制備具有改善的水解穩定性的塑料材料的方法、塑料材料及其應用技術

本發明專利技術涉及制備具有改善的水解穩定性的塑料材料的方法、塑料材料及其應用。本發明專利技術所提供的制備具有改善的水解穩定性的塑料材料的方法，包括步驟：加入0.05-5重量％的高氯酸鹽作為一種原料組分，以制得所述塑料材料，高氯酸鹽的重量以所述塑料材料為100％計。

【技術實現步驟摘要】
制備具有改善的水解穩定性的塑料材料的方法、塑料材料及其應用
本專利技術屬于塑料材料領域，涉及制備具有改善的水解穩定性的塑料材料的方法，具有改善的水解穩定性的塑料材料及其應用。
技術介紹
很多種性能優異、用途廣泛的塑料材料由含有可水解的化學鍵的高分子材料組成，比如聚酯，聚碳酸酯，聚氨酯等。這些材料的一個重大缺陷是，在使用過程中，它們都會面臨化學鍵水解問題。這是因為，在使用過程中，由于接觸水氣或與水直接接觸，這些可水解的化學鍵，例如醇酸縮合酯鍵，會因發生水解反應而斷裂。由于化學鍵被水解，這些材料的高分子鏈被降解斷裂，它們的物理性能也因此逐漸降低，以致最后徹底喪失。因此，如何提高它們的抗水解性能，一直是材料領域的研究課題。提高這些塑料材料抗水解性能的方法大致可分為兩大類。一類方法是對塑料材料的分子化學結構進行改進，以便增強那些高分子鏈的憎水性或位阻。一個增強的憎水環境可以減少它們和水分子的接觸概率，因此被水分子親核進攻的幾率相應減少，這些可水解化學鍵位阻的增加會提高水分子親核進攻的難度，通過這些方式可以提高化學鍵的抗水解性能。例如，WO2006097507A1公開在塑料材料中使用含有2-甲基-1，3-丙二醇單元的高分子鏈，此材料顯示了良好的抗水解性能。WO2007137105A1也公開了通過使用含有1，3和1，4-環己烷二甲醇(1，4-cyclohexanedimethanol)單體結構的高分子，材料的抗水解性能得到很大的提高。另一類方法是通過在這些塑料材料中加入一定含量的助劑提高抗水解性能。例如，GB1205257A公開了碳酸亞烷基酯(alkylenecarbonates)作為添加劑，可改善聚酯型聚氨酯材料的水解穩定性。類似地，碳酸亞烷基酯也被用來改善聚酯材料的水解性能(US3657191，5563209和6528161)。US6737471B2公開了一元羧酸的酯或多元羧酸的酯(其(第一)離解常數(pKa)為0.5-4)會提高聚氨酯的水解穩定性。GB986200A公開了多種類型的含碳化二亞胺的化合物在聚氨酯的生產中用作添加劑，能夠更加有效地改善聚氨酯的水解穩定性。GB1204866公開了使用碳化二亞胺和烷氧基羥基苯甲酮在提高聚氨酯水解穩定性中的協同效果。US6169157B1還公開了在聚氨酯生產過程中同時加入內酯，碳化二亞胺的水解穩定性可進一步提高。US3852101也公開了碳化二亞胺用于有效提高聚酯材料的水解穩定性。但是，這些含碳化二亞胺的化合物生產過程較復雜，導致它們的成本很高，并且使用操作過程復雜。因此，本領域迫切需要開發出一種能簡單而且高效地顯著改善這些塑料材料的水解穩定性的方法。
技術實現思路
本專利技術提供了一種新穎的制備具有改善的抗水解性能的塑料材料的方法。一方面，本專利技術提供了一種制備具有改善的水解穩定性的塑料材料的方法。該方法包括步驟：加入0.05-5重量％的高氯酸鹽作為一種原料組分，以制得所述塑料材料，高氯酸鹽的重量以所述塑料材料重量為100％計，其中，所述塑料材料包含有含可水解的化學鍵的高分子鏈結構。在一個優選的實施方式中，所述可水解的化學鍵包括酯鍵。優選地，所述酯鍵包括碳酸酯鍵、氨基甲酸酯鍵或醇酸縮合酯鍵及其組合。在另一個優選的實施方式中，所述塑料材料包括聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯或其組合。在另一個優選的實施方式中，所述高氯酸鹽含有高氯酸根作為陰離子，對應的抗衡陽離子選自金屬元素和銨離子。優選地，所述金屬元素選自堿金屬元素和堿土金屬元素。更優選地，所述金屬元素選自鋰和鈉。在另一個優選的實施方式中，所述高氯酸鹽任選地以無水形式、水合物形式或以高氯酸鹽溶液形式使用。在另一個優選的實施方式中，所述高氯酸鹽溶液的溶劑選自水和有機溶劑。在另一個優選的實施方式中，所述有機溶劑包括：醇類，酯類，醚類，酰胺類，砜類或亞砜類溶劑。在另一個優選的實施方式中，所述溶劑的用量為0.1-15重量％，以所述塑料材料的重量為100％計。在另一個優選的實施方式中，所述聚氨酯為由包括異氰酸酯組分、第二多元醇組分和所述高氯酸鹽組分的原料組分制備的產物；其中，所述異氰酸酯組分包括有機多異氰酸酯和/或改性的有機多異氰酸酯或其組合，或與第一多元醇形成的異氰酸酯封端的預聚物；所述第一多元醇和第二多元醇的羥值為20-280，官能度為1-4。優選地，所述第一多元醇和第二多元醇相同或不同，并且其中至少一種包含有至少一種聚酯多元醇。另一方面，本專利技術涉及由上述方法制備的具有改善的水解穩定性的塑料材料在泡沫塑料、熱塑性塑料、彈性體或微孔彈性體中的應用，特別是在制備鞋材中的應用。另一方面，本專利技術提供了一種具有改善的水解穩定性的塑料材料，所述塑料材料包括0.05-5重量％的高氯酸鹽，以所述塑料材料的重量為100％計。在一個優選的實施方式中，所述塑料材料包括聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯或其組合。在另一個優選的實施方式中，所述塑料材料是聚氨酯。在另一個優選的實施方式中，所述高氯酸鹽含有高氯酸根作為陰離子，對應的抗衡陽離子選自金屬元素和銨離子。優選地，所述金屬元素選自堿金屬元素和堿土金屬元素。更優選地，所述金屬元素選自鋰和鈉。另一方面，本專利技術涉及上述具有改善的水解穩定性的塑料材料在泡沫塑料、熱塑性塑料、彈性體、微孔彈性體，特別是在制備鞋材中的應用。具體實施方式本專利技術的專利技術人在經過了廣泛而深入的研究之后，意外地發現高氯酸鹽能夠作為改善塑料材料水解穩定性的非常有效的助劑。可能的原因是通過相應抗衡陽離子與這些可水解的化學鍵弱螯合作用，使這類高氯酸鹽能圍繞這些化學鍵形成一層位阻保護，從而降低這些化學鍵被水分子親核進攻的幾率，因此提高它們的抗水解性能。這類高氯酸鹽可用于那些含有可水解的化學鍵的塑料材料的制備以顯著提高它們的抗水解性能，而不會損害它們的其它物理性能和可加工性。基于上述發現，本專利技術得以完成。聚氨酯本專利技術的聚氨酯為包含以下原料組分的產物：a)有機多異氰酸酯和/或改性的有機多異氰酸酯，優選有機二異氰酸酯；b)至少一種第二多元醇，優選聚酯多元醇，其OH數為20-280，優選28-150，官能度為1-4，優選1.8-2.5；c)高氯酸鹽；d)任選的催化劑；e)任選的擴鏈劑，其平均分子量等于或小于800；以及f)任選的發泡劑和表面活性劑。組分a)所述組分a)中的有機多異氰酸酯由以下通式表示：R(NCO)n式中，n為2-4，優選2；R表示含有2-18個碳原子的脂族烴基，含有3-18個碳原子的脂環族烴基烴基，含有6-15個碳原子的芳族烴基，或者含有8-15個碳原子的芳脂族烴基。其具體的例子包括，但不限于：亞乙基二異氰酸酯，1，4-四亞甲基二異氰酸酯，1，6-六亞甲基二異氰酸酯(HDI)，1，12-十二烷基二異氰酸酯，環丁烷-1，3-二異氰酸酯，環己烷-1，3-二異氰酸酯，環己烷-1，4-二異氰酸酯，環己烷-1，3-二異氰酸酯和環己烷-1，4-二異氰酸酯的混合物，1-異氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-異氰酸根合甲基-環己烷，2，4-六氫甲苯二異氰酸酯，2，6-六氫甲苯二異氰酸酯，2，4-六氫甲苯二異氰酸酯和2，6-六氫甲苯二異氰酸酯的混合物，六氫-1，3-亞苯基二異氰酸酯，六氫-1，4-亞苯基二異氰酸酯，全氫-2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯，全氫-4，4’-二苯基甲烷二本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備具有改善的水解穩定性的塑料材料的方法，該方法包括：加入0.05?5重量％的高氯酸鹽作為一種原料組分，以制得所述塑料材料，所述高氯酸鹽的重量以所述塑料材料的重量為100％計，其中，所述塑料材料包括可水解的化學鍵的高分子鏈結構。

