本發明屬于可降解防護膜制備,具體地,涉及一種可降解的防護膜及其制備方法。
背景技術:
1、防護膜廣泛應用于各行各業產品外層,為產品提高防撞、防磕壞、防水防腐或防紫外等防護作用。然而,隨著該被防護產品的更新或換代,造成對應的防護膜的廢棄,造成廢棄防護膜的積累。這些積累的防護膜無疑對環境造成負擔,因此,可降解防護膜是防護膜制備技術領域的新趨勢??山到夥雷o膜屬于可降解塑料,該種塑料在土壤、海水、淡水、堆肥等環境條件下可被自然界存在的微生物完全降解變成二氧化碳(co2)或/和甲烷(ch4)、水(h2o)及其所含元素的礦化無機鹽等,對環境安全無害?,F有的可降解塑料,一般是利用生物降解塑料(如聚己內酯(pcl)、聚乳酸(pla))替代或部分傳統的塑料原料,并將其制成薄膜。
2、然而,由于pcl、pla的韌性、耐溫性能往往要低于傳統的塑料原料,這就造成,依靠生物降解塑料替代或部分傳統的塑料原料制成的防護膜的韌性、耐溫性能,無法滿足防護膜的防護功能要求。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種可降解的防護膜及其制備方法。
2、本發明要解決的技術問題:以解決現有依靠生物降解塑料替代或部分傳統的塑料原料制成的防護膜的韌性、耐溫性能,無法滿足防護膜的防護功能要求的問題。
3、本發明的第一個目的可以通過以下技術方案實現:
4、一種可降解的防護膜,包括以下重量份原料:生物降解基料75-85份、輔料15-25份、輔助劑0-3份。
5、進一步地,所述輔料由a3單體、異氰酸酯基封端線型脂肪聚酯和縮水甘油經過聚合反應制成;所述a3單體由甲醛和2-氨基苯硫醇經過反應制成。
6、進一步地,所述甲醛和2-氨基苯硫醇的反應,具體操作如下:
7、將甲醛水溶液、2-氨基苯硫醇和第一有機溶劑混合均勻后,加熱至65-70℃,并保溫反應4-12h,停止反應,旋蒸回收溶劑,洗滌干燥,得a3單體。
8、進一步地,所述第一有機溶劑為乙醇、丙三醇、四氫呋喃中的一種;優選地,為乙醇。
9、進一步地,所述甲醛和2-氨基苯硫醇的摩爾比為1:1。
10、進一步地,所述a3單體(417)、異氰酸酯基封端線型脂肪聚酯、縮水甘油(74)的質量比為8:80-180:2.5-3。
11、在本發明中,利用a3單體中由氨基和甲醛反應構成的1,3,5-三嗪結構,以及與1,3,5-三嗪結構連接的苯結構,二者均為剛性結構,以此剛性結構作為輔料的硬性鏈,以異氰酸酯基封端線型脂肪聚酯中線型脂肪聚酯鏈為軟性鏈,制成能夠增韌增強和剛性增強的輔料,將其引入降解的生物降解基料中,提高最終所得防護膜的韌性,同時,三嗪結構的耐高溫特性,同樣賦予輔料的耐高溫增強特性,將其引入降解的生物降解基料中,提高最終所得防護膜的耐溫性能,進而解決了背景技術中提到的問題,使最終所得的防護膜的防護功能能滿足防護性能需求;而且,線型脂肪聚酯鏈具有生物可降解性,因此,本發明中的輔料具有可降解性;且,本發明中的輔料屬于超支化聚合物,具有較低的黏度、更好的流動性和活性端基(為環氧基),與生物降解基料相容性好,無需引入相容劑,同時,其活性端基(為環氧基)促進了防護膜的制備時的固化成膜。
12、進一步地,所述輔料的制備,包括:
13、將a3單體、異氰酸酯基封端線型脂肪聚酯、第二有機溶劑和第一催化劑混合均勻后,加熱至第二反應溫度,并在第二反應溫度下反應第二時間段,隨后加入縮水甘油,并在第三反應溫度下反應第三時間段,結束反應,經過后處理,得輔料。
14、進一步地,所述第二有機溶劑為三氯甲烷、苯、甲苯中的一種;優選地,為三氯甲烷。
