[发明专利]长链支化聚乳酸树脂及其制备方法和用途

权利要求书

1.长链支化聚乳酸树脂，其特征在于，它是由多臂聚乳酸通过偶联链段线性连接而成的，如式1所示，或一个多臂聚乳酸与3-8个多臂聚乳酸通过偶联链段连接而成，如式2所示，该长链支化聚乳酸树脂的重均分子量为12万-50万，每个多臂聚乳酸各臂的长度相同，每个臂的聚合度以丙交酯单元计为50-100，多臂聚乳酸的臂数N为3、4、6或8，所述的偶联链段为聚氨酯结构，

2.如权利要求1所述长链支化聚乳酸树脂，其特征在于，所述的偶联链段为二异氰酸酯形成的聚氨酯结构，如式3所示，或线性聚乳酸二异氰酸酯形成的聚氨酯结构，如式4所示，或式3与式4结构同时存在，

式3、式4中R是二异氰酸酯的骨架部分，所述的二异氰酸酯形成的聚氨酯与线性聚乳酸二异氰酸酯形成的聚氨酯摩尔比为10∶1至1∶N，其中N为多臂聚乳酸的臂数。

3.如权利要求2所述长链支化聚乳酸树脂，其特征在于，所述二异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯。

4.长链支化聚乳酸树脂的制备方法，其特征在于，偶联链段为式3结构的聚乳酸树脂的制备过程如下：

步骤一：丙交酯在引发剂和催化剂作用下进行开环聚合，获得多臂聚乳酸；所述的引发剂为多元醇，催化剂为辛酸亚锡、二乙基锌、三丁基铝或二(N，N-二(三甲基硅)氨基)锌，引发剂醇羟基与丙交酯的摩尔比为1∶50至1∶100；催化剂与丙交酯的摩尔比为1∶100至1∶1000；

步骤二：用步骤一获得的多臂聚乳酸与二异氰酸酯偶联，获得长链支化聚乳酸；其中异氰酸酯基与多臂聚乳酸端羟基摩尔比为0.8-1.5∶1。

5.长链支化聚乳酸树脂的制备方法，其特征在于，偶联链段为式4结构或者式3、式4结构同时存在的聚乳酸树脂的制备过程如下：

步骤一：丙交酯在引发剂和催化剂作用下进行开环聚合，获得多臂聚乳酸和线性聚乳酸的混合物；所述的引发剂为多元醇和二元醇的混合物，催化剂为辛酸亚锡、二乙基锌、三丁基铝或二(N，N-二(三甲基硅)氨基)锌，多元醇和二元醇分子摩尔比为10∶1至1∶N，其中N为多元醇的羟基数，引发剂醇羟基与丙交酯的摩尔比为1∶50至1∶100；催化剂与丙交酯的摩尔比为1∶100至1∶1000；

步骤二：用步骤一获得的多臂聚乳酸和线性聚乳酸的混合物与二异氰酸酯偶联，获得长链支化聚乳酸；其中异氰酸酯基与多臂聚乳酸和线性聚乳酸端羟基总数的摩尔比为0.8-1.5∶1。

6.如权利要求5所述长链支化聚乳酸树脂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述多臂聚乳酸和线性聚乳酸的混合物也可以用下述方法得到：丙交酯在引发剂和催化剂作用下进行开环聚合，获得多臂聚乳酸，引发剂为多元醇，催化剂为辛酸亚锡、二乙基锌、三丁基铝或二(N，N-二(三甲基硅)氨基)锌，再用二元醇引发丙交酯进行开环聚合，得到线性聚乳酸，将多臂聚乳酸与线性聚乳酸混合，得到多臂聚乳酸和线性聚乳酸的混合物，所述的多臂聚乳酸与线性聚乳酸的摩尔混合比为10∶1-1∶N，其中N是多臂聚乳酸的臂数。

7.如权利要求4-6任何一项所述的长链支化聚乳酸树脂的制备方法，其特征在于，采用溶液法制备所述的长链支化聚乳酸树脂，具体工艺过程为：

步骤一：在反应容器中加入引发剂、催化剂、溶剂和丙交酯，在聚合反应温度为70-120℃的反应器中反应2-24小时，得到多臂聚乳酸或多臂聚乳酸和线性聚乳酸的混合物，所述的引发剂为以多元醇或多元醇和二元醇的混合物，催化剂为辛酸亚锡、二乙基锌、三丁基铝或二(N，N-二(三甲基硅)氨基)锌，多元醇和二元醇分子摩尔比为10∶1至1∶N，其中N为多元醇的羟基数，引发剂醇羟基与丙交酯的摩尔比为1∶50至1∶100；催化剂与丙交酯的摩尔比为1∶100至1∶1000；

步骤二：聚合完成后，将溶液温度调到85-110℃，按多臂聚乳酸端羟基或多臂聚乳酸与线性聚乳酸端羟基之和的摩尔量的0.4-0.75倍加入二异氰酸酯，得到长链支化聚乳酸树脂。