CN116675960A - 一种可用于发泡的可降解聚酯材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可用于发泡的可降解聚酯材料及其制备方法和应用。可用于发泡的可降解聚酯材料为含聚丁二酸丁二醇酯的嵌段共聚物;可用于发泡的可降解聚酯材料DSC热分析具有双熔融峰,且第二个熔融峰峰值温度为125~180℃。制备方法:先由二异氰酸酯和二元醇,或芳香族二元酸和二元醇,或内酰胺和二元羧酸,或二元胺和二元羧酸反应得到结构B,聚丁二酸丁二醇酯和结构B嵌段共聚得到可用于发泡的可降解聚酯材料。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料轻量化领域,具体涉及一种可用于发泡的可降解聚酯材料及其制备方法和应用。
背景技术
生物降解塑料又称生物分解塑料,指在自然界如土壤和/或沙土等条件下,和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中,由自然界存在的微生物作用引起降解,并最终完全降解变成二氧化碳(CO2)或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。
PBS(聚丁二酸丁二醇酯)于20世纪90年代进入材料研究领域,并迅速成为可广泛推广应用的通用型完全生物降解塑料研究的热点材料之一,与PCL、PHB、PHA等降解塑料相比,PBS具有价格低廉、力学性能优异等特点;而与价格接近的PLA相比,PBS又具有加工方便,可适应常规的塑料加工工艺,耐热性能好的特点,其热变形温度可以超过100℃(PLA的耐热温度只有60℃左右)。而且PBS合成的原料来源既可以是石油资源,也可以通过生物质资源发酵得到,因此引起了科技和产业界的高度关注。在这些可完全降解的脂肪族聚酯中,PBS成为最具有产业化前景的通用型降解塑料之一。
以聚合物树脂为基体,通过挤出发泡或高压釜式发泡的方法在聚合物内部填充大量气泡,得到发泡聚合物材料,该聚合物泡沫材料因具有密度低、隔热隔音、比强度高、缓冲等一系列优点,因此在包装业、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业以及日用品等领域得到广泛应用,生物降解聚酯PBS发泡材料因具有优异耐热性能和机械性能,已经逐步引起行业内关注。
发明专利申请CN101899200A公开了一种可生物降解聚酯发泡材料的制备方法,其是采用过氧化物作为引发剂、多官能团单体作为交联剂,对PBS进行交联,提高了PBS的熔体强度,然后采用化学发泡剂制备得到高发泡倍率的PBS发泡材料。
发明专利申请CN115073799A公开了一种可发性聚丁二酸丁二醇酯的制备方法,其是在合成PBS时引入了官能度≥3的多官能团化合物和硅微球,制备了可发泡的高熔体强度的PBS,其也是通过交联的方式实现高熔体强度。但是交联后的发泡PBS材料一方面无法进行二次回收利用,另一方面交联后PBS制备的发泡珠粒在水蒸气模塑加工时容易存在颗粒间粘结差的问题。
常规的PBS树脂釜压发泡时对发泡温度比较敏感,需要极窄的发泡温度范围,不利于工业化生产,另外通过温度调整PBS材料的发泡倍率时,容易造成发泡PBS材料存在破孔串孔情况,发泡PBS材料泡孔尺寸不均匀、密度高。
发明内容
针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处,本发明提供了一种可用于发泡的可降解聚酯材料,发泡温度窗口宽、发泡可控,由其发泡制备得到的可降解聚酯发泡材料的颗粒密度可大范围调控,例如可在0.02~0.3g/cm3之间进行调控,所得的可降解聚酯发泡材料具有泡孔尺寸均匀、密度低等优异性能。
一种可用于发泡的可降解聚酯材料,所述可用于发泡的可降解聚酯材料为含聚丁二酸丁二醇酯的嵌段共聚物;所述可用于发泡的可降解聚酯材料DSC热分析具有双熔融峰,且第二个熔融峰峰值温度为125~180℃。其中,第一个熔融峰对应的是聚丁二酸丁二醇酯的熔融峰,其峰值温度为107~118℃。
本发明研究发现,第二个熔融峰峰值温度过高,会造成发泡时的温度过高,对发泡设备的要求较高,另外发泡温度过高,发泡过程中可降解聚酯材料会存在降解或分解,会造成发泡材料性能降低;第二个熔融峰的温度过低,会造成第一个熔融峰和第二个熔融峰峰值温度相近,发泡时发泡温度的可调控范围很窄,无法精确调整出低密度的发泡材料,要么温度过低导致材料密度偏高,要么温度过高导致材料发生破孔串孔现象。因此,本发明要求第二个熔融峰峰值温度为125~180℃。
