氮气保护下加热至150-180℃，进行酯交换反应，待反应过程中产生的馏分蒸出90％后，再加入已二酸，升温至180-220℃，进行酯交换反应，待反应过程中产生的馏分·完全蒸出后，抽真空至500pa，并升温至230-270℃，反应30min后进一步抽真空至100pa以下，保持4-6h，反应完成后降至室温，即得羟基封端的生物降解聚酯弹性体；

6、其中，对苯二甲酸二甲酯、1，4-丁二醇、乙二醇、己二酸和钛酸四丁酯的摩尔比为(50-60)：(70-90)：(15-25)：(40-50)：2。

7、进一步地，改性聚丁二酸丁二醇酯的制备方法具体为：将丁二酸酐和对甲苯磺酸加入反应釜内，进行氩气置换，加热至130-160℃，加入1，4-丁二醇和1，3-丙二醇，继续反应30min，升温至180-200℃，反应3-4h，降温至室温，得到产物a，将产物a转移至减压蒸馏装置中，进行氩气置换，加入催化剂搅拌均匀，抽真空下进行缩聚反应1-1.5h，反应完成后加入氯仿溶解产物，加入无水甲醇，快速搅拌析出沉淀物，抽滤，干燥，即得改性聚丁二酸丁二醇酯；

8、其中，丁二酸酐、甲苯磺酸、1，4-丁二醇和1，3-丙二醇的重量比为(90-100)：(0.15-0.2)：(90-110)：(15-25)；

9、催化剂用量为产物a重量的0.05-0.5％。

10、进一步地，聚乙交酯树脂的分子量为50000-150000。

11、进一步地，相容剂为苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-缩水甘油酯或乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物的一种或几种。

12、进一步地，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种。

13、进一步地，润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、pe蜡或pp蜡中的一种或几种。

14、本发明的第二方面还提供了一种可生物降解合成树脂的制备方法，包括以下步骤：

15、s1.取羟基封端的生物降解聚酯弹性体、改性聚丁二酸丁二醇酯、聚乙交酯树脂、相容剂、抗氧化剂和润滑剂，混合均匀，然后烘干处理；

16、s2.烘干后经混合物料通入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出，挤出物料冷却至室温，经切粒机切粒即得可生物降解合成树脂。

17、进一步地，步骤s1中混合为采用高速混料机在搅拌转速为500-700r/min下搅拌混合20-30min。

18、进一步地，步骤s2中双螺杆挤出机的挤出温度为200-220℃、模头温度为180-200℃、螺杆转速为60-80r/min。

19、本发明的有益效果：

20、1.本发明可生物降解合成树脂以改性聚丁二酸丁二醇酯为基材，结合羟基封端的生物降解聚酯弹性体和聚乙交酯树脂等助剂的协同作用，得到的合成树脂具有良好的力学综合性能；通过采用羟基封端的生物降解聚酯弹性体和改性聚丁二酸丁二醇酯，显著提升了合成树脂的热分解温度，拓展了合成树脂的应用前景。

21、2.本发明可生物降解合成树脂采用的原料均为全生物降解类材料，不仅来源广泛，同时能够完成生物降解，是一种环境友好型合成树脂。改性聚丁二酸丁二醇酯只有在堆肥等接触微生物的条件下才降解，在正常储存和使用过程中性能非常稳定。

技术特征：

1.一种可生物降解合成树脂，其特征在于，包括以下重量份原料：羟基封端的生物降解聚酯弹性体10-30份、改性聚丁二酸丁二醇酯60-80份、聚乙交酯树脂15-30份、相容剂5-10份、抗氧化剂0.1-1份和润滑剂0.1-1份。

2.根据权利要求1所述的可生物降解合成树脂，其特征在于，羟基封端的生物降解聚酯弹性体的制备方法具体为：将对苯二甲酸二甲酯、1，4-丁二醇、乙二醇和钛酸四丁酯加入搅拌器中，在氮气保护下加热至150-180℃，进行酯交换反应，待反应过程中产生的馏分蒸出90％后，再加入已二酸，升温至180-220℃，进行酯交换反应，待反应过程中产生的馏分完全蒸出后，抽真空至500pa，并升温至230-270℃，反应30min后进一步抽真空至100pa以下，保持4-6h，反应完成后降至室温，即得羟基封端的生物降解聚酯弹性体。

3.根据权利要求2所述的可生物降解合成树脂，其特征在于，对苯二甲酸二甲酯、1，4-丁二醇、乙二醇、己二酸和钛酸四丁酯的摩尔比为(50-60)：(70-90)：(15-25)：(40-50)：2。

4.根据权利要求1所述的可生物降解合成树脂，其特征在于，改性聚丁二酸丁二醇酯的制备方法具体为：将丁二酸酐和对甲苯磺酸加入反应釜内，进行氩气置换，加热至130-160℃，加入1，4-丁二醇和1，3-丙二醇，继续反应30min，升温至180-200℃，反应3-4h，降温至室温，得到产物a，将产物a转移至减压蒸馏装置中，进行氩气置换，加入催化剂搅拌均匀，抽真空下进行缩聚反应1-1.5h，反应完成后加入氯仿溶解产物，加入无水甲醇，快速搅拌析出沉淀物，抽滤，干燥，即得改性聚丁二酸丁二醇酯。

5.根据权利要求4所述的可生物降解合成树脂，其特征在于，丁二酸酐、甲苯磺酸、1，4-丁二醇和1，3-丙二醇的重量比为(90-100)：(0.15-0.2)：(90-110)：(15-25)；

6.根据权利要求1所述的可生物降解合成树脂，其特征在于，聚乙交酯树脂的分子量为50000-150000。

7.根据权利要求1所述的可生物降解合成树脂，其特征在于，相容剂为苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-缩水甘油酯或乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物的一种或几种；

8.权利要求1-7任一项所述的可生物降解合成树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的可生物降解合成树脂的制备方法，其特征在于，步骤s1中混合为采用高速混料机在搅拌转速为500-700r/min下搅拌混合20-30min。

10.根据权利要求8所述的可生物降解合成树脂的制备方法，其特征在于，步骤s2中双螺杆挤出机的挤出温度为200-220℃、模头温度为180-200℃、螺杆转速为60-80r/min。

技术总结
本发明公开了一种可生物降解合成树脂及其制备方法，所述可生物降解合成树脂包括以下重量份原料：羟基封端的生物降解聚酯弹性体10‑30份、改性聚丁二酸丁二醇酯60‑80份、聚乙交酯树脂15‑30份、相容剂5‑10份、抗氧化剂0.1‑1份和润滑剂0.1‑1份。本发明可生物降解合成树脂采用的原料均为全生物降解类材料，不仅来源广泛，同时能够完成生物降解，是一种环境友好型合成树脂；本发明可生物降解合成树脂具备良好的力学综合性能和较高的热分解温度。

技术研发人员：孙立强,蔡竹彬
受保护的技术使用者：深圳市深赛尔股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1