15、進一步地,所述第一催化劑為有機錫類催化劑中的一種。
16、進一步地,所述第二反應溫度為50-65℃。
17、進一步地,所述第二時間段為2-6h。
18、進一步地,所述第三時間段為3-6h。
19、進一步地,所述異氰酸酯基封端線型脂肪聚酯由1,6-己二酸和1,4-丁二醇反應制成的線型脂肪聚酯和對苯二異氰酸酯經過封端反應制成。
20、進一步地,所述1,6-己二酸和1,4-丁二醇的摩爾比為1:1.5-2。
21、進一步地,所述1,6-己二酸和1,4-丁二醇的反應條件:在第三有機溶劑和酯化反應催化劑下,反應溫度為90-150℃,反應時間為4-10h。
22、進一步地,所述第三有機溶劑為四氫呋喃、三氯甲烷、苯、甲苯中的一種。
23、進一步地,所述封端反應的反應條件:在第四有機溶劑和有機錫類催化劑下,反應溫度為50-70℃,反應時間為2-6h。
24、進一步地,所述第四有機溶劑為丙酮、三氯甲烷、苯、甲苯中的一種。
25、進一步地,所述異氰酸酯基封端線型脂肪聚酯的相對分子質量為3000-5000,優選地,為3000-4000或4000-5000。
26、進一步地,所述生物降解基料為聚己內酯和/或聚乳酸。
27、作為本發明技術方案的進一步方案,所述生物降解基料由聚己內酯和改性聚己內酯按照質量比10:0-2混合組成,所述改性聚己內酯的含量為0以上。
28、作為本發明技術方案的進一步方案,所述改性聚己內酯由含氟鏈氨基聚合物和己內酯單體反應制成。
29、作為本發明技術方案的進一步方案,所述含氟鏈氨基聚合物由丙烯酸六氟丁酯和4-乙烯基苯胺經過自由基聚合反應制成。
30、作為本發明技術方案的進一步方案,所述丙烯酸六氟丁酯和4-乙烯基苯胺的質量比為30-50:50-70。
31、作為本發明技術方案的進一步方案,所述丙烯酸六氟丁酯和4-乙烯基苯胺的反應中,反應條件為:60-90℃,反應時間為6-12h。
32、作為本發明技術方案的進一步方案,所述含氟鏈氨基聚合物的相對分子質量為3000-6000,優選地,為3000-4000,4000-5000或5000-6000。
33、在本發明技術方案的進一步方案中,通過含氟鏈氨基聚合物的引入,向改性聚己內酯的分子鏈中引入含氟支鏈,進而賦予防護膜以耐腐蝕的附加功能。
34、作為本發明技術方案的進一步方案,所述含氟鏈氨基聚合物和己內酯單體的共聚反應,包括:
35、將含氟鏈氨基聚合物、己內酯單體、有機錫類催化劑和第五有機溶劑混合均勻后,在氮氣保護、100-140℃下攪拌反應12-24h,停止反應,經后處理,得改性聚己內酯。
36、作為本發明技術方案的進一步方案,所述第五有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯中的一種。
37、作為本發明技術方案的進一步方案,所述含氟鏈氨基聚合物和己內酯單體的質量比為2-4:10。
38、進一步地,所述輔助劑為抗氧劑和/或潤滑劑中的一種或幾種。
39、所述抗氧劑或潤滑劑為本機領域熟知的添加劑,對其種類,本發明不作限定。
40、本發明的第二個目的可以通過以下技術方案實現:
41、一種可降解的防護膜的制備方法,包括:
42、將生物降解基料、輔料和輔助劑混合均勻后,得混合料,將混合料通過吹膜機或通過熔體流延驟冷制成薄膜,得可降解的防護膜。
43、本發明的有益效果:
44、本發明通過由a3單體、異氰酸酯基封端線型脂肪聚酯和縮水甘油經過聚合反應制成的輔料的引入,提高最終所得防護膜的耐溫性能和韌性性能,解決了背景技術中提到的技術問題。