所述的DSC热分析为使用示差扫描量热法(DSC)测试,具体为:使用METTLER公司生产的型号为DSC 1的仪器,采用STARe软件进行谱图数据分析;更具体地:以20℃/min的升温速度将5~10mg的可降解聚酯珠粒材料从-10℃升温至250℃后,恒温2分钟,然后以10℃/min的速度从250℃降温至-80℃,最后再以20℃/min速度从-80℃升温至250℃,采用STARe软件进行谱图数据分析,第一次升温过程中出现的第二个熔融峰的峰值温度记为第二个熔融峰峰值温度。
优选的,所述可用于发泡的可降解聚酯材料中聚丁二酸丁二醇酯的质量百分含量为65%~95%。
优选的,所述可用于发泡的可降解聚酯材料由聚丁二酸丁二醇酯和结构B嵌段共聚得到,所述第二个熔融峰是在结构B的作用下产生。
所述结构B可由二异氰酸酯和二元醇,或芳香族二元酸和二元醇,或内酰胺和二元羧酸,或二元胺和二元羧酸反应得到。
进一步的,所述结构B可由60~80质量份的二异氰酸酯和20~50质量份的二元醇,或60~80质量份的芳香族二元酸和20~50质量份的二元醇,或60~80质量份的内酰胺和20~70质量份的二元羧酸,或60~80质量份的二元胺和40~80质量份的二元羧酸反应得到。
聚丁二酸丁二醇酯的分子量过高,粘度变大,使得和结构B的组分混合反应时不均匀,从而影响后续降解聚酯发泡珠粒材料的发泡倍率和泡孔的均匀性,导致发泡倍率更低、泡孔均匀性更差。聚丁二酸丁二醇酯的分子量过低,和结构B的组分混合反应后制备的可降解聚酯的分子量不易做高,制备的可降解珠粒不适合釜压发泡。优选的,所述聚丁二酸丁二醇酯的分子量为1000~20000g/mol,特别优选的,所述聚丁二酸丁二醇酯的分子量为3000~8000g/mol。
所述二异氰酸酯可包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,5-奈二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种,优选包括二苯基甲烷-4,4’二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
所述二元醇可为C2~C6的小分子二元醇,优选包括乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇中的至少一种。
所述芳香族二元酸可包括间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸中的至少一种。
所述内酰胺可包括己内酰胺、十二内酰胺中的至少一种。
所述二元羧酸可包括己二酸、癸二酸、戊二酸、辛二酸中的至少一种。
所述二元胺可包括己二胺、癸二胺中的至少一种。
本发明又提供了所述的可用于发泡的可降解聚酯材料的制备方法,包括:
将聚丁二酸丁二醇酯、二异氰酸酯、二元醇加入到双螺杆挤出机中,挤出温度为150~200℃,通过模头后,切粒得到可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料;或者,
将芳香族二元酸、二元醇、催化剂和聚丁二酸丁二醇酯混合后先进行酯化反应,再进行缩聚反应,得到可降解聚酯,然后通过双螺杆挤出机挤出(挤出温度可以是150~200℃),切粒得到可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料;或者,
将内酰胺、二元羧酸和水混合反应制备得到羧基封端的预聚物,然后加入聚丁二酸丁二醇酯继续反应,得到可降解聚酯,接着通过双螺杆挤出机挤出(挤出温度可以是180~220℃),切粒得到可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料;或者,
将二元胺、二元羧酸混合反应制备得到羧基封端的预聚物,然后加入聚丁二酸丁二醇酯继续反应,得到可降解聚酯,接着通过双螺杆挤出机挤出(挤出温度可以是180~220℃),切粒得到可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料。
优选的,所述酯化反应的温度为200~260℃,所述缩聚反应的温度为200~260℃。
优选的,内酰胺、二元羧酸和水混合反应的温度为200~280℃,加入聚丁二酸丁二醇酯继续反应的温度为200~260℃。
优选的,二元胺、二元羧酸混合反应的温度为200~280℃,加入聚丁二酸丁二醇酯继续反应的温度为200~260℃。
