CN101486830B - 二氧化碳－环氧丙烷共聚物的轻质碳酸钙填充改性的制备方法 - Google Patents
二氧化碳－环氧丙烷共聚物的轻质碳酸钙填充改性的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种二氧化碳—环氧丙烷共聚物的轻质碳酸钙填充改性的制备方法。用颗粒大小在700～4000目的轻质碳酸钙对二氧化碳—环氧丙烷共聚物进行填充改性，轻质碳酸钙经过亲油改性。纯二氧化碳—环氧丙烷共聚物玻璃化温度为35℃左右，且成本较高。经过轻质碳酸钙填充改性，根据所加轻质碳酸钙的量，所得粒料的玻璃化温度可以达到50℃以上，成本可以降低10％～30％。制备方法为首先加入二氧化碳—环氧丙烷共聚物和轻质碳酸钙以及封端剂和润滑剂在高速搅拌机中在不高于35℃的情况下进行冷混，然后把冷混料在螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温度不超过170℃。本发明方法原材料易得，设备普通，加工工艺简单，非常适宜工业化生产。
Description
技术领域
本发明提供了一种二氧化碳—环氧丙烷共聚物填充改性的制备方法，特别是使用轻质碳酸钙填充改性的方法提高二氧化碳—环氧丙烷共聚物的玻璃化温度的方法。
背景技术
二氧化碳—环氧丙烷共聚物的原料之一是二氧化碳。二氧化碳是许多工业领域所产生的废气，排放到大气层中，不仅对造成了环境污染，而且也是碳资源的浪费。通过二氧化碳与环氧丙烷共聚反应可以固定二氧化碳，同时所得到的共聚物是一种无毒无味、阻隔性能优异的无色固体，且该共聚物具有完全生物降解的特性，可以代替普通塑料解决”白色污染”问题，具有双环保作用。因此实现二氧化碳—环氧丙烷聚合反应的工业化生产和共聚物的市场化推广是企业家和化学工程师的追求的目标。
二氧化碳—环氧丙烷共聚物是非晶态聚合物，玻璃化温度在35℃左右，在温度在35℃以上时，其贮存和运输过程中容易结块，并且对下游厂家的应用带来影响，阻碍其市场化推广。因此为适应二氧化碳—环氧丙烷共聚物的工业化生产和市场化推广的要求，必须寻找一种原材料易得，设备普通，加工工艺简单的提高二氧化碳—环氧丙烷共聚物玻璃化温度的方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供用改性轻质碳酸钙填充改性提高二氧化碳—环氧丙烷共.聚物玻璃化温度的方法，该方法非常适宜大规模化生产。
具体方法为：用亲油改性后的轻质碳酸钙对二氧化碳—环氧丙烷共聚物进行填充改性，把其玻璃化温度提高。首先加入二氧化碳—环氧丙烷共聚物和轻质碳酸钙以及封端剂和润滑剂在高速搅拌机中在不高于35℃的情况下冷混5～10钟，根据设备情况，搅拌机搅拌速度可以为500～1500转/分钟。然后把冷混料在螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出造粒的温度不超过170℃。根据所加轻质碳酸钙的量的不同，所得粒料的玻璃化温度可以达到50℃以上。解决了二氧化碳—环氧丙烷共聚物的玻璃化温度低的问题，同时成本可以降低10％～30％。
本发明的原理在于：用亲油改性后的轻质碳酸钙可以增加其与二氧化碳—环氧丙烷共聚物的相容性，同时提高其在共聚物中的分散性；在高速搅拌机中在不高于35℃的情况下进行冷混，能保证在混合过程中二氧化碳—环氧丙烷共聚物不结块且与轻质碳酸钙混合均匀；加入封端剂为了保证二氧化碳—环氧丙烷共聚物在加工过程中不进行拉链式热分解；加入润滑剂是为了加工工艺的顺畅，提高加工效率；挤出造粒的温度不超过170℃可以保证在加工过程中二氧化碳—环氧丙烷共聚物不进行热分解或分解很少。
本发明方法的工艺简单、设备普通。工艺只有冷混和挤出造粒两个步骤；所使用的设备为非常普通的高速搅拌机和双螺杆挤出机或单螺杆挤出机。非常适宜工业化生产。