【技術特征摘要】
1.一種制備具有改善的水解穩定性的塑料材料的方法，該方法包括：加入0.05-5重量％的高氯酸鹽作為一種原料組分，以制得所述塑料材料，所述高氯酸鹽的重量以所述塑料材料的重量為100％計，其中，所述塑料材料包括可水解的化學鍵的高分子鏈結構，所述塑料材料選自聚氨酯材料，所述塑料材料的原料組分中包括0.1-5重量％的高氯酸鹽，以所述塑料材料的重量為100％計，其中所述高氯酸鹽含有高氯酸根作為陰離子，對應的抗衡陽離子選自堿金屬、堿土金屬和銨離子，所述聚氨酯為由包括異氰酸酯組分、第二多元醇組分和所述高氯酸鹽組分的原料組分制備的產物；其中，所述異氰酸酯組分包括有機多異氰酸酯和/或改性的有機多異氰酸酯或其組合，或與第一多元醇形成的異氰酸酯封端的預聚物；所述第一多元醇和第二多元醇的羥值為20-280，官能度為1-4。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，第二多元醇組分為聚酯多元醇。3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述金屬元素選自鋰和鈉。4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高氯酸鹽以無水形式、水合物形式或以高氯酸鹽溶液形式使用。5.如權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫國斌，周志平，石金貴，張躍冬，
申請(專利權)人：拜耳材料科技中國有限公司，
類型：發明
國別省市：