本发明还提供了所述的可用于发泡的可降解聚酯材料或所述的可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料在制备可降解聚酯发泡材料中的应用。
作为一个总的发明构思,本发明还提供了一种可降解聚酯发泡材料,所述可降解聚酯发泡材料通过利用所述的可用于发泡的可降解聚酯材料和/或所述的可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料发泡制备得到。此处具体的发泡方式可以是釜压发泡等。
本发明还提供了一种可降解聚酯发泡材料的制备方法,将所述的可用于发泡的可降解聚酯材料、所述的可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料或由它们成型的片材,以及物理发泡剂、水投入高压容器搅拌形成悬浮液,加热至80~180℃,压力为10~150bar,泄压得到可降解聚酯发泡珠粒材料或可降解聚酯发泡片材。
所述物理发泡剂可为氮气、二氧化碳、丁烷、戊烷、五氟丙烷中的一种或几种混合。
本发明与现有技术相比,有益效果有:
1、本发明公开的一种可用于发泡的可降解聚酯材料,DSC热分析具有双熔融峰,在发泡时,125~180℃高温度的熔融峰可以提供骨架结构,保证较高的熔体强度,与第一个熔融峰峰值温度相差较大,使其具有较宽的发泡温度窗口。
2、本发明公开的一种可用于发泡的可降解聚酯材料,发泡温度窗口宽,发泡可控,有利于批量工业化生产。
3、本发明公开的一种可用于发泡的可降解聚酯材料,发泡可控,其所制备的可降解聚酯发泡材料具有泡孔尺寸均匀、无破孔串孔、低密度的优异性能。
4、聚丁二酸丁二醇酯和结构B的组分反应制备得到的可用于发泡的可降解聚酯材料没有交联结构,所制备的可降解聚酯发泡材料可二次热塑加工回收重复利用。
5、本发明可用于发泡的可降解聚酯材料和可降解聚酯发泡材料降解后无有害物质残留。
附图说明
图1为实施例1制备的可用于发泡的可降解聚酯材料的DSC测试曲线图。
图2为对比例1的PBS珠粒E810的DSC测试曲线图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。另备注:发泡时发泡剂的加入量均为过量,通过中途排气来控制发泡压力设定需求。
实施例1
(1)将分子量为5000g/mol聚丁二酸丁二醇酯、六亚甲基二异氰酸酯和1,4-丁二醇按照质量比70:10.8:4.5的比例,通过浇注机注入到双螺杆挤出机中,通过模头后,进行水下切粒,得到可降解聚酯珠粒材料,其中双螺杆挤出机温度为150~200℃,主机转速220Hz,模头温度为230℃;对可降解聚酯珠粒材料进行DSC测试,测试曲线如附图1所示,第二熔融峰峰值温度如表1所示。
(2)将10kg步骤(1)中的可降解聚酯珠粒材料、4kg二氧化碳、20kg水投入到高压容器搅拌形成悬浮液,然后将悬浮液加热至116℃,压力保持为85bar,最后快速泄压,将物料取出得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
步骤(2)将悬浮液加热至119℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
步骤(2)将悬浮液加热至122℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
实施例2
(1)将分子量为3000g/mol聚丁二酸丁二醇酯、六亚甲基二异氰酸酯和1,4-丁二醇按照质量比70:16.6:6.7的比例,通过浇注机注入到双螺杆挤出机中,通过模头后,进行水下切粒,得到可降解聚酯珠粒材料,其中双螺杆挤出机温度为150~200℃,主机转速220Hz,模头温度为230℃,对可降解聚酯珠粒材料进行DSC测试,第二熔融峰峰值温度如表1所示。
(2)将10kg步骤(1)中的可降解聚酯珠粒材料、4kg二氧化碳、2kg氮气、20kg水投入到高压容器搅拌形成悬浮液,然后将悬浮液加热至127℃,压力保持为120bar,快速泄压,最后将物料取出得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
实施例3
(1)将分子量为8000g/mol聚丁二酸丁二醇酯、六亚甲基二异氰酸酯和1,4-丁二醇按照质量比70:4.5:1.6的比例,通过浇注机注入到双螺杆挤出机中,通过模头后,进行水下切粒,得到可降解聚酯珠粒材料,其中双螺杆挤出机温度为150~200℃,主机转速220Hz,模头温度为230℃,对可降解聚酯珠粒材料进行DSC测试,第二熔融峰峰值温度如表1所示。