本发明方法所使用的原材料简单易得。亲油改性的轻质碳酸钙，市场上的颗粒大小在700～4000目的普通产品就能使用；所加入的加工助剂只有两种，且选用的是非常普通易得的常用助剂。封端剂为马来酸酐，所加入的马来酸酐与二氧化碳—环氧丙烷共聚物的比例(质量比)为0.2～5∶100；润滑剂为硬酯酸、环氧大豆油或两者的混合物，所加入的润滑剂与轻质碳酸钙的比例(质量比)为0.5～30∶100。加工出的粒料的成本低于原共聚物。有利于市场化推广。
具体实施方式
实施例1：
称取二氧化碳—环氧丙烷共聚物(蒙西高新技术集团公司生产，玻璃化温度为35℃)3000克，马来酸酐6克，亲油改性后的轻质碳酸钙(颗粒大小为700目)600克，硬酯酸3克，加入高速搅拌机中，在不超过35℃的情况下搅拌5～10分钟；放出冷混料，用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机进行挤出造粒，各区的加热温度根据挤出情况设置，最高不超过170℃。得到的粒料用差示扫描量热计(DSC)进行测量，得玻璃化温度为48.2℃
实施例2：
称取二氧化碳—环氧丙烷共聚物(同实施例1)3000克，马来酸酐60克，轻质碳酸钙(颗粒大小为1250目)1500克，硬脂酸225克，冷混和挤出造粒情况同实施例1。得到的粒料用差示扫描量热计(DSC)进行测量，得玻璃化温度为56.99℃
实施例3：
称取二氧化碳—环氧丙烷共聚物(同实施例1)3000克，马来酸酐150克，轻质碳酸钙(颗粒大小为4000目)3000克，硬酯酸900克，冷混和挤出造粒情况同实施例1。得到的粒料用差示扫描量热计(DSC)进行测量，得玻璃化温度为59.5℃
实施例4：
称取PPC(同实施例1)3000克，马来酸酐6克，轻质碳酸钙(颗粒大小为2000目)3000克，硬酯酸45克，冷混和挤出造粒情况同实施例1。得到的粒料用差示扫描量热计(DSC)进行测量，得玻璃化温度为58.8℃。
实施例5：
称取PPC(同实施例1)3000克，马来酸酐90克，轻质碳酸钙(颗粒大小为3000目)2000克，硬脂酸200克，冷混和挤出造粒情况同实施例1。得到的粒料用差示扫描量热计(DSC)进行测量，得玻璃化温度为57.5℃。
实施例6：
称取PPC(同实施例1)2000克，马来酸酐30克，轻质碳酸钙(颗粒大小为4000目)1200克，硬酯酸360克，冷混和挤出造粒情况同实施例1。得到的粒料用差示扫描量热计(DSC)进行测量，得玻璃化温度为56.2℃。
以上实施例中硬脂酸均可被环氧大豆油或硬脂酸与环氧大豆油的混合物替代，其中硬脂酸与环氧大豆油混合比例不限。
Claims (2)
1.二氧化碳-环氧丙烷共聚物的轻质碳酸钙填充改性的制备方法，其特征在于：将二氧化碳-环氧丙烷共聚物和轻质碳酸钙以及封端剂和润滑剂在高速搅拌机中进行冷混，然后把冷混料在螺杆挤出机中进行挤出造粒，所加入的轻质碳酸钙的颗粒大小在700～4000目，且经过亲油改性，所加入的轻质碳酸钙与二氧化碳-环氧丙烷共聚物的比例按质量比为5～100∶100，所加入的封端剂为马来酸酐，所加入的马来酸酐与二氧化碳-环氧丙烷共聚物的比例按质量比为0.2～5∶100，所加入的润滑剂为：硬脂酸、环氧大豆油或两者的混合物，所加入的润滑剂与轻质碳酸钙的比例按质量比为0.5～30∶100；把二氧化碳-环氧丙烷共聚物和轻质碳酸钙以及封端剂和润滑剂在高速搅拌机中冷混的温度不超过35℃，冷混料在螺杆挤出机进行挤出造粒温度不超过170℃，物料在高速搅拌机中冷混的时间为5～10分钟。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：物料在高速搅拌机中冷混，搅拌机的转速为500～1500转/分钟。
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