[发明专利]基于聚碳酸亚烷基酯和聚烯烃的复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及基于聚碳酸亚烷基酯和聚烯烃的复合材料，更特别地，涉及通过包含聚碳酸亚烷基酯、聚烯烃、引发剂和共混助剂的混合组合物的反应而制备的复合材料，其中聚碳酸亚烷基酯的量为60重量％～95重量％，引发剂、共混助剂和聚烯烃的总量为5重量％～40重量％，并且所述复合材料具有其中由聚碳酸亚烷基酯形成的基质中包含由聚烯烃形成的填料的基质-填料形态。

背景技术

塑料树脂是最便利材料的一种，并且自20世纪以来已经普遍用于日常生活。此外，因为由于石油化学工业的发展而实现了塑料树脂的大量制造，因此其需求急速增加，并且塑料树脂的使用从日常生活应用扩展到工业应用。

通用的树脂开始主要用于日常必需品如家庭用品，工程塑料主要用于工业或制造工业的应用，此外超级工程塑料则超过满足用于一般工业的材料所需的性能而用于特殊领域，并且其市场在持续扩张。

随着汽车产业集中注意力在更轻质的汽车上，在更多不同的领域中对塑料的需求增加，并且对因新技术如IT、半导体、电动车辆等的发展而需要的聚合材料的需求已经在各种领域增长，并且预期在不久的将来会更加广阔地增加。

最近，为了解决由通常使用的现有塑料造成的环境问题，聚碳酸亚烷基酯的使用引起了许多关注，所述聚碳酸亚烷基酯是基于作为副产物气体产生的二氧化碳的脂肪族碳酸亚烷基酯。

在这些脂肪族碳酸亚烷基酯中，聚碳酸亚丙酯(PPC)通过使用特殊催化剂聚合环氧丙烷和二氧化碳而制备。目前，在美国，Novomer和伊士曼柯达公司(Eastman Kodak)正在共同开发PPC作为具有优异氧阻挡性能的包装材料，日本的住友化学株式会社(Sumitomo Chemical Co.,Ltd)正在尝试通过与其他塑料的复合而提高PPC的物理性能，且特别地，中国的Tianquan等由于中国政府的积极支持而正在商业化制造PPC。然而，PPC的制造率因为制造技术、特别是催化技术的不足而受到限制。在韩国，SK创新公司(SK Innovation Co.Ltd)通过开发能够最小化环状碳酸酯的量和产生高分子量的催化剂技术，已经在制造基于二氧化碳的聚合物上获得了成功，并且目前，包括企业、实验室、大学等的总共16个机构加入了由蔚山科技园(Ulsan Technopark)组织的“使用副产物气体的绿色技术的实际应用的事务(business for practical applications of green technology using byproduct gases)”，并且正在进行使用基于二氧化碳的聚合物的环境友好产品的开发及其商业化。

然而，玻璃化转变温度Tg为约38℃～40℃的聚碳酸亚烷基酯在Tg以下时易碎，并且因为其在Tg以上时软和粘的性质而不适合用于成型产品，这使得其很难用作塑料材料。因此，通过将聚碳酸亚烷基酯和其他材料混合并将混合物成型而改善冲击强度特性和胶粘性，从而使得将聚碳酸亚烷基酯作为塑料产品的原料使用的努力仍在进行。特别地，聚碳酸亚烷基酯在Tg以上时软和粘的性质导致如下现象：其中聚碳酸亚烷基酯球粒随着时间流逝容易凝聚，因此聚碳酸亚烷基酯球粒在进行成型时不被送入到成型机器中，并且在球粒分布中具有严重缺陷。因此，需要改善这样的性能。

例如，日本专利申请公开JP2007-119609公开了具有提高的拉伸强度、拉伸弹性模量和热解温度的树脂组合物，其通过混合聚碳酸亚丙酯和碳酸钙而得到。

此外，中国专利申请公开CN1793237公开了通过使用经混合聚碳酸亚丙酯和层状硅酸盐粘土制备的树脂组合物而提高玻璃化转变温度和机械特性，特别地拉伸强度和冲击强度的技术。

然而，这些树脂组合物没有显示期望的机械性能，并且因此已经进行了通过与聚烯烃如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等共混以解决聚碳酸亚烷基酯的这些问题的努力，聚烯烃在塑料中是最常用的且廉价并且具有优异的加工性。

然而，由于两者溶解度参数之间的巨大差异，将聚烯烃和聚碳酸亚烷基酯共混是不可能的。也就是说，两种树脂之间没有混溶性。

在这一点上，根据各基材已经开发了因其不同的性能而不共混的材料之间的混合的技术。例如，美国专利申请公开US4,206,967和US3,953,655公开了使用通过在聚烯烃等的主链或支链上共聚或接枝选自羧酸、酸酐、酯单体等的材料而制备的聚合物来混合极性聚合物如乙烯-乙烯基醇(EVOH)、尼龙等和聚烯烃。