(2)将10kg步骤(1)中的可降解聚酯珠粒材料、6kg丁烷、20kg水投入到高压容器搅拌形成悬浮液,然后将悬浮液加热至118℃,压力保持为30bar,快速泄压,最后将物料取出得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
实施例4
(1)将13.1重量份数的对苯二甲酸、5.6重量份数的1,4-丁二醇、0.2重量份数的催化剂钛酸四丁酯和75重量份数分子量为5000g/mol的聚丁二酸丁二醇酯加入到聚合反应釜,先进行酯化反应,然后进行缩聚反应,制备得到可降解聚酯,最后通过双螺杆挤出机过模头进行水下切粒,得到可降解聚酯珠粒材料,其中,反应釜酯化反应温度为230℃,缩聚反应温度为240℃,双螺杆挤出机温度为150~200℃,主机转速220Hz,模头温度为230℃,对可降解聚酯珠粒材料进行DSC测试,第二熔融峰峰值温度如表1所示。
(2)将10kg步骤(1)中的可降解聚酯珠粒材料、6kg二氧化碳、20kg水投入到高压容器搅拌形成悬浮液,然后将悬浮液加热至110℃,压力保持为90bar,快速泄压,最后将物料取出得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
步骤(2)将悬浮液加热至115℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
步骤(2)将悬浮液加热至120℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
实施例5
(1)将20重量份数的己内酰胺、5重量份数的己二酸和1.8重量份数的水加入到聚合反应釜内,氮气保护下升温至260℃反应5h得到羧基封端的聚己内酰胺,然后将65重量份数分子量为4000g/mol的聚丁二酸丁二醇酯和0.5重量份数的催化剂钛酸四丁酯加入到聚合反应釜继续反应,反应釜温度240℃保持2h,升温至260℃保持1h,制备得到可降解聚酯,最后通过双螺杆挤出机过模头进行水下切粒,得到可降解聚酯珠粒材料,其中,双螺杆挤出机温度为180~220℃,主机转速220Hz,模头温度为230℃,对可降解聚酯珠粒材料进行DSC测试,第二熔融峰峰值温度如表1所示。
(2)将10kg步骤(1)中的可降解聚酯珠粒材料、4kg二氧化碳、20kg水投入到高压容器搅拌形成悬浮液,然后将悬浮液加热至130℃,压力保持为80bar,快速泄压,最后将物料取出得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
步骤(2)将悬浮液加热至135℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
步骤(2)将悬浮液加热至140℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
实施例6
(1)将2重量份数的癸二胺和2.4重量份数的癸二酸加入到聚合反应釜内,氮气保护下升温至260℃反应10h得到羧基封端的聚酰胺,然后将65重量份数分子量为6000g/mol的聚丁二酸丁二醇酯和0.5重量份数的催化剂钛酸四丁酯加入到聚合反应釜继续反应,反应釜温度240℃保持5h,升温至260℃保持2h,制备得到可降解聚酯,最后通过双螺杆挤出机过模头进行水下切粒,得到可降解聚酯珠粒材料,其中,双螺杆挤出机温度为180~220℃,主机转速220Hz,模头温度为230℃,对可降解聚酯珠粒材料进行DSC测试,第二熔融峰峰值温度如表1所示。
(2)将10kg步骤(1)中的可降解聚酯珠粒材料、4kg二氧化碳、20kg水投入到高压容器搅拌形成悬浮液,然后将悬浮液加热至110℃,压力保持为95bar,快速泄压,最后将物料取出得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
步骤(2)将悬浮液加热至113℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
步骤(2)将悬浮液加热至116℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表1数据所示。
对比例1
将10kg市售常规PBS珠粒(美瑞新材料股份有限公司E810)、4kg二氧化碳、20kg水投入到高压容器搅拌形成悬浮液,然后将悬浮液加热至94℃,压力保持为85bar,快速泄压,最后将物料取出得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表2数据所示。对PBS珠粒材料/>E810进行DSC测试,测试曲线如附图2所示。
上述过程中将悬浮液加热至95℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表2数据所示。
上述过程中将悬浮液加热至96℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表2数据所示。
对比例2
将10kg市售常规PBS珠粒(新疆蓝山屯河TH803S)、4kg二氧化碳、20kg水投入到高压容器搅拌形成悬浮液,然后将悬浮液加热至92℃,压力保持为85bar,快速泄压,最后将物料取出得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表2数据所示。
上述过程中将悬浮液加热至93℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表2数据所示。
上述过程中将悬浮液加热至94℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表2数据所示。
对比例3
(1)将分子量为5000g/mol聚丁二酸丁二醇酯、六亚甲基二异氰酸酯和1,4-丁二醇按照质量比70:3.2:0.5的比例,通过浇注机注入到双螺杆挤出机中,通过模头后,进行水下切粒,得到可降解聚酯珠粒材料,其中双螺杆挤出机温度为150~200℃,主机转速220Hz,模头温度为230℃;对可降解聚酯珠粒材料进行DSC测试,第一熔融峰峰值温度与实施例1接近,第二熔融峰峰值温度如表2所示。
(2)将10kg步骤(1)中的可降解聚酯珠粒材料、4kg二氧化碳、20kg水投入到高压容器搅拌形成悬浮液,然后将悬浮液加热至102℃,压力保持为85bar,最后快速泄压,将物料取出得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表2数据所示。
步骤(2)将悬浮液加热至103℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表2数据所示。
步骤(2)将悬浮液加热至104℃,其余条件不变,制备得到可降解聚酯发泡珠粒材料,测试其密度和泡孔尺寸数据,如表2数据所示。
表1
表2
由表1、表2的数据可见,本发明的可降解聚酯材料发泡温度窗口宽、发泡可控,可在宽发泡温度范围(温度跨度6℃以上)内同时兼顾和满足低密度以及均匀泡孔且无串孔破孔等多重要求,可以制备得到同时具有均匀泡孔尺寸且低密度的可降解聚酯发泡珠粒材料,发泡材料的性能可选范围广,可以满足不同种类的产品需求,可调节性和普适性好,应用价值高。图1的DSC测试曲线和图2的DSC测试曲线对比可以看出,本发明的可降解聚酯材料具有双熔融峰,且第二熔融峰峰值温度为165℃,在发泡时,高温度的第二熔融峰可以提供骨架结构,保证较高的熔体强度,使其具有较宽的发泡温度窗口,发泡可控,有利于批量工业化生产。进而,所制备的可降解聚酯发泡珠粒材料具有泡孔尺寸均匀、无破孔串孔、低密度的优异性能。对比例1和对比例2的数据可以看出,其发泡窗口较窄,无法调整出较为合适的发泡温度点,制备的可降解聚酯发泡珠粒材料密度高,且存在泡孔尺寸不均匀的问题,即使是在1℃以内的发泡温度变化调整都会导致产品的性能巨大变化,无法同时兼顾和满足低密度以及均匀泡孔且无串孔破孔等多重要求,例如,降低发泡温度产品密度更高,提高发泡温度根据泡孔尺寸数据范围来看产品已经发生破孔串孔,泡孔尺寸的均匀性明显变差,且密度仍偏高。对比例3的可降解聚酯材料虽然具有双熔融峰,但是第二个熔融峰峰值温度过低,由表2数据可以看出发泡时发泡温度的可调控范围很窄,无法精确调整出同时具有低密度和均匀泡孔尺寸的发泡材料,要么温度过低产品密度偏高,要么温度过高产品发生破孔串孔现象,泡孔尺寸不均匀。
此外应理解,在阅读了本发明的上述描述内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (11)
1.一种可用于发泡的可降解聚酯材料,其特征在于,所述可用于发泡的可降解聚酯材料为含聚丁二酸丁二醇酯的嵌段共聚物;所述可用于发泡的可降解聚酯材料DSC热分析具有双熔融峰,且第二个熔融峰峰值温度为125~180℃。
2.根据权利要求1所述的可用于发泡的可降解聚酯材料,其特征在于,所述聚丁二酸丁二醇酯的分子量为1000~20000g/mol,优选为3000~8000g/mol。
3.根据权利要求1所述的可用于发泡的可降解聚酯材料,其特征在于,所述可用于发泡的可降解聚酯材料中聚丁二酸丁二醇酯的质量百分含量为65%~95%。
4.根据权利要求1所述的可用于发泡的可降解聚酯材料,其特征在于,所述可用于发泡的可降解聚酯材料由聚丁二酸丁二醇酯和结构B嵌段共聚得到,所述第二个熔融峰是在结构B的作用下产生;
所述结构B由二异氰酸酯和二元醇,或芳香族二元酸和二元醇,或内酰胺和二元羧酸,或二元胺和二元羧酸反应得到。
5.根据权利要求4所述的可用于发泡的可降解聚酯材料,其特征在于,所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,5-奈二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种,优选包括二苯基甲烷-4,4’二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种;
所述二元醇为C2~C6的小分子二元醇,优选包括乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇中的至少一种;
所述芳香族二元酸包括间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸中的至少一种;
所述内酰胺包括己内酰胺、十二内酰胺中的至少一种;
所述二元羧酸包括己二酸、癸二酸、戊二酸、辛二酸中的至少一种;
所述二元胺包括己二胺、癸二胺中的至少一种。
6.根据权利要求1~5任一项所述的可用于发泡的可降解聚酯材料的制备方法,其特征在于,包括:
将聚丁二酸丁二醇酯、二异氰酸酯、二元醇加入到双螺杆挤出机中,挤出温度为150~200℃,通过模头后,切粒得到可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料;或者,
将芳香族二元酸、二元醇、催化剂和聚丁二酸丁二醇酯混合后先进行酯化反应,再进行缩聚反应,得到可降解聚酯,然后通过双螺杆挤出机挤出,切粒得到可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料;或者,
将内酰胺、二元羧酸和水混合反应制备得到羧基封端的预聚物,然后加入聚丁二酸丁二醇酯继续反应,得到可降解聚酯,接着通过双螺杆挤出机挤出,切粒得到可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料;或者,
将二元胺、二元羧酸混合反应制备得到羧基封端的预聚物,然后加入聚丁二酸丁二醇酯继续反应,得到可降解聚酯,接着通过双螺杆挤出机挤出,切粒得到可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料。
7.根据权利要求6所述的可用于发泡的可降解聚酯材料的制备方法,其特征在于,所述酯化反应的温度为200~260℃,所述缩聚反应的温度为200~260℃;
内酰胺、二元羧酸和水混合反应的温度为200~280℃,加入聚丁二酸丁二醇酯继续反应的温度为200~260℃;
二元胺、二元羧酸混合反应的温度为200~280℃,加入聚丁二酸丁二醇酯继续反应的温度为200~260℃。
8.根据权利要求1~5任一项所述的可用于发泡的可降解聚酯材料或根据权利要求6或7所述的制备方法制备得到的可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料在制备可降解聚酯发泡材料中的应用。
9.一种可降解聚酯发泡材料,其特征在于,所述可降解聚酯发泡材料通过利用权利要求1~5任一项所述的可用于发泡的可降解聚酯材料和/或根据权利要求6或7所述的制备方法制备得到的可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料发泡制备得到。
10.一种可降解聚酯发泡材料的制备方法,其特征在于,将权利要求1~5任一项所述的可用于发泡的可降解聚酯材料、权利要求6或7所述的制备方法制备得到的可用于发泡的可降解聚酯珠粒材料或由它们成型的片材,以及物理发泡剂、水投入高压容器搅拌形成悬浮液,加热至80~180℃,压力为10~150bar,泄压得到可降解聚酯发泡珠粒材料或可降解聚酯发泡片材。
11.根据权利要求10所述的可降解聚酯发泡材料的制备方法,其特征在于,所述物理发泡剂为氮气、二氧化碳、丁烷、戊烷、五氟丙烷中的一种或几种混合。
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